Introducción a los Taladros Jack Up - Plataformas Offshore Autoelevables

 Un Jack Up es un tipo de plataformas de perforación costa afuera. Está formado por un casco, una pierna y un sistema de elevación y una plataforma elevadora que se puede bajar en el sitio, y luego sus patas en la derecha para levantar el casco, proporcionando una plataforma de trabajo estable que es lo suficientemente fuerte para hacer frente a las cargas ambientales requeridas.



Otra ventaja del Jack Ups es que pueden operar a altas velocidades del viento y con alturas de ola considerables, así como en profundidades de agua que alcanzan los 500 pies. Como el Jack Up será finalmente soportado por el lecho marino, generalmente se precargan al llegar al sitio previsto para simular el tipo de cargas de las patas a las que estarán expuestas. Esto garantiza que una vez que la plataforma esté totalmente levantada y en funcionamiento, el lecho marino podrá proporcionar una base sólida para la plataforma.



La industria offshore ha hecho un uso significativo de las plataformas Jack Up durante más de 60 años. Son especialmente útiles para la perforación de exploración ya que son relativamente fáciles de instalar y también proporcionan amplias áreas de producción, alojamiento y mantenimiento. Con los años, los Jack Ups han sido llevados al límite en términos de lo que puede hacer. Esto incluye los límites de carga de la plataforma tanto cuando están a flote como cuando están elevados, sus límites ambientales y de perforación, y los límites de suelo, o cimientos. Al impulsar estos límites, las empresas de perforación han podido explorar aguas más profundas, perforar yacimientos profundos en condiciones difíciles e incluso perforar en áreas con suelos inestables y cimientos.


Componentes de los Taladros Tipo Jack Up.

Cada unidad Jack Up se compone de tres componentes principales: el casco, las patas y  pies, y el equipo utilizado en el Jack Up. Cada uno de estos componentes se describirá a continuación, y sus funciones también se explicarán.

 

CASCO O CARCASA

Al igual que el casco de un barco, el casco de la unidad Jack Up es hermético y alberga o admite el equipo, los sistemas y el personal necesarios para llevar a cabo las operaciones normales. Mientras que el Jack Up está a flote, el casco también proporciona la flotabilidad necesaria para evitar que el Jack Up se hunda. Los parámetros del casco pueden variar según los diferentes modos de operación de la unidad.

Figure 1 - Hull
Fig 1 – CASCO
Como regla general, cuanto mayor sea la longitud y la profundidad del casco, mayor será la carga variable de la plataforma y el equipo que la unidad Jack Up podrá transportar. Esto es especialmente cierto mientras está en su modo a flote, ya que hay un mayor espacio de cubierta y flotabilidad adicional. Los cascos más grandes tienen otra ventaja ya que proporcionan un espacio más grande tanto dentro como fuera para acomodar tuberías y maquinaria, y permiten áreas de trabajo claras. Los cascos más grandes también pueden tener una mayor capacidad de precarga, lo que permite una mayor flexibilidad durante las operaciones de precarga.
Sin embargo, hay algunos inconvenientes en los cascos más grandes. A menudo están sujetos a mayores cargas de viento, corriente y olas. Además de esto, dado que un casco más grande aumenta el peso del Jack Up, se necesitarán gatos elevadores adicionales con una mayor capacidad para elevar y sostener la unidad de forma segura. Finalmente, el peso adicional tiene un impacto en el período natural del Jack Up mientras está en su modo elevado.
Otro factor que tiene un impacto directo en la cantidad de carga de plataforma variable que se puede transportar, así como la estabilidad de flotación, es el calado del casco. Esto se refiere a la distancia entre la línea de flotación a flote y la línea de base del casco. El calado del casco tiene una relación opuesta con el francobordo del casco, que se refiere a la distancia entre la flotación flotante y la cubierta principal del casco. Por lo tanto, a medida que aumenta el tiro de un Jack Up, el francobordo disminuye en la misma cantidad.
Con dos Jack Ups con cascos idénticos, el que tiene el calado más profundo pesará más. Este peso adicional podría provenir del peso del faro o de la carga variable de la plataforma. Por otro lado, la unidad con el calado más profundo sufrirá una menor estabilidad a flote en comparación con su contraparte más superficial. Sin embargo, el factor más influyente en la estabilidad a flote de una unidad Jack Up es su francobordo. Si la longitud del casco y la pierna de dos Jack Ups es idéntica, entonces la que tiene un francobordo más grande tendrá la mayor estabilidad a flote.

Patas y Pies

Las patas zapatas de un Jack Up están hechos de acero y sirven para sostener el casco mientras la unidad está elevada y ofrecen la estabilidad necesaria para resistir cargas laterales. Las zapatas se utilizan para aumentar el área de carga del suelo, lo que significa que el Jack Up se puede utilizar en áreas con menor resistencia al suelo que si hubiera un área de apoyo más pequeña. Ambas patas y zapatas tienen múltiples características que afectan la forma en que la unidad reacciona tanto en modo elevado como a flote, y por lo tanto es importante comprender estas características.

Figure 2 - Legs
Fig 2 – Patas
Las patas de una unidad con sistema elevador Jack Up pueden extenderse hasta 500 pies por encima de la superficie del agua cuando la unidad se remolca, incluso cuando están completamente retraídas. Las piernas más grandes y más largas suelen tener el mayor impacto en la estabilidad de una unidad de Jack Up. Debido a la gran área de viento de las piernas y al peso pesado que causa un centro de gravedad alto, la estabilidad de flotación se verá negativamente afectada. Las unidades con patas más grandes serán menos estables que otras unidades con la misma configuración y calado del casco.
Cuando la unidad está en su modo elevado, sus patas se verán afectadas por las cargas de las olas, el viento y la corriente. Además de las condiciones ambientales, la magnitud de estas cargas es el resultado de la profundidad del agua, el entrehierro (la distancia entre la línea de base del casco y la línea de flotación) y qué tan lejos penetran las zapatas en el lecho marino. Una regla general es que cuanto más grandes sean las patas y los pies, mayor será la carga ejercida sobre ellos por el viento, las olas y la corriente.
Dependiendo de su diseño y tamaño, las diferentes patas exhibirán diferentes cantidades de rigidez lateral. Esto se refiere a la cantidad de carga necesaria para producir una desviación de la unidad. Esta rigidez disminuye a medida que aumenta la profundidad del agua, y en profundidades mayores, la rigidez a la flexión (el área de los cordones y el espaciado) tiene un impacto mucho mayor que la rigidez al cizallamiento (abrazadera). La rigidez de la pierna está directamente relacionada con la rigidez de Jack Up mientras la unidad está en su modo elevado, lo que afecta la cantidad de balanceo del casco y el período natural de la unidad Jack Up.

 

Equipos del Taladro de Perforación

Cada unidad Jack Up requerirá ciertos equipos para cumplir su propósito. Por lo tanto, este equipo tendrá un efecto en el tamaño del casco y el peso de la nave faro del equipo general. El equipo utilizado en las plataformas Jack Up se puede dividir en tres clasificaciones principales: equipo marino, equipo de misión y equipo de elevación.
El Equipo Marino es todo lo que no está directamente relacionado con el equipo de la misión. Por lo tanto, esta categoría de Equipos marinos abarca todos los equipos que uno podría esperar encontrar en un vehículo marino común, como un motor diesel, tuberías de aceite, equipos eléctricos, botes salvavidas, radar y sonda, equipos de comunicaciones, etc. Si bien todo este equipo no es directamente relevante para la misión de la plataforma, sin embargo es esencial para apoyar al personal a bordo de la plataforma y para permitir que opere por sí solo en el mar. El equipo marino generalmente se clasifica como parte del peso ligero de la nave de la plataforma.

Figure 3 - Mission EquipmentFigura 3 - Equipo de la misión

Como se mencionó anteriormente, el equipo de misión cubre todo a bordo del equipo Jack Up que le permite completar su misión. Naturalmente, esto variará dependiendo de qué es exactamente esta misión, así como del Jack Up individual. Por ejemplo, dos plataformas Jack Up que se estaban utilizando para perforaciones de exploración podrían no usar exactamente el mismo tipo de equipo. El Equipo de Misión cubre cosas como grúas, bombas y tuberías de lodo, torres de perforación, sistemas de control de perforación, equipos de detección de gas y alarmas, y más. A diferencia del equipo marino, el equipo de misión no siempre se clasifica como parte del peso del faro, ya que algunas herramientas, como las unidades de cemento, no siempre se encuentran a bordo del mismo Jack Up.  

Finalmente, Elevating Equipment (Equipo de Elevación) cubre todo lo que está involucrado al permitir que Jack Up levante, baje y bloquee sus patas y casco.


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Traducido desde

Introduction to a Jack Up Rig

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