Perforación geotécnica en alta mar

Tipos de perforaciones geotécnicas en alta mar

La perforación geotécnica en alta mar se refiere al proceso de recolectar muestras de suelo y roca del fondo marino y del subsuelo para determinar las condiciones geológicas y el comportamiento de los materiales que se encuentran debajo del lecho marino. Los compradores deben tener en cuenta que el procedimiento es de suma importancia en una variedad de campos, como la ingeniería marina, la evaluación ambiental y la investigación geológica.

Los diferentes tipos de perforaciones geotécnicas en alta mar son los siguientes:

• Perforación de muestreo de núcleos:

Este es el procedimiento de capturar muestras cilíndricas de roca o suelo conocidas como núcleos. Durante el proceso se utilizan brocas especiales cilíndricas para extraer muestras inalteradas de los materiales del lecho marino. Una vez que se obtienen los núcleos, se analizan en un laboratorio para identificar su composición, estructura y propiedades de ingeniería.

• Perforación de barrena:

La perforación de barrena utiliza una herramienta helicoidal en forma de tornillo llamada barrena para penetrar el lecho marino y recolectar muestras de suelo. A medida que la barrena gira, se abre camino a través de los materiales, transportando simultáneamente las muestras hacia arriba a través de sus hélices. El método es particularmente efectivo para perforar en suelos cohesivos, arenas de flujo libre y otros materiales no consolidados. A diferencia de la perforación de muestreo de núcleos, la perforación de barrena generalmente da como resultado muestras alteradas, que no obstante son valiosas para la caracterización y el perfil del suelo.

• Perforación con cable:

La perforación con cable o del Mar del Norte es una técnica muy utilizada para buscar petróleo y gas que podría utilizarse para realizar investigaciones geotécnicas. El método implica el uso de una columna de perforación tirada por cable para perforar el lecho marino. Proporciona un alto grado de control y precisión durante la perforación, lo que permite la recolección de muestras continuas de suelo o roca conocidas como núcleos con cable. Las muestras se pueden registrar en tiempo real, mejorando la calidad de la adquisición de datos. Una ventaja de la perforación con cable es que permite realizar múltiples pruebas de fondo de pozo y registros geofísicos en un solo pozo.

• Perforación rotatoria:

La técnica de perforación rotatoria es capaz de manejar una amplia gama de condiciones del lecho marino y es aplicable a varios entornos marinos. El procedimiento implica el uso de una broca giratoria para perforar el fondo marino, empleando típicamente la circulación de fluidos para estabilizar el pozo y eliminar los recortes. La perforación rotatoria es adecuada para pozos de gran diámetro o profundos y se puede combinar con varias herramientas de muestreo y prueba. Su versatilidad y eficiencia hacen de la perforación rotatoria una opción valiosa para las investigaciones geotécnicas en alta mar.

Especificaciones y mantenimiento de las perforaciones geotécnicas en alta mar

Especificaciones

• Diámetro de perforación

  Este es el diámetro del agujero que puede crear la máquina de perforación geotécnica en alta mar. Típicamente se mide en pulgadas o milímetros. Generalmente, el diámetro de perforación varía de 4 pulgadas (100 mm) a 20 pulgadas (500 mm).

• Profundidad de perforación

  Es la profundidad máxima que puede alcanzar la máquina de perforación geotécnica en alta mar. La profundidad de perforación en alta mar suele superar los 1000 metros.

• Potencia

  La potencia de una máquina de perforación geotécnica en alta mar suele medirse en caballos de fuerza (HP) o kilovatios (kW). Ofrece la fuerza necesaria para perforar a través de varios tipos de suelo y roca. La potencia varía entre los modelos y suele estar en el rango de 200 HP (150 kW) a 500 HP (370 kW).

• Peso

  Es la masa total de la máquina de perforación geotécnica en alta mar. El peso afecta la estabilidad y el manejo de la máquina durante las operaciones de perforación. El peso de la máquina de perforación puede ser de 8000 kg (8 toneladas) a 20,000 kg (20 toneladas).

• Materiales

  La máquina de perforación geotécnica en alta mar suele estar hecha de materiales como acero de alta resistencia y aleaciones para garantizar la durabilidad y resistir la corrosión en entornos marinos hostiles.

• Método de perforación

  Las máquinas de perforación geotécnica en alta mar utilizan varios métodos, como la perforación rotatoria, la perforación con núcleo o la perforación de lavado, dependiendo de las condiciones del suelo y los requisitos del proyecto.

Mantenimiento

• Lubricación regular

  Lubricar las partes móviles, incluidos los cojinetes, los ejes y las bisagras, con grasa o aceite adecuados.

• Comprobación del sistema hidráulico

  Inspeccionar las mangueras hidráulicas, las conexiones y los cilindros en busca de fugas o daños. Mantener el nivel y la calidad del fluido hidráulico según sea necesario.

• Mantenimiento de los componentes de perforación

  El equipo de perforación geotécnica en alta mar tiene muchos componentes, como brocas, escariadores y tuberías. Estas partes deben limpiarse con frecuencia para eliminar residuos de suelo o roca. También deben inspeccionarse en busca de desgaste o daños. Las empresas marítimas deben reparar o reemplazarlas rápidamente si es necesario.

• Inspección del sistema eléctrico

  Comprobar las conexiones eléctricas, los cables y los circuitos de la máquina de perforación geotécnica en alta mar. Buscar signos de corrosión, aflojamiento o daños. Limpiar y mantener los componentes eléctricos según las instrucciones del fabricante.

• Calibración del sistema de control

  Calibrar el sistema de control de la máquina de perforación en alta mar. Este sistema puede incluir funciones automatizadas, sensores y mecanismos de retroalimentación. Probar los controles y realizar los ajustes necesarios garantiza una operación precisa y confiable.

• Limpiar y lavar

  Limpiar todo el equipo de perforación geotécnica en alta mar. Se puede utilizar una lavadora de alta presión para eliminar el barro, la tierra y el crecimiento marino. Prestar atención a la limpieza en lugares de difícil acceso. Ayuda a prevenir la corrosión y el sobrecalentamiento de la máquina de perforación.

• Monitoreo de la condición

  Si está disponible, monitorear el equipo de la máquina de perforación geotécnica en alta mar, como sensores de temperatura, vibración y presión. Ayuda a detectar cualquier condición anormal temprano y tomar medidas preventivas.

Escenarios de aplicación de la perforación geotécnica en alta mar

Algunos escenarios de aplicación del uso de perforación geotécnica en alta mar son los siguientes:

• Áreas costeras y cercanas a la costa

  En las zonas costeras y cercanas a la costa, la perforación se realiza desde plataformas de embarcadero, barcazas o caballetes temporales. Una tarea de perforación común en esta zona es investigar el perfil del suelo y las propiedades geotécnicas para ayudar a diseñar cimientos para estructuras costeras como muelles, muros de contención y edificios de borde de agua.

• Plataformas continentales

  La plataforma continental es el lecho marino que se encuentra debajo del agua en el margen continental. Es un área significativa. Muchas estructuras en alta mar, como plataformas petroleras, parques eólicos y submarinos, se construyen sobre la plataforma continental o penetran en ella. Por lo tanto, es necesario realizar perforaciones geotécnicas en alta mar en la plataforma continental para caracterizar las condiciones del subsuelo allí. Esto ayuda a determinar diseños de cimientos adecuados para estas estructuras, garantiza su estabilidad y minimiza el impacto ambiental.

• Mar profundo

  A cierta distancia de la costa, en el mar profundo, el lecho marino se vuelve muy irregular. Hay formaciones geológicas complejas. Sin embargo, la perforación sigue siendo posible, incluso en estos entornos desafiantes. Una forma de hacerlo es utilizando buques de perforación especializados equipados con barcos de perforación o barcazas de perforación posicionadas dinámicamente.

  La perforación geotécnica en alta mar en aguas profundas es esencial para comprender las propiedades y estructuras geotécnicas de la corteza oceánica y los sedimentos. Esta información es necesaria para una variedad de propósitos, como: Desarrollar recursos de aguas profundas como petróleo y gas de grandes yacimientos submarinos ubicados lejos de la costa; Establecer diseños de cimientos seguros para estructuras en áreas remotas que a menudo son difíciles de acceder; Recopilar datos para mejorar la precisión de los modelos geotécnicos utilizados para la caracterización del sitio en áreas con condiciones geológicas complejas; Apoyar la investigación científica proporcionando muestras y datos para su estudio.

La perforación geotécnica en alta mar tiene varios propósitos dependiendo del sitio.

Cómo elegir la perforación geotécnica en alta mar

Los instrumentos de perforación geotécnica en alta mar son esenciales para recopilar datos sobre la composición del fondo marino o el lecho marino. Esta información será útil al formular proyectos para construir bajo el agua o en áreas costeras. Los compradores que comprendan lo que buscan los instrumentos de perforación tomarán decisiones más informadas.

• Comprender el propósito y los requisitos: Primero, es esencial comprender las necesidades del proyecto del comprador y el uso previsto del equipo de perforación geotécnica en alta mar. ¿Qué tipo de lecho marino o fondo marino quiere perforar el comprador? ¿Hay necesidad de muestreo de suelo, pruebas in situ o análisis litológico en profundidad? También se debe considerar el tipo de proyecto, la profundidad del agua y el diámetro de perforación deseado.

• Investigar las tecnologías disponibles: Hay disponibles varias tecnologías de perforación en alta mar, que van desde plataformas fijas hasta unidades de perforación semi-sumergibles y basadas en barcos. Cada método tiene su propia idoneidad para diferentes entornos marinos y objetivos de investigación geotécnica. Por ejemplo, una TLP (plataforma de patas de tensión) podría ser ideal para aguas profundas, mientras que una plataforma de patas elevables podría ser adecuada para aguas poco profundas sobre un lecho marino sólido. Evaluar las ventajas y desventajas de cada enfoque en relación con las necesidades específicas del proyecto.

• Evaluar las características del equipo: Al elegir el equipo de perforación, es esencial examinar características como la capacidad de profundidad de perforación, los sistemas de recuperación de muestras y las capacidades de caracterización del suelo de las opciones disponibles. También considerar la adaptabilidad del equipo a diferentes condiciones marinas.

• Consideraciones operativas: Pensar en los aspectos operativos del método de perforación elegido. Los procedimientos de movilización y desmovilización de la plataforma, así como su eficiencia operativa en términos de velocidad de perforación y procesamiento de muestras, afectarán directamente el éxito de la investigación geotécnica y el cronograma general del proyecto.

• Presupuesto y logística: Finalmente, los compradores también deben considerar el costo de la solución de perforación elegida y los desafíos logísticos asociados con su despliegue. La perforación geotécnica en alta mar, dependiendo del método seleccionado, puede tener un impacto significativo en el presupuesto general del proyecto. Los compradores deben estimar claramente los costos involucrados y reservar un presupuesto adecuado para garantizar que se pueda implementar la solución de perforación necesaria sin restricciones financieras. Además, la logística de transporte y posicionamiento del equipo de perforación en el sitio de investigación es fundamental para la ejecución oportuna del proyecto. Los compradores deben trabajar en estrecha colaboración con contratistas experimentados para coordinar la operación de perforación en alta mar sin problemas.

Preguntas y respuestas sobre la perforación geotécnica en alta mar

P1: ¿Cuál es el propósito de la perforación geotécnica?

A1: La perforación geotécnica es un método que se utiliza para recolectar muestras de suelo y roca en un sitio de construcción propuesto. La información y las muestras proporcionadas por la perforación geotécnica en alta mar ayudan a los ingenieros a diseñar cimientos seguros y eficientes para diversas estructuras.

P2: ¿Cuáles son los diferentes tipos de perforación geotécnica en alta mar?

A2: Los métodos más comunes de perforación geotécnica en alta mar son los pozos, las pruebas de penetración de cono, los métodos de muestreo, las pruebas in situ y los estudios geofísicos y de teledetección.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre la perforación geotécnica en alta mar y en tierra?

A3: En general, las técnicas utilizadas en la perforación geotécnica en alta mar y en tierra son similares. Además, los desafíos que enfrentan los perforadores terrestres y marinos son algo parecidos. Sin embargo, el equipo utilizado en la perforación en alta mar es más avanzado porque tiene que resistir los rigores de estar en un entorno de mar abierto lejos de la tierra.

P4: ¿Qué profundidad puede alcanzar la perforación en alta mar?

A4: Con el equipo adecuado, actualmente es posible realizar perforaciones geotécnicas en alta mar hasta una profundidad de 3.048 metros (10.000 pies) en el mar.