Introducción a una plataforma Jack Up

Un Jack Up es un tipo de plataformas de perforación en alta mar. Se compone de un casco, patas y un sistema de elevación, y una plataforma elevadora se puede remolcar al sitio en alta mar, y luego bajar sus patas al fondo marino para levantar el casco, proporcionando una plataforma de trabajo estable que es lo suficientemente fuerte como para hacer frente a las cargas ambientales requeridas.

Otra ventaja de las plataformas elevadoras es que pueden operar a altas velocidades de viento y con alturas de ola significativas, así como en profundidades de agua que alcanzan los 500 pies. Dado que el elevador será finalmente apoyado por el fondo marino, generalmente se precargan al llegar al sitio previsto para simular el tipo de cargas de piernas a las que estarán expuestos. Esto asegura que una vez que la plataforma esté completamente levantada y en funcionamiento, el fondo marino podrá proporcionar una base sólida para la plataforma.

La industria offshore ha hecho un uso significativo de plataformas elevadoras durante más de 60 años. Son especialmente útiles para la perforación de exploración, ya que son relativamente fáciles de configurar, y también proporcionan amplias áreas de producción, alojamiento y mantenimiento. A lo largo de los años, los Jack Ups han sido empujados a sus límites en términos de lo que pueden hacer. Esto incluye los límites de carga de la cubierta, tanto a flote como en altura, los límites ambientales y de perforación, y los límites del suelo o cimentación. Al superar estos límites, las compañías de perforación han podido explorar aguas más profundas, perforar embalses profundos en condiciones duras e incluso perforar en áreas con suelos y cimientos inestables.

Componentes de plataformas Jack Up

Cada unidad Jack Up se compone de tres componentes principales: el Casco, las Patas y las Zapatas, y el Equipo utilizado en el Jack Up. Cada uno de estos componentes se describirá a continuación, y también se explicarán sus funciones.

Casco

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

Figura 1-Casco

Como regla general, cuanto mayor sea la longitud y profundidad del casco, mayor será la carga y el equipo de cubierta variables que la unidad Jack Up podrá transportar. Esto es especialmente cierto mientras está en su modo a flote, ya que hay mayor espacio en la cubierta y flotabilidad adicional. Los cascos más grandes tienen otra ventaja, ya que proporcionan un espacio más grande tanto en el interior como en el exterior para acomodar tuberías y maquinaria, y permiten áreas de trabajo despejadas. 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 algunas desventajas en los cascos más grandes. A menudo están sujetos a mayores cargas de viento, corriente y olas. Además de esto, ya que un casco más grande aumenta el peso del Gato, requerirán 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 gato hacia arriba mientras está en su modo elevado.

Otro factor que tiene un impacto directo en la cantidad de carga variable de la cubierta que se puede transportar, así como en la estabilidad a flote, es el calado del casco. Esto se refiere a la distancia entre la línea de flotación a flote y la línea de fondo del casco. El calado del casco tiene una relación opuesta con el francobordo del casco, que se refiere a la distancia entre la línea de flotación a flote y la cubierta principal del casco. Por lo tanto, a medida que aumenta el calado de un gato, el francobordo disminuye en la misma cantidad.

Con dos Jack Ups con cascos idénticos, el que tenga un calado más profundo pesará más. Este peso extra podría provenir del peso del buque ligero o de la carga variable de la cubierta. Por otro lado, la unidad con el calado más profundo sufrirá de una estabilidad a flote disminuida 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 el casco y la longitud de la pierna de dos Jack Ups son idénticos, entonces el que tiene un francobordo más grande tendrá la mayor estabilidad a flote.

Pierna y pie

Las patas y los pies de un gato están hechos de acero, y sirven para soportar 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 soporte del suelo, lo que significa que el gato puede usarse en áreas con menor resistencia del suelo que si hubiera un área de soporte más pequeña. Tanto las patas como las zapatas tienen múltiples características que afectan la forma en que la unidad reacciona tanto en modo elevado como a flote, por lo que es importante comprender estas características.

Figura 2 Patas

Las patas de una unidad elevadora pueden extenderse hasta 500 pies por encima de la superficie del agua cuando la unidad está remolcada, incluso cuando están completamente retraídas. Las patas más grandes y largas generalmente tienen el mayor impacto en la estabilidad a flote de una unidad elevadora. Debido a la gran área de viento de las piernas y al peso pesado que causa un alto centro de gravedad, la estabilidad a flote se verá afectada negativamente. Las unidades con patas más grandes serán menos estables que otras unidades con la misma configuración de casco y calado.

Cuando la unidad está en su modo elevado, sus patas se verán afectadas por las olas, el viento y las cargas de corriente. Además de las condiciones ambientales, la magnitud de estas cargas es el resultado de la profundidad del agua, la brecha de aire (la distancia entre la línea de base del casco y la línea de flotación) y la profundidad de penetración de las zapatas en el fondo marino. Una regla general es que cuanto más grandes sean las patas y las zapatas, más carga ejercerá sobre ellas 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 más altas, la rigidez a flexión (el área de la cuerda y el espaciado) tiene un impacto mucho mayor que la rigidez a cizallamiento (abrazadera). La rigidez de la pierna está directamente relacionada con la rigidez del 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.

Equipo de perforación

Cada unidad de elevación requerirá cierto equipo para cumplir su propósito. Por lo tanto, este equipo tendrá un efecto en el tamaño del casco y el peso del buque ligero de la plataforma en general. El equipo utilizado en plataformas elevadoras 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 equipo marino abarca todo el equipo que uno podría esperar encontrar en un vehículo marítimo ordinario, como un motor diesel, tuberías de aceite, equipo eléctrico, botes salvavidas, radar y sonar, equipo de comunicaciones, etc. Si bien todo este equipo no es directamente relevante para la misión de la plataforma, es esencial para el personal de apoyo a bordo de la plataforma y para permitirle operar por su cuenta en el mar. El equipo marino se clasifica típicamente como parte del peso ligero de la plataforma.

Figura 3-Equipo de Misión

Como se mencionó anteriormente, el Equipo de Misión cubre todo lo que se encuentra a bordo de la plataforma elevadora que le permite completar su misión. Naturalmente, esto variará dependiendo de qué es exactamente esta misión, así como del gato individual. Por ejemplo, dos plataformas elevadoras que se estaban utilizando para la perforación de exploración podrían no utilizar exactamente el mismo tipo de equipo. El equipo de misión cubre cosas como grúas, bombas de lodo y tuberías, torres de perforación, sistemas de control de perforación, equipos de detección de gas y alarmas, etc. A diferencia del Equipo Marino, el Equipo de Misión no siempre se clasifica como parte del peso del buque ligero, ya que algunas herramientas como las unidades de cemento no siempre se encuentran a bordo del propio Jack Up. Finalmente, el Equipo de elevación cubre todo lo que implica permitir que el Gato suba, baje y bloquee sus patas y casco.

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