Contenido del Tema
FUNDAMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (1)
0700 – Introducción 0701 – Estableciendo una Operación Segura 0702 – Desarrollo de Perforaciones 0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento 0704 – Operaciones Críticas 0705 – Control de Procesos 0706 – Organización y Personal
0700 - Introducción
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (2)
Equipos principales de un sistema de producción offshore
Las tareas que realizan los Operadores para utilizar y atender la performance de estos equipos Perforación Componentes Claves Operaciones y Organización del Personal
En los ambientes offshore y onshore las tareas
operativas son básicamente las mismas Aunque existe un mayor desarrollo de competencias
profesionales en el ámbito offshore
La tarea de un OPERADOR, en cualquier ambiente es la MAS importante
0701 – Estableciendo una Operación Segura
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Manipulación de fluidos Volátiles Inflamables Tóxicos
Altas Presiones Espacios Confinados (cerrados) Fuentes de Ignición Entorno Offshore
Escape u Evacuación Particularmente Difícil
PRODUCCIÓN OFFSHORE INHERENTEMENTE PELIGROSA
MA
XIM
A
PR
EOC
UPA
CIÓ
N
SALUD
SEGURIDAD
AMBIENTE
0701 – Estableciendo una Operación Segura
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Aún los mejores esfuerzos de Ingeniería de Diseño, de Seguridad y las Mejores Prácticas Operativas Los riesgos no pueden ser eliminados
Riesgos:
Explosión Incendio Liberación de HCs Caída de Personas u Objetos
Se pueden reducir a un mínimo
Diseños cuidadosos de equipos, estructuras, sistemas de cañería, de alivio de presión, etc. Adhesión a los Procedimientos Operativos Prescriptos Procedimientos de Trabajo
0701 – Estableciendo una Operación Segura
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¿Qué es un Peligro? ¿Qué es un Riesgo? ¿Es lo mismo?
peligro: Fuente o situación potencial de
daño en términos de lesiones o efectos negativos para la salud de las personas, daños a la propiedad, daños al entorno del lugar de trabajo o una combinación de éstos (OHSAS 18001)
riesgo: Combinación de la probabilidad y la(s) consecuencia(s) que se derivan de la materialización de un suceso peligroso especificado
0701 – Estableciendo una Operación Segura
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Energía: La capacidad para realizar un ACCIDENTE sobre las
personas,
El ser humano no soporta cambios en sus condiciones “energéticas”, la transferencia desde/hacia un ser humano de cualquier tipo de energía por encima de un límite umbral, ya sea en forma instantánea o sostenida en el tiempo va a provocar un daño a su salud Energía Potencial/Cinética Energía Química Calor Electricidad Sonido / Presión
Los Peligros se IDENTIFICAN, Los RIESGOS se cuantifican
0701 – Estableciendo una Operación Segura
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Enfoques de la Responsabilidad Primaria en HSE Gestión de HSE Línea Operativa Todo el Personal
Marco Básico de Seguridad:
Agencias Gubernamentales La rigurosidad depende de cada estado nación Normas Propias de las Operadoras
Sistemas de Gestión HSE Operadoras, Productoras Contratistas
Todo el Personal debe estar entrenado y cumplir las normas de HSE en una plataforma Offshore
0701 – Estableciendo una Operación Segura
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Plataformas Complejidad / Tamaño / Configuración Perforación / Workover / Mantenimiento / Producción SIMOPS (Simultaneous Operations)
Comunicación / Coordinación:
Esencial que todo trabajador este consciente de las actividades simultáneas
Sistemas de Gestión HSE
Sistema de Gestión Implementado Eficazmente Todo el personal abordo comprenda
SIMOPS Restricciones que están teniendo lugar
0701 – Estableciendo una Operación Segura
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Entes Técnicos (API, DNV, NORSOK, BS, ISO)
API RP 75 Sistema de Permisos de Trabajo (un elemento mas)
Apertura de Equipos o Cañerías Bloqueo y Consignación de Equipos Trabajos en caliente (fuentes de ignición) Ingreso a Espacios Confinados Otros
Oficina Central de Emision
Ningún trabajo no rutinario se realiza sin permiso El sistema de permisos de trabajo es crítico, pero es
un elemento más del sistema
Principios Generales del Programa de Gestión
Información de Seguridad y Ambiente
Análisis de Riesgos
Gestión del Cambio
Procedimientos Operativos
Permisos de Trabajo
Prácticas de Trabajo Seguro
Entrenamiento
Aseguramiento de Calidad
Integridad Mecánica
Revisión Pre PEM
Respuesta a Emergencias y Control
Investigación de Incidentes
Auditorías del Sistema
Documentación y Registro
0701 – Estableciendo una Operación Segura
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API RP 75 Establecimiento y comunicación de los objetivos de HSE Los procedimientos de operación de todos los equipos y sistemas que cubren las operaciones
normales, arranque, parada, parada de emergencia, y las respuestas adecuadas a las desviaciones fuera de los límites normales de funcionamiento
Los procedimientos de respuesta a emergencia, incluida la asignación de responsabilidades y evacuación
Entrenamiento del personal de operación y orientación de todo el personal de contratistas a bordo de la plataforma
El cumplimiento de los objetivos del operador y los requisitos de las autoridades reguladoras Investigación, documentación y presentación de informes de todos los accidentes, las lesiones, las
desviaciones de las operaciones normales, y otros incidentes o eventos que comprometen la seguridad o la protección del medio ambiente
Realización de inspecciones y mantenimiento de acuerdo a cronogramas y procedimientos predeterminados
Auditoría periódica de los elementos del programa de gestión de HSE y mejora continua
0701 – Estableciendo una Operación Segura
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Seguridad Técnica
Seguridad Ocupacional
Seguridad de Procesos
0702 – Perforación y Desarrollo
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Programa de Perforación
Perforación y Terminación de Pozos de Producción y de Inyección Pozos de exploración y delineación eventualmente como productores o inyectores
Las perforaciones pueden ser realizadas siguiendo diversas técnicas e instalaciones
MODU, en la locación de la plataforma permanente (predrilling) para la terminación en
plataforma luego de su instalación MODU, lejos de la locación de plataforma para una posterior terminación submarina y tieback Equipo de Perforación a través de la Plataforma Permanente Jackup MODU a través de las ranuras de la plataforma fija y permanente. Equipo de Perforación de la Plataforma Permanente con asistencia de una perforadora auxiliar
(TENDER)
0702 – Perforación y Desarrollo
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (13)
Diferencias Clave de Perforación (Fijas versus Flotantes)
Colocación de la BOP Conducto entre Plataforma y Lecho Marino Pozos de exploración y delineación eventualmente como
productores o inyectores
Plataformas Fijas BOP en superficie normalmente, luego se instala el árbol de
producción BOP en superficie mas pequeña que las submarinas, se
simplifica el acceso En rigor, en las plataformas fijas no existe el riser, solo es una
prolongación del casing de perforación
0702 – Perforación y Desarrollo
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (14)
Diferencias Clave de Perforación (Fijas versus Flotantes)
Plataformas Flotantes MODUs semisumergibles o FPU con BOP y Cabezal de Pozo submarinos El árbol de producción será submarino y la producción se lleva a la instalación flotante mediante
el riser. Esto reduce las interferencias por arfada
Cuando las perforaciones se realizan desde instalaciones con movimientos restringidos (TLP y
SPAR) la BOP se puede montar en superficie. Los árboles también se instalan en superficie Se utilizan risers especiales para la perforación
0702 – Perforación y Desarrollo
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (15)
Personal de Perforación
Cuadrilla de Perforación Jefe de Perforación (Tool Pusher): máximo representante del contratista de perforación Perforador (Driller): supervisa el personal de perforación Asistente del Perforador Operador de Grúa Encargado de Pileta de Lodos Ayudante de piso (tres personas) Mecánicos y electricistas Capataz de Peones (Rostabout Foreman) Peones (Rostabout)
0702 – Perforación y Desarrollo
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (16)
Perforación Direccional y de Alcance Extendido Desarrollo de grandes campos requiere de perforación dirección para llegar a todas las reservas recuperables.
Desarrollos a partir de 1990 Salida (Desplazamiento Horizontal) de +
9100 m La rotación del trépano la realiza una
turbina movilizada por el lodo de perforación
Las herramientas de desviación son mecanismos básicos combinados con instrumentación sofisticada de telemetría y genoavegación.
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (17)
Válvula de seguridad de fondo de pozo, diseñada
para cerrarlo (planificada o emergencia)
Se acciona con líneas de control conectadas al tubing de producción
La mayoría son recuperables mediante operaciones de wireline
Modo de Falla Segura (Cerrada)
En pozos submarinos terminados, la SCSSV se controla con el Umbilical
SCSSV (Válvula de Seguridad Submarina Controlada en Superficie)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (18)
Estrictamente en plataformas fijas, con pozos
terminados y BOP en superficie, no existe un riser. El casing se extiende hasta la plataforma y el árbol de producción
En pozos completados en forma submarina, existen variedades de configuraciones de risers con diseños a medida para cada aplicación
Lo importante en risers de instalaciones flotantes es desacoplar los movimientos de la plataforma de los risers.
Sistemas de Riser
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (19)
Arboles de Producción en Superficie, son mas
pequeños, livianos y menos complejos que sus pares submarinos
La diferencia principal es el accionamiento remoto
Otro elemento importante de diferencia es el conexionado, que se puede realizar con bridas simples
Rating de presión idénticos, y para todo el rango de servicios
Arboles de Producción (Christmas Tree)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (20)
Todo equipamiento que maneja y trata fluidos de pozo,
desde el punto en que llegan a plataforma hasta que son retirados del la misma. Tratamiento de Agua Tratamiento de Petróleo Tratamiento de Gas
En el fluido de reservorio pueden venir varios
contaminantes, que se tratan según la fase en la cual se encuentran preferentemente
Todos los equipos necesarios en forma integrada se conocen como Topsides
Sistemas de Procesamiento de Fluidos Producidos (Agua – Gas - Petróleo – Otros)
Ejemplo – Fluido de Reservorio (Crudo + Gases)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (21)
Gases Post Separación de Alta Líquidos Separación de Alta
0702 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (22)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (23)
¿QUE ES UN SKID? ¿PATÍN?
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (24)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (25)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (26)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (27)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (28)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (29)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (30)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (31)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (32)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (33)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (34)
Los topsides comprenden (SISTEMA de PROCESOS)
Manifold de Entrada Hornos e Intercambiadores de Calor Separadores (bifásicos, trifásicos) Sistema de Tratamiento de Petróleo Bombas/Compresores de Exportación Medición y Transferencia de Custodia Deshidratación de Gas Endulzamiento de Gas (SH2, CO2) Sistema de Antorcha (Gas y/o Petróleo) Tratamiento de Agua Sistemas de Reinyección (Agua, Gas) Sistemas de Inyección de Químicos (MeOH, MEG,
Secuestrantes de SH2)
Sistemas de Procesamiento de Fluidos Producidos (Agua – Gas - Petróleo – Otros)
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (35)
Presión/es Temperatura/s Caudal/es Composición/es Contaminante/s Especificaciones de Calidad
Termodinámica Fisicoquímica Mecánica Matemáticas Matemáticas Matemáticas Matemáticas
Condiciones de Operación y Diseño
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (36)
Recibe fluidos de producción
Mezcla en una única corriente Pozos submarinos puede incluir un slug catcher
Manifold de Entrada
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (37)
Calentamientos / Enfriamientos
Condiciones de Equilibrio adecuadas Mejora en viscosidad del crudo Condiciones de desalado (ejemplo)
Hornos e Intercambiadores de Calor
Integración energética Fired Heater (Hornos) Diseños Compactos
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (38)
Bifásicos
Crudo / Agua Trifásicos
Gas/Crudo/Agua Rangos de Presión
Alta: 67 a 103 bar Media: 16 a 48 bar Baja: 0.6 a 12 bar
Diseño
Diámetro Longitud (S/S, T/T) Internos Vertical/Horizontal
Instalaciones Flotantes (diseños especiales)
Separadores
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (39)
Emulsión
Fase ligada de agua y petróleo Agua - Coalescencia
Calor Campo Electrostático Productos Químicos
Sales Equilibrio con preferencia en fase acuosa Calor Campo Electrostático Productos Químicos
Sistemas de Tratamiento en Múltiples Etapas
Diámetro, Longitud (S/S, T/T) Internos Vertical/Horizontal)
Tratamiento de Petróleo
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (40)
Bombas
Redundancia Esquema Spare Petróleo / Agua de Inyección
Compresores Componentes Clave en Mantenimiento Reciprocantes / Centrífugos Motor a Fuel Gas / Consumo Energético
Sistemas Multifásicos Cada vez más presentes Plataformas sin Tripulación
Sistemas de Medición – Transferencia de Custodia Puentes de Medición Normas Internacionales Caudalímetro y Cromatografía Operador de Producción Operador de Transporte
Sistemas de Exportación
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (41)
Sistema Tradicional con Glicol
MEG TEG Esquema Contactora /
Regeneradora Saturación 65 mg/sm3
Sistemas Alternativos con
Desecantes
Prevención de formación de Hidratos
Punto de Rocío de - 4 °C (ejemplo)
Deshidratación de Gas
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (42)
Remoción de CO2 / SH2 Corrosión Contenido de Inertes TEG Esquema Contactora /
Regeneradora Saturación 65 mg/sm3
Aminas
Solventes Propietarios
4 % Inertes 3 ppm de SH2
Endulzamiento de Gas
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (43)
Luego de Deshidratación/Endulzamiento Gas se Comprime Contrapresión del destino Piezas Fundamentales en O&M
Compresión de Gas
Sistema de Antorcha
Gas y ocasionalmente petróleo Claves en la seguridad Diseños a diferentes escenarios
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (44)
Tratamiento de Agua
Agua Producida Inyección Disposición
40 ppm HCT (según jurisdicción)
Diversas y Complejas Tecnologías
La reinyección también requiere tratamiento
0703 – Equipamiento Principal de Producción y Procesamiento
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (45)
Inyección de Gas y Agua Programas de Mantenimiento de
Presión en el Reservorio Tratamiento de Agua/Gas Grandes Campos en el Mar del
Norte justifican el CAPEX de la reinyección
Sistemas de Inyección y Recuperación de Químicos Flow Assurance MEG Metanol Inhibidores de Ceras
Otros Equipos y Sistemas
0704 – OPERACIONES CRÍTICAS
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (46)
Comisionado
Puesta en Marcha
Parada Normal / Emergencia
Workover
Pigging
IMR Inspección Mantenimiento Reparación
0705 – CONTROL DE PROCESOS
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (47)
Enfoque según Plataforma • Tripuladas • No tripuladas
Control Local
• Sensores (P, T, Caudales, Composición) • Actuadores • Alarmas • Sistemas de Seguridad Independientes
Sistemas de Control Distribuido (DCS)
Sistemas de Control, Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA)
0705 – CONTROL DE PROCESOS
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (48)
Sistemas de Control Distribuido (DCS)
Procesadores en uno o mas lugares Monitoreo de variables, equipos y
operaciones Interfaz Humano – Máquina Los sistemas o componentes retienen
autonomía Falla de DCS, el control local es suficiente
para Operación Segura El sistema DCS, por lo general es un
sistema cableado
0705 – CONTROL DE PROCESOS
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (49)
Sistemas de Control, Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA) El sistema integrado proporciona el seguimiento y control de los distintos procesos Son cableados pero pueden basarse en tecnología inalámbrica La autonomía local se entrega al centro de control principal
Recibe datos y proporciona el control automatizado Un SCADA puede contener varias estaciones de vigilancia y control La información se muestra según jerarquía del usuario Ventajas:
Integra todas las áreas Operativas de la plataforma Respuesta instantánea a condiciones fuera de límites (detección de fuego y gas)
Desventajas Falla del sistema central fuerza la salida de servicio de todas las operaciones, incluso en condiciones
normales Necesitan redundancia Sistemas DP con SCADA tienen doble o triple redundancia
0706 – ORGANIZACIÓN Y PERSONAL
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (50)
Diversidad de tamaño y complejidad de instalaciones offshore se reflejan en dotación y organización de la fuerza laboral
Plataformas No Tripuladas, Plataformas tripuladas pero sin alojamiento Necesidades de personal sujetas a regulaciones locales y demandas sindicales
Alojamiento a bordo de algunas plataformas
Plataforma/Tipo Localización Capacidad de Producción Alojamientos (personas)
Buffalo FPSO Australia 40,000 STB/D 19
Malampaya GBS Filipinas 508 MMSCFD
33,000 bbl condensate 44
Lufeng 22-1 FPSO China 60,000 STB/D 55
Mars TLP Golfo de México 200,000 STB/D
185 MMSCFD 106
Ursa TLP Golfo de México 150,000 STB/D
400 MMSCFD 110
Mad Dog Spar Golfo de México 100,000 STB/D
60 MMSCFD 126
Lun-A GBS Isla de Sakhalin 800 MMSCFD 126
PA-B GBS Isla de Sakhalin 70,000 STB/D
100 MMSCFD 140
Girasoll FPSO África Occidental 200,000 STB/D 140
Hibernia GBS Canadá Oriental 135,000 STB/D 185
0706 – ORGANIZACIÓN Y PERSONAL
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (51)
Organización a bordo de Instalaciones de Producción
Explotación Offshore de orígenes norteamericanos Enfoque productivo típico de Louisina y Texas Inicios con personal operativo sin formación académica pero con mucha experiencia de campo Sistemas de Producción Flotantes introdujeron la jerarquía de la industria naval La estructura de mando naval es de características eminentemente del tipo militar. Explotación del Mar del Norte se inició con supervisores norteamericanos Norteamérica vs Europa en cuanto a aspectos culturales
Actitud de Mando versus Técnicas de Gestión Trabajadores No Sindicalizados versus Sindicatos Fuertes
Holandeses, Británicos y Noruegos reemplazaron a norteamericanos
Organización abordo debe ser muy clara en cuanto a: Cadena de Mando Asignación de Autoridad y Responsabilidades
0706 – ORGANIZACIÓN Y PERSONAL
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (52)
Organización a bordo de Instalaciones de Producción
Gerente de Instalación Offshore (OIM): Persona de mayor rango, supervisa todas las funciones de la plataforma
Gerente de Seguridad
Normalmente reporta independiente del OIM
Oficial de Comunicaciones
Superintendente de Producción Reporta al OIM
Operadores Líderes Operadores Mecánicos y Electricistas
• Diferencias entre instalaciones Fijas y Flotantes (Tripulación Marina y Tripulación de Producción)
• Diferencias entre instalaciones de Perforación, Producción, Alojamiento
0706 – ORGANIZACIÓN Y PERSONAL
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (53)
Cronograma de Trabajo
Rotación 24/7 típica Turnos de 12 horas, 7 días/semana, 52 semanas/año
Rotación también depende de las distancias y costos de transporte, ejemplo GoM: 14/14
Soporte en Tierra Firme
Personal esencialmente operativo y estrictamente necesario en plataforma Personal administrativo/soporte/logística en tierra firme
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JJE Sección: 07 – Equipamiento y Operaciones de Producción Offshore (54)