Subsea (tecnología) - Subsea (technology)

Submarino es equipo, operaciones o aplicaciones oceánicas totalmente sumergidas, especialmente cuando se encuentran a cierta distancia de la costa, en aguas profundas del océano o en el lecho marino. El término se utiliza con frecuencia en relación con la oceanografía , la ingeniería marina o oceánica , la exploración oceánica , los vehículos submarinos autónomos (AUV) de vehículos operados a distancia (ROV ), las comunicaciones submarinas o los cables de alimentación , la minería de minerales del fondo marino , el petróleo y el gas y la energía eólica marina .

Petróleo y gas

Los campos de petróleo y gas residen debajo de muchas aguas continentales y áreas marinas en todo el mundo, y en la industria del petróleo y el gas el término submarino se refiere a la exploración, perforación y desarrollo de yacimientos de petróleo y gas en estos lugares submarinos. Bajo el agua los campos y las instalaciones petroleras se denominan genéricamente usando un submarino prefijo, como pozo submarino , campo submarino , proyecto submarino , y desarrollos submarinos.

Los desarrollos de campos petroleros submarinos generalmente se dividen en categorías de aguas poco profundas y aguas profundas para distinguir entre las diferentes instalaciones y enfoques que se necesitan. El término agua poco profunda o plataforma se usa para aguas muy poco profundas donde se pueden usar instalaciones fundadas en el fondo como plataformas de perforación autoelevables y estructuras marinas fijas , y donde el buceo de saturación es factible. Aguas profundas es un término que se usa a menudo para referirse a proyectos en alta mar ubicados en profundidades de agua superiores a alrededor de 600 pies (180 m), donde se utilizan embarcaciones de perforación flotantes y plataformas petroleras flotantes , y se requieren vehículos submarinos operados a distancia ya que el buceo tripulado no es práctico.

Las terminaciones submarinas se remontan a 1943 con la terminación del lago Erie a una profundidad de agua de 35 pies (11 m). El pozo tenía un árbol de Navidad tipo tierra que requería la intervención de un buzo para la instalación, el mantenimiento y las conexiones de la línea de flujo. Shell completó su primer pozo submarino en el Golfo de México en 1961.

Sistemas

Los sistemas de producción de petróleo submarino pueden variar en complejidad desde un solo pozo satélite con una línea de flujo vinculada a una plataforma fija , FPSO o una instalación en tierra, hasta varios pozos en una plantilla o agrupados alrededor de un colector, y la transferencia a una instalación fija o flotante, o directamente a una instalación en tierra.

Los sistemas de producción submarina se pueden utilizar para desarrollar reservorios, o partes de reservorios, que requieren la perforación de pozos desde más de una ubicación. Las condiciones de aguas profundas, o incluso las condiciones de aguas ultraprofundas, también pueden dictar inherentemente el desarrollo de un campo por medio de un sistema de producción submarino, ya que las instalaciones tradicionales de superficie, como en una chaqueta con pilas de acero, pueden ser técnicamente inviables o antieconómicas debido al agua. profundidad.

El desarrollo de campos submarinos de petróleo y gas requiere equipos especializados. El equipo debe ser lo suficientemente confiable para salvaguardar el medio ambiente y hacer económicamente viable la explotación de los hidrocarburos submarinos. El despliegue de dicho equipo requiere embarcaciones especializadas y costosas, que deben estar equipadas con equipo de buceo para trabajos de equipo relativamente poco profundos (es decir, unos pocos cientos de pies de profundidad máxima) y equipo robótico para profundidades de agua más profundas. Por lo tanto, cualquier requisito para reparar o intervenir con equipos submarinos instalados suele ser muy costoso. Este tipo de gasto puede resultar en un fracaso económico del desarrollo submarino.

La tecnología submarina en la producción de petróleo y gas en alta mar es un campo de aplicación altamente especializado con demandas particulares en ingeniería y simulación. La mayoría de los nuevos campos petrolíferos están ubicados en aguas profundas y generalmente se les conoce como sistemas de aguas profundas. El desarrollo de estos campos establece estrictos requisitos para la verificación de las funciones de los distintos sistemas y su cumplimiento con los requisitos y especificaciones vigentes. Esto se debe a los altos costos y el tiempo que implica cambiar un sistema preexistente debido a los buques especializados con equipos avanzados a bordo. Una prueba a gran escala ( Prueba de integración del sistema - SIT) no proporciona una verificación satisfactoria de los sistemas de aguas profundas porque la prueba, por razones prácticas, no se puede realizar en condiciones idénticas a aquellas bajo las cuales el sistema operará posteriormente. Por lo tanto, la industria petrolera ha adoptado la tecnología de datos moderna como una herramienta para la prueba virtual de sistemas de aguas profundas que permite la detección de fallas costosas en una fase temprana del proyecto. Mediante el uso de herramientas de simulación modernas, los modelos de sistemas de aguas profundas se pueden configurar y utilizar para verificar las funciones del sistema y las propiedades dinámicas frente a diversas especificaciones de requisitos. Esto incluye el desarrollo basado en modelos de plantas innovadoras de alta tecnología y soluciones de sistemas para la explotación y producción de recursos energéticos de manera respetuosa con el medio ambiente, así como el análisis y evaluación del comportamiento dinámico de componentes y sistemas utilizados para la producción y distribución. de petróleo y gas. Otra parte es la prueba virtual en tiempo real de sistemas para producción submarina, perforación submarina, suministro sobre el nivel del mar, sismografía, equipos de construcción submarinos y equipos de control y medición de procesos submarinos.

Energía eólica marina

La infraestructura de transmisión de energía para la energía eólica marina utiliza una variedad de tecnologías submarinas para la instalación y mantenimiento de cables de transmisión de energía submarina y otros equipos de energía eléctrica. Además, los cimientos monopilotes de las turbinas eólicas de fondo fijo y las estructuras de anclaje y cables de las turbinas eólicas flotantes se inspeccionan periódicamente con una variedad de tecnología submarina embarcada.

Minería submarina

Los avances tecnológicos recientes han dado lugar al uso de vehículos operados a distancia (ROV) para recolectar muestras de minerales de posibles sitios mineros . Utilizando taladros y otras herramientas de corte, los ROV obtienen muestras para analizar en busca de minerales deseados. Una vez que se ha localizado un sitio, se instala un barco minero o una estación para explotar el área.

La extracción de minerales del fondo marino de los depósitos de sulfuros masivos del fondo marino (llamados así por las moléculas de sulfuro, no por el tamaño del depósito) es una industria minera submarina en desarrollo. Nautilus Minerals Inc. había comenzado a establecer una nueva industria mediante la exploración comercial y, en el futuro, planeaba extraer cobre, oro, plata y zinc en su Proyecto Solwara 1. El proyecto estaba estableciendo sus operaciones a 1 milla (1,6 km) debajo de la superficie del océano en el Mar de Bismarck, cerca de Papúa Nueva Guinea . Cuando esté completamente en marcha, la operación habría sido el primer proyecto de minería comercial de aguas profundas del mundo . Se esperaba que la primera producción comenzara en 2017, pero la compañía quebró en 2019 después de no poder asegurar la financiación para el proyecto.

Vehículos operados a distancia

Los vehículos operados a distancia (ROV) son equipos robóticos operados desde lejos para realizar tareas en el fondo del mar. Los ROV están disponibles en una amplia variedad de funciones y complejidades, desde simples dispositivos de cámara de "globo ocular" hasta máquinas de múltiples apéndices que requieren múltiples operadores para operar o "volar" el equipo.

Otros equipos profesionales utilizados en la instalación del cable de telecomunicaciones submarinas son embarcaciones especialmente diseñadas, barcazas modulares, bombas de agua junto con soporte de buceo y otros accesorios para realizar operaciones de instalación sin problemas en aguas profundas y en el extremo cercano a la costa, ríos y lagos. Hay pocas empresas profesionales en el mundo que posean, operen dichos equipos y realicen operaciones en todo el mundo llave en mano.

Cosecha y producción de energía

Las tecnologías de energía submarina son objeto de investigación utilizando una serie de estrategias técnicas, ninguna de las cuales se ha comercializado todavía para convertirse en productos viables o nuevas industrias energéticas. Las fuentes de energía bajo investigación incluyen la producción de energía a escala de servicios públicos a partir de las corrientes oceánicas, como las corrientes rápidas que se encuentran en las aguas entre el Estrecho de Florida y Cabo Hatteras. Se están desarrollando investigaciones y proyectos para recolectar energía de los respiraderos hidrotermales para proporcionar energía a los instrumentos de investigación del océano submarino, desarrollando tecnologías de recarga de vehículos autónomos, sistemas de sensores del fondo marino y aplicaciones de investigación ambiental. Otras investigaciones incluyen la recolección de energía de las diferencias de temperatura que ocurren con la profundidad del océano variada y las celdas de combustible microbianas que producen energía a partir de organismos en los sedimentos del lecho marino. .

Los métodos actuales para proporcionar energía para aplicaciones eléctricas en los fondos marinos se limitan al uso de baterías, energía proporcionada por generadores en barcos o plataformas con generadores de combustibles fósiles, o para requisitos de energía más bajos, boyas de recolección de energía eólica, solar o de las olas. .

Organizaciones

Varias sociedades profesionales y organismos comerciales están involucrados con la industria submarina en todo el mundo. Tales grupos incluyen

Las agencias gubernamentales administran las regulaciones en sus aguas territoriales en todo el mundo. Ejemplos de tales agencias gubernamentales son el Servicio de Gestión de Minerales (MMS, EE. UU.), La Dirección de Petróleo de Noruega (NPD, Noruega) y el Ejecutivo de Salud y Seguridad (HSE, Reino Unido). El MMS administra los recursos minerales en los EE. UU. (Utilizando el Código de Regulaciones Federales (CFR)) y proporciona la gestión de todos los recursos minerales submarinos y de energía renovable de EE. UU .

Ver también

Referencias