Este documento describe el proceso de diseño y construcción de plataformas petroleras offshore. Explica que las plataformas se construyen en astilleros durante 18 meses y luego se ensamblan en el mar mediante el remolque de segmentos. También cubre la selección del sitio, los tipos de plataformas, y los pasos de diseño estructural como la definición de cargas, dimensionamiento y presupuesto. El objetivo general es diseñar la superestructura de una plataforma para una profundidad de 80 metros frente a la costa de

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INGENIERÍA PETROLERA
investigación
Alumno: Gomez Santiago Abel
Grado: 8to Grupo: A
Turno: Matutino
Número de control: 16080994
Maestro: ING. Arturo Pérez Guzmán
Materia: Construcción de Instalaciones Petroleras
Periodo: Agosto – Diciembre 2020
Coatzacoalcos, Veracruz
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS
TECNOLÓGI*O NACIONAL DE MÉXICO

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Introducción
La actividad petrolera como tal en nuestro país se inicia en el año de 1900 estando a manos
de empresas extranjeras las cuales controlaban el 95% del negocio. El 24 de diciembre del año
1901 el Presidente Porfirio Díaz expide la Ley del Petróleo la cual pretendía dar un impulso aun
mayor a esta actividad aunque los beneficiados mayoritarios hasta entonces seguirían siendo los
extranjeros, dando sus primeros frutos en el año de 1902 con la creación de una refinería en
Minatitlan Veracruz. Fue hasta el año de 1938 con la expropiación petrolera y la creación de
Petróleos Mexicanos (PEMEX) que esta industria comienza con la acción de técnicos
mexicanos, dividiendo el territorio mexicano para su trabajo en zona noreste, zona norte y zona
sur.
Hasta el año de 1949 se empiezan a desarrollar los primeros trabajos de explotación costa fuera
de crudo frente a la porción sur del estado de Veracruz y del norte de Tabasco por parte de
PEMEX. Conforme avanzaban los trabajos de perforación marina, se empezó a sentir la
necesidad de crear la infraestructura para apoyar la siguiente etapa del proyecto que se refiere a
la instalación de facilidades necesarias para procesar el aceite crudo y el gas. Para lograr esto, se
requirió de la fabricación e instalación de otras plataformas que separan el gas del aceite crudo,
así como para hacer posible el aprovechamiento de ambos simultáneamente. Además, se inicio
el tendido de las líneas submarinas de conducción para estos hidrocarburos tanto entre
plataformas como para hacerlos llevar a tierra firme, con lo cual se llego a la creación de los
grandes complejos petroleros

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PREPARACION DEL DISEÑO Y CONSTRUCCION DE PLATAFORMAS
Cada día se consumen en todo el mundo más de 80 millones de barriles de Brent y 7
millones de metros cúbicos de gas natural. Esta cantidad de combustible proviene de
diferentes plataformas de extracción ancladas, en su mayoría, al mar. Este tipo de
construcciones, las plataformas petrolíferas, tienen muchas peculiaridades que vamos a
desvelarte en este artículo.
Estos elementos arquitectónicos se construyen
mediante las tecnologías más modernas, que ayudan a
combatir las inclemencias meteorológicas existentes en
alta mar. Se estima que existen activas alrededor de
medio millar de plataformas de extracción que, antes de
llegar al agua, han estado unos 18 meses en los astilleros para fabricarse.
Cada plataforma petrolífera se asienta sobre gigantescas patas móviles que se clavan en la
superficie marina. La cúspide está segmentada en varios fragmentos que se ensamblan en
alta mar. Cada uno es remolcado desde los astilleros por varios barcos, un trabajo minucioso
para no dañar ninguna pieza.
Montar todos los segmentos de las plataformas petrolíferas puede durar varias semanas. Una
vez lista queda el último paso, la perforadora, el elemento principal con el cuál se excavan
las diferentes capas de roca del mar hasta llegar a los pozos de petróleo o gas. La punta de la
broca, valorada en 24.000 euros, está formada por varias cuchillas de diamante.
La broca de diamante lleva en su interior un sónar que muestra a los técnicos por dónde está
taladrando. Este elemento es fundamental tanto para que la broca se dirija hasta las bolsas de
combustible como para sortear las diferentes masas de agua a presión, que pueden estropear
el sistema. Después de aparecer el gas o el petróleo, este se transporta hasta la costa a través
de varias tuberías.

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Cada plataforma tiene un precio que oscila entre los 105 millones y los 360 millones de
euros y necesita 80 personas para que pueda funcionar. No obstante, normalmente suelen
estar habitadas por varios centenares de trabajadores.
Instalaciones offshore
Exciten varios tipos de instalaciones offshore diseñadas para abarcar el mayor número
de necesidades que el ser humano requiere para la explotación de los recursos del mar. Se
clasifican en:
 Plataformas deperforación.
 Plataformas de producción.
 Otros elementos off-shore
Elección del emplazamiento
Uno de los factores más influyentes en el diseño y cálculo de plataformas offshore es
la ubicación donde se encuentra. La elección de un emplazamiento u otro, nos dará la
información necesaria de algunos parámetros de diseño importantes como la profundidad
de la zona o las condiciones ambientales.
A la hora de elegir un buen emplazamiento se deben tener en cuenta varios factores. Los
criterios que se van a tener en cuenta son:
 Zona de reservas de petróleo y gas.
 Zona de colocación de una plataforma marina.

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 Ubicación geopolítica.
 Demanda real.
 Distancia de la costa y profundidad de la zona.
En el mundo se pueden encontrar varias zonas que albergan diferentes cantidades de
reserva de crudo. Las más importantes son las mostradas en la siguiente imagen. En la
imagen se han dividido el conjunto de reservas en 8 zonas. Las zonas que albergan
mayores reservas son las que se pueden observar con tonos más intensos. Porlo tanto, las
regiones de mayor reserva del mundo se encuentran en la zona 1 y 2, que corresponden al
Oriente Medio y al norte de Rusia.
Elección de la plataforma
A la hora de elegir el tipo de plataforma que se debe diseñar, únicamente se deben de
tener en cuenta aquellas plataformas de producción, ya que son las estructuras encargadas
de la extracción del crudo. Por lo tanto, las estructuras que hay que tener en cuenta son:
 Semisumergible.
 Buques de producción.

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 Plataforma de patas tensoras (TLP).
 Torres fijas (Jackets).
 Estructuras por gravedad.
Una vez determinado el emplazamiento final de la estructura, se deben de tener en cuenta
una serie de factores que determinarán que tipo de plataforma offshore es la más adecuada.
Los criterios de diseño para la elección de la plataforma son:
 Profundidad.
 Movilidad.
 Capacidad de carga.
En la imagen, se pueden observar los cinco tipos de plataformas de producción petrolera
ordenados de izquierda a derecha, de menor a mayor profundidad de trabajo. Como se ha
mencionado en el apartado anterior, la profundidad para el diseño de este proyecto es de 80
metros.
Profundidad:
La profundidad es uno de los criterios más importantes a la hora de elegir el tipo de
instalación de producción, ya que, no todas las instalaciones pueden operar en todas las
profundidades. Además, se le debe de tener en cuenta que rango de optimización
económica es el más adecuado.

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Movilidad:
En función de los pozos que se quieran explotar y de la distancia a la que se
encuentren entre ellos, la instalación requerirá una cierta movilidad. Por otro lado, en
aquellos casos donde el pozo sea suficientemente grande o los pozos de extracción se
encuentren muy cerca los unos de los otros, la plataforma no necesitará ninguna
movilidad.
Capacidad de carga:
La capacidad de carga es un aspecto considerable dentro de los criterios de diseño,
ya que, en función de la distancia que se encuentre de la costa, la producción estimada
de la plataforma y los tiempos de distribución del crudo, necesitará una mayor o menor
zona de almacenamiento dentro de la misma.
Diseño de la superestructura
En esta parte delproyecto se pretende abordar elproblema de diseñar la superestructura
de la plataforma petrolífera, entendiendo dicha superestructura como el conjunto de vigas
que soportan los elementos funcionales de la plataforma. A fin de simplificar y aplicar
una metodología que permita obtener buenos resultados se considera apropiado tener en
cuenta los siguientes aspectos:
Normativa y diseño: se resumen los puntos importantes a tener en cuenta para el
cumplimiento a las normas Europeas.
Dimensionamiento preliminar de la superestructura: fase de anteproyecto en la que se
realiza un dimensionamiento inicial. Se establecen las primeras formas, definiendo por
primera vez los elementos que se pretenden integrar en la estructura. Dichos elementos se
consideran instalaciones del tipo “Topsides”, en donde se realizan las principales
funciones operacionales y de apoyo para la extracción del crudo.
Definición de cargas y elementos: en dicha fase se pretende desarrolla eldiseño preliminar
definiendo mas detalladamente tanto los elementos a integrar en la estructura, como sus

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pesos y formas.
Una vez desarrolladas las fases anteriores se pretende obtener una serie de resultados de
vital importancia para elestudio de la segunda parte delproyecto: Pilares de la plataforma.
Diseño definitivo redimensionamiento
Una vez se conocen los valores de las diferentes cargas ambientales que afectan a los
pilares de la plataforma se deben incluir en el diseño de las dimensiones de cada pilar ya que,
éstos deberán soportar todas las cargas que los rodean.
Ilustración 20: Tipología 1 de modulosen Ilustración 21: Tipología 2 de modulosen

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Presupuesto del proyecto
El presupuesto del proyecto se ha realizado teniendo en cuenta el coste del desarrollo del
proyecto, y no el coste de fabricación y ejecución de la propia plataforma. Para ello se ha
tenido en cuenta no solo el número de horas empleado para el estudio de la plataforma, sino
cuestiones más relacionadas con el coste de las herramientas y el software para la
consecución de los resultados

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Conclusión
Los trabajos costa fuera como ya se ha expuesto son muy complejos debido a la dimensión de
las obras, la cantidad tan inmensa de personal que participa y por supuesto el enorme volúmen
de información que se genera. La administración y control de estos proyectos, en específico el
desarrollo de la ingeniería, puede facilitarse si se implementa el Modelo Electrónico
Tridimensional Inteligente como una herramienta para el desarrollo de la ingeniería básica y de
detalle. Los beneficios que arroja la implementación de dicha herramienta son considerables,
principalmente en el ahorro en tiempos y retrabajos con lo que se provoca una disminución de
costos. Lo conveniente es que el ingeniero de diseño sea el mismo que se encargue de generar el
METI y la extracción de documentos, con esto se evitaría la falla en la comunicación entre estas
dos actividades Ingeniería-Modelado. El implementar el modelo planteado en esta tesis, para el
desarrollo de los trabajos con la utilización directa de PDMS para el desarrollo de la ingeniería,
cambiaria por completo la forma de trabajar y de desarrollar los proyectos, es por ello que su
implementación en México ha llevado tiempo, en primer lugar debido a que es una herramienta
nueva y la mayoría de los profesionista no cuentan con la información necesaria. Este software
tiene ventajas sobre otros programas semejantes como PDS, AutoPlan, Catia debido a que es
mas amigable el ambiente de trabajo para el operador, la utilización de PDMS no es requisito
fundamental para la realización de los trabajo, pudiéndose implementar cualquier software
semejante para el desarrollo del METI. La problemática que se presenta en la actualidad en
México es que el software PDMS no se encuentra al alcance de cualquier empresa, debido a que
sus gastos de adquisición y operación son demasiados elevados, sin mencionar la capacitación
del personal para operar dicho programa.

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Bibliografía
 Especifios Electrónicos Bidimensionales y Tridimensionales
Inteligentes para Instalaciones”
 Tesis profesional diseño de una plataforma marina de concreto de gravedad de
38.00 mts. de profundidad por Francisco Javier Ferrer Cuevas y José Arturo
Balcaza Guzmán México D.F. 1991
 Tesis profesional proyecto de obras exteriores para el puerto petrolero de
Salinas Cruz Oax. por Javier Arturo Díaz Osuna Juchitlan Oax. 1991
 Administración y control de proyectos R.L. Martino Edit. Técnica S.A.
México D.F. 1974
 www.pemex.com