Uso de aire comprimido en las industrias estándar del petróleo y gas
Durante siglos, la única forma de aprovechar los materiales minerales y ricos en combustible del planeta era usando una pala a la antigua. Hoy en día, la tecnología ha mejorado exponencialmente, permitiendo no solo un acceso más fácil, sino también mayores rendimientos de los grandes recursos naturales de la Tierra.
Uno de los productos más valiosos del mundo actual es el petróleo, una palabra que se utiliza para describir el petróleo crudo de origen natural, así como los productos petrolíferos refinados. El petróleo crudo es un combustible fósil compuesto por restos de algas antiguas y zooplancton, que fueron sometidos a intensas presiones y calor en lo profundo de la Tierra durante millones de años.
La perforación petrolífera es el método más común para extraer este rico recurso, pero en algunos casos se han encontrado manantiales petrolíferos de forma natural. La localización del petróleo depende en gran medida de la composición geológica de la región, pero la perforación es ahora una práctica común en casi todos los continentes del mundo. A través del refinamiento y la destilación, se obtiene una gran cantidad de productos a partir de la materia prima.
Desde los muchos plásticos que han mejorado enormemente las capacidades de fabricación, y los productos de consumo que se utilizan en nuestros hogares, hasta la gasolina que empleamos para alimentar nuestros automóviles, el petróleo es una necesidad vital en el mundo moderno.
El crudo utilizado para la producción de combustible ha impulsado el progreso humano durante la primera era industrial y ha sido durante mucho tiempo una fuente de crecimiento económico en auge para los países ricos en petróleo del mundo. Incluso otros combustibles como el queroseno derivan de este hidrocarburo.
El petróleo tiene una demanda tan alta en el mundo actual que se estima que se utilizan casi 95 millones de barriles cada día en todo el mundo. Sin el petróleo, la sociedad moderna no habría sido posible. En parte, el avance tecnológico ha dependido del petróleo, mientras que el aprovechamiento del petróleo ha dependido de tecnologías cada vez más eficientes.
Desde grandes equipos de perforación utilizados en plataformas petrolíferas offshore hasta compresores esenciales de aire y gas, la industria moderna del petróleo y el gas depende de maquinaria duradera y de alta calidad para extraer crudo de la Tierra. Además, se necesita equipo especializado para los procesos de refinado y destilación utilizados para crear gasolina, plásticos, asfalto y otros productos esenciales derivados del petróleo.
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Una breve historia de las tecnologías de perforación petrolífera
Aunque las tecnologías de perforación han avanzado mucho en el último siglo, muchos otros aspectos de la industria también han evolucionado hasta convertirse en lo que vemos hoy. En los primeros tiempos, la perforación ya se había establecido mucho antes de que el petróleo o el gas natural se aprovecharan para algún propósito útil. Las primeras perforaciones se utilizaron para buscar un recurso natural más importante que el petróleo: el agua. La búsqueda de agua potable limpia que habite en lo profundo de la superficie preparó el terreno para algunas de las primeras formas de tecnologías de perforación.
Los primeros perforadores desarrollaron un sistema que utilizaba la tensión de un árbol doblado con un palo de muelle para cavar un agujero en el suelo en su búsqueda de un nuevo pozo. En muchos registros históricos antiguos, este método se utilizaba, y todavía se utiliza hoy en día en algunas partes del mundo. El poste de muelle y el cincel eran herramientas invaluables y prácticas para encontrar recursos vitales. Uno de los relatos más conocidos se dio en 1802, cuando los perforadores de salmuera de Virginia Occidental lograron alcanzar una profundidad de 58 pies con un poste de resorte. El petróleo no se consideraba muy útil para los perforadores de salmuera, y actuaba como una molestia si contaminaba el lugar de trabajo.
Con la llegada de la energía a vapor y formas más avanzadas de ingeniería mecánica, la perforación se volvió una tarea mucho más fácil y eficiente. En Pensilvania, el espíritu emprendedor de varios empresarios inició la industria petrolera moderna después de descubrir que podían vender lo que a menudo se consideraba un perjuicio para quienes buscaban agua y salmuera.
El aceite se usaba con fines medicinales y lubricantes, a pesar de su hedor desagradable. Los hermanos Ruffner y Samuel Kier, de Tarentum, Pensilvania, comenzaron a comercializar patentando una variedad de medicamentos y productos lubricantes a base de aceite. Este simple acto dio origen a una industria muy popular y consolidó el lugar del petróleo como un bien útil.
A principios del siglo XX, la perforación petrolífera había avanzado y, con ella, el uso de equipos más complejos para la extracción. La perforación rotativa se convirtió en una práctica común en zonas ricas en petróleo como Texas, y optaron por un vástago hueco que utilizaba fluido para empujar rocas rotas y escombros del pozo mientras se recirculaba. Esto era mucho más eficiente que los sistemas pesados de cable-herramienta que lo precedieron. Las plataformas rotativas pronto se convirtieron en la mejor forma de perforar petróleo, algo que aún se refleja en gran parte de la maquinaria moderna de perforación actual.
La profundidad récord para un equipo de herramientas de cable es de 11.145 pies, pero Rusia alcanzó una profundidad de 40.000 pies en menos de diez años usando un sistema rotatorio.
A partir de ahí, se lograron varios avances en brocas y tecnologías rotativas, creando los sistemas que vemos hoy en día, capaces de alcanzar grandes profundidades y ofrecer métodos de extracción mucho más rápidos. Un avance tecnológico que también ha contribuido a la industria fue el uso de sistemas de compresores de aire y gas.
En los últimos 10 años, los yacimientos petrolíferos solían incendiar gas petrolífero, resultado de tratar el petróleo crudo antes de que se transportara por oleoducto. Sin embargo, nuevas normativas exigían que el 95 por ciento del gas de petróleo fuera procesado, lo que exigía su compresión. Para ello, se necesitaban compresores en los campos petrolíferos. Comúnmente, se empleaban sistemas de compresores accionados por motores de gas alternativos mientras se alimentaba con el gas transportado.
Además, los compresores se utilizan a menudo en campos petrolíferos para la reinyección de gas y así mantener la presión del yacimiento. Mediante el uso de una serie de compresores, se puede emplear gas o, en algunos casos, aire, para la reinyección. Se utilizan tanto compresores centrífugos de aire, que a menudo son las fuentes iniciales de compresión, como sistemas de compresores alternativos, para cumplir con las presiones requeridas.
Debido a que el flujo de pozo y la presión en los yacimientos disminuyen lentamente con el tiempo, los compresores se utilizan a menudo para mantener o aumentar el flujo de gas en un sistema de tuberías. Dependiendo de la demanda o aplicación, pueden ser útiles tanto sistemas centrífugos como de compresores alternativos.
Tipos de compresores de aire utilizados en la industria del petróleo y el gas
Como se ha mencionado, tanto compresores centrífugos como alternativos se utilizan en la industria del petróleo y el gas. A continuación, veremos estos dos tipos de modelos de compresores y sus especificaciones:
Compresor de aire alternativo
Un sistema de compresor de aire alternativo funciona mediante un pistón y cilindro accionados por cigüeñal, que se utilizan para comprimir el aire. Existen diseños de una sola y dos etapas. En una sola etapa, un único pistón alternativo funciona aspirando aire hacia el cilindro. En un solo recorrido, esto crea la compresión, que luego se envía a un tanque de almacenamiento.
Además, los compresores alternativos de dos etapas incluyen un paso adicional en el que se utiliza un pistón más pequeño. Esto puede generar una presión aún mayor si es necesario para ciertas aplicaciones.
Compresor centrífugo
Los compresores centrífugos son diferentes de los modelos alternativos, ya que dependen del flujo continuo de fluido a través de un rotor. Dependiendo del tipo, pueden ser compresores de una o varias etapas, y son accionados por grandes turbinas de gas. A diferencia de los compresores alternativos, los compresores centrífugos suelen reservarse para las mayores operaciones de petróleo y gas y requieren miles de caballos de fuerza.
Compresores de gas
Los compresores de gas se utilizan en una variedad de tareas importantes en los procesos de extracción, transporte y refinado del petróleo. Al igual que con el gas natural, muchos compresores en estas industrias requieren un compresor que pueda aumentar la presión del gas reduciendo el volumen. Como en otros modelos alternativos, el gas en lugar de aire se fuerza a entrar en un cilindro y luego se expulsa a través de válvulas de descarga.
También se utilizan modelos de tornillo rotatorio, que funcionan mediante tornillos helicoidales a juego. A medida que los tornillos giran, el aire pasa por las roscas.
Este tipo de sistemas compresores se utilizan para la compresión de gases en refinerías e instalaciones de procesamiento. Además, los compresores se utilizan para accionar herramientas y maquinaria en plantas, así como para el transporte de productos y materiales a través de tuberías.
En Quincy, tenemos experiencia en la fabricación y diseño de compresores de gas de alta calidad que ofrecen el mejor rendimiento tanto para nuestros modelos rotativos como alternativos.
Echa un vistazo a algunos de nuestros modelos recomendados de compresores alternativos y de gas a continuación:
Dependiendo de la aplicación que requiera tu operación, los requisitos de compresores de aire y gas variarán. Para obtener información más específica sobre qué compresor te sirve mejor, contacta directamente con Quincy. Nuestro equipo cualificado y dedicado te proporcionará la información necesaria y te ayudará a encontrar un distribuidor cerca de ti.
Aplicaciones comunes de compresores en las industrias del petróleo y gas
Las operaciones, tanto grandes como pequeñas, utilizan sistemas de aire comprimido para una variedad de propósitos en sus operaciones. Desde herramientas neumáticas hasta transporte por tuberías, puede beneficiarse de un sistema de compresores. Echa un vistazo a algunas de las aplicaciones más comunes para las que se usan los compresores:
- Refinado de petróleo — Al aumentar la presión del gas procesado, se produce una reacción catalítica utilizada en el proceso de refinación.
- Síntesis petroquímica — Petroquímicos como metanol, amoníaco, etileno, etilenglicol y urea suelen depender de una presurización específica del aire y el gas en los procesos de fabricación.
- Transporte por oleoductos — Utilizar gas y aire comprimido es común en el transporte de gas a través de oleoductos. Hay que mantener las presiones, lo que requiere algún tipo de sistema de compresores para funcionar correctamente.
- Inyección de gas — Aumentar las presiones de gas e inyectar capas de petróleo puede ayudar a promover la recuperación del petróleo crudo.
Además, la presión de aire se utiliza a menudo para el transporte de líquidos, la presurización de tanques, la refrigeración, el moldeo de productos petrolíferos como plásticos, así como para la síntesis de diversos petroquímicos.
El futuro de los compresores de aire en el sector del petróleo y el gas
A medida que la demanda de combustibles fósiles de los consumidores sigue aumentando con la población mundial, el mundo seguirá dependiendo del petróleo como recurso natural esencial, a pesar de los avances en fuentes de energía alternativas. La creciente demanda de petróleo y productos derivados del petróleo a lo largo de los siglos ha impulsado avances asombrosos en tecnologías de perforación y en los procesos de refinación.
Como resultado, los compresores de aire y gas se han vuelto vitales para proporcionar los niveles de presión necesarios para estas operaciones, y se espera que su demanda siga creciendo en la industria del petróleo y gas en los próximos años.
Los analistas predicen que el sector crecerá un 7,2 por ciento entre ahora y 2020. Los mercados emergentes de petróleo también jugarán un papel, ya que se perforan nuevas áreas y los países en crecimiento comienzan su propia exploración de más recursos naturales. China ya ha experimentado un drástico auge tanto en la demanda de petróleo como de gas en los últimos cinco años, y desempeñará un papel importante en el crecimiento futuro del mercado. Debido a que China se ha convertido en uno de los mayores consumidores de energía del mundo, ahora ha superado a Estados Unidos como mayor importador de crudo y productos derivados del petróleo.
El aumento de la demanda de mercado de estos productos también ha incrementado la demanda del equipo necesario para la extracción y refinado del petróleo crudo. Aunque China ve costes de producción más bajos en el desarrollo de productos, las materias primas necesarias para la fabricación también están afectando al mercado global de compresores de aire. Se utilizan materiales importantes como el aluminio y el acero para la creación de componentes de compresores de aire, pero a medida que aumenta la demanda, los precios de estas materias primas también fluctúan.
Además, los compresores de aire de próxima generación desempeñarán un papel destacado en el crecimiento continuo del mercado, ya que los proveedores mejoran y aportan nuevas innovaciones a sus productos. Innovaciones como el aumento de velocidad y la reducción de los requisitos energéticos ayudarán a los fabricantes de compresores de aire a mantener una ventaja competitiva en los próximos años.
Los compresores de aire diseñados para soportar los duros entornos de los sitios de perforación y mantener la máxima eficiencia a largo plazo son importantes. Aunque las demandas energéticas para los sistemas de compresores son elevadas, una inspección adecuada y el mantenimiento rutinario pueden reducir drásticamente los costes energéticos y aumentar la eficiencia operativa.
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