Uso del aire comprimido en las industrias del petróleo y el gas estándar
Durante siglos, la única forma de aprovechar los materiales ricos en minerales y combustibles del planeta era utilizar una pala anticuada. Hoy en día, la tecnología ha mejorado exponencialmente, permitiendo no sólo un acceso más fácil, sino un mayor rendimiento de los grandes recursos naturales de la Tierra.
Uno de los productos más preciados del mundo actual es el petróleo, palabra que se utiliza para designar el crudo natural y los productos petrolíferos refinados. El petróleo crudo es un combustible fósil compuesto por los restos de antiguas algas y zooplancton, que fueron sometidos a intensas presiones y calor en las profundidades 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 de petróleo de origen 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. Mediante el refinamiento y la destilación, se crea un gran número de productos a partir de la materia prima.
Desde los numerosos plásticos que han mejorado enormemente la capacidad de fabricación, y los productos de consumo utilizados en todos nuestros hogares, hasta la gasolina que utilizamos para impulsar nuestros automóviles, el petróleo es una necesidad vital en el mundo moderno.
El petróleo crudo utilizado para la creación de combustible ha impulsado el progreso de la humanidad desde los inicios de la era industrial, y ha sido durante mucho tiempo una fuente de crecimiento económico floreciente para los países ricos en petróleo del mundo. Incluso otros combustibles como el queroseno son derivados de este hidrocarburo.
El petróleo tiene una demanda tan alta en el mundo actual que se calcula que se utilizan casi 95 millones de barriles al día en todo el mundo. Sin el petróleo, la sociedad moderna no habría sido posible. En parte, el avance de la tecnología ha dependido del petróleo, mientras que su aprovechamiento ha dependido de tecnologías cada vez más eficientes.
Desde los grandes equipos de perforación utilizados en las plataformas petrolíferas en alta mar hasta los compresores de aire y gas esenciales, la moderna industria del petróleo y el gas depende de una maquinaria duradera y de alta calidad para extraer el crudo de la Tierra. Además, también se necesitan equipos especializados para los procesos de refinamiento y destilación utilizados para crear gasolina, plásticos, asfalto y otros productos esenciales derivados del petróleo.
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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 crecido 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 cualquier fin útil. Las primeras perforaciones se utilizaron para buscar un recurso natural más importante que el petróleo: el agua. La búsqueda de agua potable en las profundidades 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 una pértiga de resorte para cavar un agujero en el suelo en su búsqueda de un nuevo pozo. En muchos registros históricos antiguos se utilizaba este método, que todavía se utiliza hoy en día en algunas partes del mundo. La pértiga de resorte y el cincel eran herramientas inestimables y prácticas para encontrar recursos vitales. Uno de los relatos más conocidos se produjo en 1802, cuando los perforadores de salmuera de Virginia Occidental consiguieron alcanzar una profundidad de 58 pies con una pértiga 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 de vapor y de formas más avanzadas de ingeniería mecánica, la perforación se convirtió en una tarea mucho más fácil y eficiente. En Pensilvania, el espíritu emprendedor de varios empresarios puso en marcha la moderna industria petrolera después de descubrir que podían vender lo que a menudo se consideraba un perjuicio para los que buscaban agua y salmuera.
El aceite se utilizaba con fines medicinales y como lubricante, a pesar de su mal olor. 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 sencillo acto dio origen a una industria muy popular y consolidó el lugar del aceite como producto 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 rotatoria se convirtió en una práctica habitual en zonas ricas en petróleo como Texas, y optó por un vástago de perforación hueco que utilizaba fluido para empujar las rocas rotas y los restos del pozo a medida que se recirculaba. Esto era mucho más eficaz que los pesados sistemas de perforación con cable que lo precedieron. Los equipos de perforación rotativa pronto se convirtieron en la mejor forma de perforar en busca de petróleo, lo que todavía se refleja en gran parte de la maquinaria de perforación moderna de hoy en día.
El récord de profundidad para una plataforma con cable es de 11.145 pies, pero Rusia alcanzó una profundidad de 40.000 pies en diez años utilizando un sistema rotatorio.
A partir de ahí, se produjeron varios avances en las brocas y las tecnologías rotativas, creando los sistemas que vemos hoy en día, que pueden alcanzar grandes profundidades y proporcionar 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 quemar el gas de petróleo, que era el resultado de tratar el crudo antes de transportarlo por un oleoducto. Sin embargo, la nueva normativa exigía procesar el 95% del gas de petróleo, lo que obligaba a comprimirlo. Para ello, se necesitaban compresores en los campos petrolíferos. Por lo general, se empleaban sistemas de compresores accionados por motores de gas alternativos que se alimentaban con el gas transportado.
Además, los compresores se utilizan a menudo en los yacimientos petrolíferos para la reinyección de gas con el fin de mantener las presiones del yacimiento. Mediante el uso de una serie de compresores, se puede utilizar gas o, en algunos casos, aire, para la reinyección. Para alcanzar las presiones requeridas se utilizan tanto compresores de aire centrífugos, que suelen ser las fuentes de compresión iniciales, como sistemas de compresores alternativos.
Dado que el flujo del pozo y las presiones del yacimiento disminuyen lentamente a lo largo del 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 de la aplicación, pueden ser útiles tanto los sistemas de compresores centrífugos como los alternativos.
Tipos de compresores de aire utilizados en la industria del petróleo y el gas
Como se ha mencionado, en la industria del petróleo y el gas se utilizan tanto compresores centrífugos como alternativos. A continuación, echaremos un vistazo a estos dos tipos de modelos de compresores, y a sus especificaciones:
Compresor de aire alternativo
Un sistema de compresor de aire alternativo funciona mediante un pistón y un cilindro accionados por el cigüeñal, que se utilizan para comprimir el aire. Existen diseños de una y dos etapas. En los de una etapa, un único pistón alternativo trabaja aspirando aire en el cilindro. En una sola carrera, esto crea la compresión, que luego se envía a un tanque de almacenamiento.
Además, los compresores alternativos de dos etapas incluyen una etapa adicional en la que se utiliza un pistón más pequeño. Esto puede producir una presión aún mayor si es necesario para determinadas 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 potencia.
Compresores de gas
Los compresores de gas se utilizan en una variedad de tareas importantes en los procesos de extracción, transporte y refinamiento del petróleo. Al igual que con el gas natural, muchos compresores de estas industrias requieren un compresor que pueda aumentar la presión de un gas reduciendo el volumen. Al igual que en otros modelos alternativos, el gas, en lugar de aire, se introduce en un cilindro y se expulsa a través de las válvulas de descarga.
También se utilizan modelos de tornillos rotativos, que funcionan mediante el uso de tornillos helicoidales que coinciden. Al girar los tornillos, el aire se mueve a través de 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 en el transporte de productos y materiales por tuberías.
En Quincy, tenemos experiencia en la fabricación y diseño de compresores de gas de alta calidad que ofrecen lo mejor en términos de rendimiento tanto para nuestros modelos rotativos como alternativos.
Eche un vistazo a algunos de nuestros modelos recomendados de compresores alternativos y de gas a continuación:
Dependiendo de la aplicación que su operación demande, los requerimientos de compresores de aire y gas variarán. Para obtener información más específica sobre el compresor que más le conviene, contacte directamente con Quincy. Nuestro equipo calificado y dedicado le proporcionará la información necesaria, y le ayudará a encontrar un distribuidor cerca de usted.
Aplicaciones comunes de los compresores en las industrias del petróleo y el gas
Las empresas, tanto grandes como pequeñas, utilizan sistemas de aire comprimido para diversos fines en sus operaciones. Todo, desde las herramientas neumáticas hasta el transporte por tuberías, puede beneficiarse de un sistema de compresores. Eche un vistazo a algunas de las aplicaciones más comunes para las que se utilizan los compresores:
- Refino de petróleo - Al aumentar la presión del gas procesado, se produce una reacción catalítica utilizada en el proceso de refinado.
- Síntesis petroquímica - Los productos petroquímicos como el metanol, el amoníaco, el etileno, el etilenglicol y la urea dependen a menudo de una presurización específica del aire y del gas en los procesos de fabricación.
- Transporte por tuberías - La utilización de gas y aire comprimido es habitual en el transporte de gas por tuberías. Es necesario mantener la presión, lo que requiere algún tipo de sistema de compresión para que funcione correctamente.
- Inyección de gas - El aumento de las presiones de gas y la inyección de capas de petróleo pueden ayudar a promover la recuperación de crudo.
Además, la presión del aire se utiliza a menudo para el transporte de líquidos, la presurización de tanques, la refrigeración, el moldeo de productos petrolíferos como los plásticos, así como la síntesis de diversos productos petroquímicos.
El futuro de los compresores de aire en el sector del petróleo y el gas
Como las necesidades de consumo de combustibles fósiles siguen aumentando con la población mundial, el mundo seguirá dependiendo del petróleo como recurso natural esencial, a pesar de los avances en las fuentes de energía alternativas. El aumento de la demanda de petróleo y de productos derivados del petróleo a lo largo de los años ha promovido sorprendentes avances en las tecnologías de perforación y en los procesos de refinamiento.
Como resultado, los compresores de aire y gas han pasado a ser vitales para suministrar los niveles de presión necesarios para estas operaciones, y se espera que su demanda siga creciendo en el sector del petróleo y el gas en los próximos años.
Los analistas predicen que el sector crecerá un 7,2% de aquí a 2020. Los mercados emergentes del petróleo también desempeñarán un papel importante, a medida que se perforen nuevas zonas y los países en crecimiento inicien sus propias exploraciones en busca de más recursos naturales. China ya ha experimentado un drástico auge de la demanda de petróleo y gas en los últimos cinco años, y desempeñará un papel importante en el futuro crecimiento del mercado. China se ha convertido en uno de los mayores consumidores de energía del mundo y ha superado a Estados Unidos como mayor importador de crudo y productos derivados del petróleo.
El aumento de la demanda del mercado de estos productos también ha incrementado la demanda de los equipos necesarios para la extracción y el refinamiento del crudo. Mientras que en China se reducen los costes de producción a la hora de desarrollar los productos, las materias primas necesarias para su fabricación también afectan al mercado mundial de compresores de aire. Materiales importantes como el aluminio y el acero se utilizan para la creación de componentes de compresores de aire, pero a medida que aumenta la demanda, los precios de las materias primas también fluctuarán.
Además, los compresores de aire de nueva generación desempeñarán un papel destacado en el crecimiento continuado del mercado, ya que los proveedores introducen mejoras y añaden nuevas innovaciones a sus productos. Innovaciones como el aumento de la 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.
Es importante que los compresores de aire estén diseñados para soportar los duros entornos de las obras de perforación y mantener la máxima eficiencia a largo plazo. Aunque la demanda de energía de los sistemas de compresores es alta, una inspección adecuada y un mantenimiento rutinario pueden reducir drásticamente los costes de energía y aumentar la eficiencia operativa.
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