Oleoductos
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7/18/2019 Oleoductos
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Presentado por:
Andrs Esteban Pea PiarpusanLaura Julieth Gonzlez Castao
Oscar Julian Pea Piraneque
Facilidades de Superficie
Bucaramanga, I Semestre de 2014
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AGENDA
1. Introduccin2. Generalidades de los oleoductos
3. Diseo de oleoductos
4. Ejemplo de clculo de prdidas de presin en un oleoducto
5. Operaciones en Estacin de Bombeo6. Integridad del Oleoducto
7. Operaciones de Mantenimiento
8. Conclusiones
9. Bibliografa
2Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
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INTRODUCCIN
La necesidad de transporte de hidrocarburos en un medio seguro yeconmico ha propiciado el desarrollo del diseo de transporte portuberas, aunque este abarca grandes retos y una ampliaplanificacin ha tomado una gran importancia desde los inicios de la
produccin de petrleo. En el momento de determinar el mtodo detransporte adecuado se deben considerar factores econmicos,ambientales y de seguridad. Las compaas pioneras en eltransporte por medio de oleoductos (siglo XIX) fueron VladmirShjov y Branobel.
3Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
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CARACTERISTICAS
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
OLEODUCTOS
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Fuente:http://www.bicentenario.com.co/
Transporte y Distribucin : Gran dimetro Grandes distancias Variedad en tamaos y capacidades Se requieren estaciones de bombeo Tubera recubierta para evitar
corrosin Unidas por soldadura
Fuente:http://www.ecopetrol.com.co/especiales/elpetroleoysumundo/transporte.htm
El paso inmediato al descubrimiento y explotacin de un yacimiento es sutraslado hacia los centros de refinacin o a los puertos de embarque con
destino a la exportacin. Para ello se construye un oleoducto, que es la tubera
e instalaciones conexas utilizadas para el transporte de petrleo y sus
derivados exceptuando el gas (gaseoductos)
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CARACTERISTICAS
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
En la parte inicial del oleoducto una estacin de bombeo impulsa elpetrleo y, dependiendo de la topografa por donde ste pase, se colocanestratgicamente otras estaciones denominadas de reimpulso o refuerzo,necesarias para que le permitan superar sitios de gran altura, como lascordilleras en Colombia, y transportar el petrleo hasta la estacinterminal, normalmente fluye a una velocidad de entre 1 y 6 m/s.
Se encuentran conformadas por:
Bombas Motores de combustin
Compresores de aire
Combustible tratado
Agua de enfriamiento
Generadores de electricidad Sistemas de medicin
Sistemas de drenaje
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ESTACIONES DE BOMBEO
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EN COLOMBIA
6Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
OLEODUCTO TRAYECTO LONGITUD(Km)Oleoducto de
los Llanos S.A ODL
Campo Rubiales Lasestaciones de Monterrey y de
Cusiana262
OleoductoCentral S.A.
OCENSA
Los campos Cusiana y CupiaguaLa terminal martima de
Coveas830
Oleoducto deColombia S.A ODC
La estacin de Vasconia Elpuerto de Coveas
481
Oleoducto CaoLimn
Campo Cao Limn El puertode Coveas
770
Oleoducto AltoMagdalena
Campo Palagua La estacin deVasconia
400
Oleoducto
Trasandino Orito
Tumaco 306
Principales Oleoductos en Colombia.
Fuente: http://www.ecopetrol.com.co/contenido.aspx?catID=82&conID=37995
Fuente : http://www.bicentenario.com.co/
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1.
Caractersticasde la tubera
2.
Propiedades delFluido
3.
Relacinentre tubera
y fluido
PARAMETROS DE DISEO
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
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RUGOSIDAD
DIMETROINTERNO
LONGITUD
CARACTERISTICAS DE LA TUBERIA
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
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Dimetro interno
Dimetrointerno dela tubera
Perdidaspor
friccin
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
Velocidad de flujo mxima [15 ft/s]
Erosin
Ruido excesivo
Martilleo del lquido
Velocidad de flujo mnima [3 ft/s]
Sedimentacin de slidos (finos,productos de la corrosin)
Taponamiento de la tubera
CARACTERISTICAS DE LA TUBERIA
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
Espesor de la tubera
ANSI B 31.4
El clculo del espesor de la tuberasegn ANSI B 31.8 (gasoductos).
Donde,
t = espesor [in] (schedule)
P = presin interna de la tubera [psi]
OD = dimetro externo de la tubera [in]
F = factor de diseo (tipo de locacin) = 0,72
S = resistencia mnima de la tubera [psi] ( delmaterial)
Dimetro interno
Dimetrointerno de
la tubera
Perdidaspor
friccin
CARACTERISTICAS DE LA TUBERIA
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
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Longitud
Longitudde la
tubera
Perdidaspor
friccin
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
CARACTERISTICAS DE LA TUBERIA
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Rugosidad
Donde,
= rugosidad relativaK = rugosidad absoluta
D = dimetro de la tubera
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
CARACTERISTICAS DE LA TUBERIA
En general, el factor de friccin
est en funcin del nmero deReynolds y de la rugosidadrelativa.
Flujo laminar -> (# de Reynolds)
Flujo turbulento ->(# de Reynolds y )
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
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1.
Caractersticasde la tubera
2.
Propiedades delFluido
3.
Relacinentre tubera
y fluido
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
PARAMETROS DE DISEO
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
PROPIEDADES DEL FLUIDO
Punto deFluidez
Temperatura
Presin deVapor
La mnima presin en un oleoducto debeser lo suficientemente alta paramantener los crudos livianos en su estadolquido.
La minima temperatura a la que el fluidopuede moverse.
Viscosidad
Densidad
La viscosidad es una de las causas de lasprdidas por friccin en la tubera.
La densidad determina los requerimientos
de potencia y presin de salida de lasunidades de bombeo.
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1.
Caractersticasde la tubera
2.
Propiedades delFluido
3.
Relacinentre tubera
y fluido
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
PARMETROS DE DISEO
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
PROPIEDADES TUBERIA / FLUIDO
NMERO DE REYNOLDS
DondeRe = Numero de ReynoldsQ = Caudal (Bl/h)D = Dimetro Interno (in)V = Viscosidad (cp)SG = Gravedad Especfica
La interdependencia entre el dimetrode la tubera, la viscosidad del lquido yla velocidad del flujo que determina elrgimen de flujo de un fluido.
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
ECUACIN DE ENERGA EN ESTADO ESTABLE
Modificado de: http://2.bp.blogspot.com/_FJZh1gy3MuM/TKUNHdK_XbI/AAAAAAAAAB0/cscbUsoW3zc/s400/elaboracionpropia.JPG
PERDIDAS DE PRESIN
E. Cintica
E. Potencial
E. de Flujo
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1.
Nmero deReynolds
2.
Factor deFriccin
3.
Perdidas deFriccin
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
PERDIDAS DE PRESIN
ECUACIN DE DARCY
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
PERDIDAS DE PRESIN
NMERO DE REYNOLDS
Donde
Re = Numero de ReynoldsQ = Caudal (Bl/h)D = Dimetro Interno (in)V = Viscosidad (cp)SG = Gravedad Especfica
Flujo laminar
Flujo deTransicin
FlujoTurbulento
Re < 2000
Re > 2000
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
Rgimen de flujo Reynolds f
Laminar
>2000
Transicin 2000 4000Diagrama de
MoodyTurbulento < 4000
PERDIDAS DE PRESIN
FACTOR DE FRICCIN
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
PERDIDAS DE PRESIN
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
Donde: f: factor de friccinL: Longitud (mi)Q: Caudal (Bbl/h)
D: Dimetro interno (in)g: Aceleracin de la gravedad (32.2 ft/s2)V: Velocidad (ft/s)G.E.: Gravedad especfica del fluido
PERDIDAS DE PRESIN
ECUACIN DE DARCY
Relaciona cinco variables: factor de friccin,longitud de tubera, constante gravitacional,dimetro interno de la tubera y velocidad deflujo.
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Calcular la presin (P2) a la que llega el fluido a la entrada dede la siguiente estacin de bombeo. Los datos son lossiguientes:
Q = 2000 Bl/ dV = 8 cp
API = 31 L = 10000 ft
dh = 0P1 = 1200 psi
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
EJEMPLO
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
EJEMPLO
Calculo de la Gravedad Especfica
Calculo del Nmero de Reynolds
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
EJEMPLO
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
EJEMPLO
Determinacin Factor de Friccin
Calculo de Perdidas de Presin
Rugosidad Absoluta = 0.0018 inRugosidad Relativa = 0.0009Factor de Friccin = 0.32
dP = 402 psi
P2 = 798 psi
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ESTACIONES DE BOMBEO
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
Estn estratgicamente ubicadas a lo largo del oleoducto para
proveer la presin que permite al lquido pasar a la capacidad que seest diseado.
Viscosidad
Tasa deFlujo
Elevacin
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
ESTACIONES DE BOMBEO
La diferencia de elevaciones entre las estaciones determinarn ms
precisamente la localizacin real de las estaciones de bombeo en lamedida que estas diferencias de altura tengan un mayor impacto en eldesempeo de la bomba.
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
Al establecer la distancia entre las estaciones de bombeo, dos factoresimportantes se deben considerar:
Es la presin mxima a la cual se puedeoperar seguramente en un determinado lugarde la tubera
MPO
Es la presin de cabeza que previene laformacin de vapor en la boquilla de succinde una bomba centrfuga o cavitacin en elimpulsor.
CNPS
ESTACIONES DE BOMBEO
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
DEE
ESTACIONES DE BOMBEO
DEE: Distancia entre estaciones (ft).
MPO: Presion maxima de operacin (psi).
CNPS: Cabeza neta positiva de succion (psi).
DP: Perdidas de presion (psi/ft)
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
OPERACIONES
Medicin
Se lleva a cabo en las estaciones de medicin, en
estas estaciones se mide el volumen y la calidad
del producto. El monitoreo en los tanques de
almacenamiento se compara con los resultados
que muestran los monitores de presin de laslneas para verificar la integridad de la tubera,
cualquier incongruencia puede ser debida a una
fuga.
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
OPERACIONES
Pigging
El pig se inserta dentro de la tubera fluyendo y generalmente es
impulsado por el mismo fluido. Generalmente se insertan en una
estacin de bombeo y deben ser retirados antes de llegar a la prxima,
durante su recorrido el pig se encarga de limpiar la tubera, puede
monitorear la integridad de la tubera, separar dos fluidos con diferente
valor comercial, para circular diferentes fluidos sin mezclarlos o para
aislar un segmento que debe ser reparado.
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
DETECCINTipo fluido
Mediciones
(V-P)
TemperaturaPresin
Longitud
Lnea
Espesorpared
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
Area
Imgenessatelitales
Interpretacincon software
Monitoreo confibra ptica
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
1. ENTERRAMIENTO
Enterramiento: 3-4 ft o ms
EXPOSICIN TUBERA
DAO MECNICO
INSPECCIN
CORROSIN
INSPECCINREVESTIMIENTO
Segn parmetros de cadacompaa
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
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Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
ROW (Rights of Way): Derechos de Paso
NO VEGETACINNO EDIFICIOS
NO ESTRUCTURAS
Inspeccin,
mantenimiento yexamen
Acceso a vlvulas
Vista sin obstculospara supervisin
Proteccin reacercana
Tramo de 25-150 ft
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
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OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
INSPECCIONES DEL ROW
PROTECCIN AL PBLICO
PROTECCIN MEDIO AMBIENTE
INTEGRIDAD LNEA
INTEGRIDAD CLIENTES
Regulares (hasta semanales)
Supervisin area (ms comn)
Inspeccin tuberasInspeccin sistemas energa
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
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OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
INSPECCIONES DEL ROW
INSPECCIN
Reduccinimpacto
ambiental
Reduccincostos
Aumentofrecuencia
revisin
Aumentoeficienciasistema
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
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OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
3. MARCADORES DE TUBERA Y FACILIDADES
LOCALIZACIN
PRODUCTOTRANSPORTADO
CONTACTO COMPAA
IDENTIFICACIN AREA YTERRESTRE
OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
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OPERACIONES DE MANTENIMIENTO
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
4. CAMBIO TASA DE OPERACIN
Presin ruptura
Presin estallido
Esfuerzo mnimo de cedencia(API RP 1117)
FACTORES CRTICOS
Fallas relacionadas aPresin
Clculo y reclculo deparmetros de
seguridad
Monitoreo constante
INTEGRIDAD DE TUBERAS
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INTEGRIDAD DE TUBERAS
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
RPIDOMNIMA INTERRUPCIN
CONDICIONES FSICAS
FACTORES DE SEGURIDAD
ESTANDARIZACIN (ASME B31.4)
TUBERAS SUBMARINAS
ESTACIONES DE BOMBEO
TERMINALES
ESTACIONES DE MEDICIN
PARMETROS APLICACIN
INTEGRIDAD DE TUBERAS
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INTEGRIDAD DE TUBERAS
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
INTEGRIDAD
EVALUACINDIRECTA
ProteccinCatdica
Revestimiento
Propiedades
internas-externas
EVALUACINHIDROSTTICA Ppip>=Poper
INSPECCININTERNA Pigging
INTEGRIDAD DE TUBERAS
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INTEGRIDAD DE TUBERAS
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
CORROSIN
e-e-e-e-e-e-
RESISTIVIDAD DEL SUELO
COMPONENTES QUMICOS DEL SUELO
SEPARACIN/ REA SUPR. NODO-CTODO
INTEGRIDAD DE TUBERAS
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INTEGRIDAD DE TUBERAS
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
ADICIN DE ADITIVO QUMICOS
QUMICOS
Reduccindesgaste Protectores
Mejoramientoflujo Diluyentes
CONCLUSIONES
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Para el transporte de hidrocarburos lquidos a travs de oleoductos esimportante conocer las caractersticas fisicoqumicas del fluido atransportar, las condiciones del medio ambiente en el cual serconstruido y el flujo a travs de tuberas, con el fin de garantizar eltransporte del crudo con las mejores condiciones operacionales yfinancieras.
Es fundamental determinar la distancia adecuada de las estacionesde bombeo para as suministrar la presin deseada a travs deloleoducto y optimizar los gastos de operacin.
Las operaciones de integridad y mantenimiento son de vitalimportancia para no interrumpir la operacin del oleoducto, lograndouna reduccion en costos y evitando situaciones de emergencia.
Facilidades de Superficie. Diseo de Oleoductos
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFA
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FUNDAMENTOS DEL DISEO DE OLEODUCTOS. Programa de entrenamiento paraoperacin de ductos. IPL TECHNOLOGY & CONSULTING SERVICES INC. Agosto22, 1995.
ARNOLD, Ken. STEWART, Maurice. SURFACE PRODUCTION OPERATIONS Designof Oil-Handling Systems and Facilites. Volumen 1. Gulf Publishing Company.
1999.
OVERVIWE OF DESIGN,CONSTRUCTION, AND OPERATION OF INTERSTATE LIQUIDPETROLEUM PIPELINES.Argonne, National Laboratory.
BIBLIOGRAFA