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166
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ALb¿*'t
I
eü0ft\cLs
rt,$rn
Ooüs
UNIVERSIDAD
MAYOR
DE SAN
ANDRES
FACULTAD
DE INGENIERIA
ING'NIERIA
PETROLERA
TRANSPORTES
Y ALMACENAJE
DE H¡DROCARBUROS
¡I
(PET-214)
Contenido
DED|CATORIA...........
...-.........5
AGRADECTMTENTO
................6
TABLAS
DE coNVERsót'¡
DE
uNIDADES.............
....................7
srMBolocfn..............
..........
10
CAPITULO
1................
..........11
TRANSpoRTES
DE FLUtDos
EN TUBEnlns.........
..................
11
1.'t tNTRoDucclór'¡:
............
11
1.2 EcuACtó¡¡
orr'lrRnl
DE
ENERo1n,...........
......11
1.3
T|PO
DE
FLUJO
..............12
1.s
pERDIDAS
DE
cARGA
poR
FAcroR
DE
FRtcctótt............
...............
13
'1.6
Ttpos
DE
pERDIDAS
o
cnlons
oe
pReslóN
..............
....14
1.6.1
PERD|DAS
pRtMARtAS.........
........14
1.6.1.'r
pÉnoloRs
DE
FRtcctó¡¡
rru
FLUJo
ruRBULENTo.............
.........14
1.6.1.2
pERDIDAS
DE
FRtcc¡órq
oe
FLUJo
LAMTNAR
............
1s
1.6.2
EVALURctót¡
DEL
FAcroR
DE FRtcclóN.........
.............
1s
1.6.2.1FACToR
DE
FRtccté¡¡
r¡¡
FLUJo I-AMINAR
...............
15
1.6.2.2
FAcroR
DE
FRtcclóu
rru FLUJo
ruRBULENTo............
.............
1s
1.6.2.3 DIAGRAMA
DE
MODDY
..............
16
1.6.2.4
FAcroR
DE
FRtcctóru
rru
zoNA
DE
TRANSTcIóru
.....17
1.7
PERDIDAS
SECUNDARIAS
O
MENORES
.........17
1.7.1.
pERDIDAS
poR
olurnclót¡
suelrn
..........17
1.7.2
pERDIDA
poR
oturRclóN
GRADUA1...............
............ i2
1.7.3
pERDtDA
pOR
CONSTRACCION
SUelTA.....
...................
18
1,7.4
PERDIDA
POR
CONSTRACCION
GRADUAL
....................
18
1.7.5
PERD|DA
DE
SALTDA
....................
18
1.7.6
PERD|DA
A LA
ENTMDA............
...................
19
1.7.6
coEFtctENTE
DE
RESISTENCIA
EN
coDos
DE
TUgERfn...........
....................
19
1.7.7
COEFICIENTE
DE
RESISTENCIA
eru
vAt-vuLAS
Y
JUNTA DE
SoLDADURA....
19
1.7.9
LONGITUD
EQUIVALENTE,.
..,.......
20
1.2.10
oÁtr¡ErRo
EeutvALENTE..........
.................20
1.7.11
PERDIDAS
TOTALES
..................
20
1.8 Ttpos
DE
tNSTAtActoNES
DE
TUBERfns...........
.............20
1.8.1
stsrEMA
DE
tueeRlRs
EN sERtE
................21
UNIV. CHAVEZ
POMA PABLO
SILVERIO
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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U¡livlirilÜi,
}'IAYOn
DE SAll
¡,1'lBReS
F¡CULTAS
):
i¡iGENIERIA
Ii.iGiNIERIA
PETROLERA
TRANSPORÍES
Y
ALMACENAJE
DE HiDROCARSURCS
II
(PET'214)
1.8
? *I§T;MA
DE
TUEERÍAS
E§l
PARALEI-o..........
'
"'
"""'
21
[:i[R*]clo§
DE
IV,1ECAFiICA
DE
FLUIDOS...
"
""""22
r"lrRclclüs
PROPUESTOS........ "
"'
48
cArlirulo
2.............
""""""
51
E§TUDIO
DE
LA
DEF,4ANDA
Y
DETERMINACIÓN
DE
LA
RUTA
DEL
DUCTO.".".......'
51
2.1
m;TRODUCCIÓN
"
""""'
51
2.2
DETERMINACIÓN
DE
LA DEMANDA
DE
HIDROCARBUROS......'"...
.'"...".."..,,..,51
2.3
ÁREAS
DE
| .JFLUENC|A.........
"""""
52
2.4
VAR.iABLES
QUE
AFECTAN
EN
EL
TRAZO
DEL
DUCTO......"....''
,..,..,52
2.4.1
ARÉAS
PROTEGIDAS.........
'.""""52
2.4.2 CRUCE
DE
RÍOS
""""'
52
2.4.3
CRUCES
DE
ZONAS
GEOLÓGICAMEN¡TE
INESTABLES
.,.'".......,.....''".........."'
53
2.4.4
Zr]NAS
ARAUEOLÓGICAS
"""""'
54
2.5
SELECCIÓN
DE
LA
RUTA
DEL
DUCTO.'...'...'.-".
""""""""
54
2.5.'TLEVANTAMIENTO
TOPOGRAFICO.........
""""'
#
2.5.2
TRABAJO
DE
CAMPO
Y GABINETE.......'....'.'
"""""""
"'
54
2.5.3
MAPA
TOPOGRAFICO
........
"""""
54
2.5.4
PERFIL
TOPOGRAFICO
Y LONGITUDINAL..."'....
""""""
55
2.5.5
PRCICEDIMIENTO
PARA
DIBUJAR
EL PERFIL
TOPOGRAFICO
....."..........,.,....'
55
CAPITULO
3................
"""""
59
TRANSPORTE
DEL
GAS
NATURA1.,.........
....".........59
3.1
SISTEMA
DE
TUBERIAS
.........
""""'
59
3.2
CONSTRUCCION
DE
GASODUCTOS.....
...."..'''
59
3.3
ESTACIONES
COMPRESOMS
..'"..62
3.4
INSPECCION
Y
PROCEDIMIEN¡TOS
DE
MANTENIMIENTO
DEL
GASODUCTO...'
62
3.5
ECUACIÓN
GENERAL
DE FLUJO
DE
GAS....
..
..
....."..,"..'
63
3.5.,1
DEDUCCIÓN
DE LA
ECUACIÓN
GENERAL
DE
FLUJO
DE
GAS
.
..'.'.'...
63
3
5
2 EFECTO
DE
LA
ELEVACIÓN
DE
LA
TUBERÍA
....'...'....
""""""""""
67
3 5.3
VARIABLES
IMPORTANTES
EN
LA
ECUACIÓN
GENERAL
DE
FLUJO
..
.,
..
.."
68
3.s.3.'1
FACTOR
DE
FRICCIÓru........ """"""
68
3.5.3.2
ECUACIÓN
DE
COLEBROOK-\¡/HITE."
",.''
69
3.5.3.3
FACTOR
DE
TRANStuIlSlÓr-{.....
""
69
3.5.3
4ECUAC|ÓN
DE
COLEBROOK.WHITE
MOD
ICADA
..."'
70
3.6
ECUACIÓN
DE
AGA
(AMERICAN GAS
ASSCICIATIOi'¡)
"""
70
3.7
ECUACIÓN
DE
WEYMOUTH...............
"""""""71
3.8 ECUACIÓN
DE
PANHANDLE
A..........
""""""""71
uNtv.
c -lAVEz
POMA
PABLO
SILVERIO
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L-:},iJVERS DAD
MAYOR
D§
SAN
ANORES
rACILTAD
D5
INGEN¡ERIA
INGENIERIA
PETROLERA
TRANSPORfES
Y
ALMACENAJE
DE HIDROCARBUROS
II
(PEf.214)
3.10
pREStóN
PROMEDIO
........
.............................:......
.....;....:.72
3.11
FACTOR
DE
COMPRESIBILIDAD...
,,.....,.,,...,,.,72
3.12
TEMPERATUM
pRoMEDtO
..........73
3.13
GMVEDAD
ESPECIFICA
(cE)
..........
..............
73
3.14
SELECCTóN
DEL
MATERIAL..........
..................73
3.15
pREStóN
DE
D|SEñO
(MOp,
MAOP)......
.........73
3.16
FACTOR
DE
TEMPEMTURA
CD
.....................73
3.17
FACTOR
DE
O|SEñO
(F).............
.....................74
3.18
FACTOR
DE
JUNTA
LONGTTUDTNAL
(E)
.........74
3.19
pREStóN
DE
DISEñO
....................74
3.20
MAxtMA
pREStóN
DE
opEMclóñ
lnaon)
.
.......
.....
......7s
3.21 r\4AXtMA
PRESIóN
ADM|SIBLE
DE
OPERAC|óN
(MAOP)
..................
75
EJERctctos
DE
DtsEño
¡¡ecAutco
DE
Ducros
.................26
EJERCTCTOS
DE
ELEVACTONES
..,........86
EJERCTCIOS
PROPUESTOS
PARA
ECUACIÓN
GENEML
DE
FLUJO
DE
GAS
.........
88
EJERCTCTOS
pRopuEsros
DE
ELEVAC ONES..........
............
92
cAptTULO
4...............
...........
e3
DtsEÑo
MECANTCO
DE
OLEODUCTOS
y
POL|DUCTOS............
..............
93
4.1
TNTRODUCCTóN
.............93
4.2VARIABLES
DE
I.A
SIMULACIÓN
DE
TRANSPORTE......
.....93
4.3ECUACIóN
DE
HETZEL
....................93
4.4 ECUACIÓN
DE
AUDE
.....94
4.spRESróN
DE D|SEñO
pnne
HTDRoCARBUROS
LIOUTDOS
................94
EJERCICIOS
DE
DISEÑO
OC
OLEODUCTOS
Y
POLIDUCTOS............
......
96
EJERCICIOS
PROPUESTOS
DE
DISEÑO
DE
OLEODUCTOS
Y POLIDUCTOS.........
1OO
CAPITULO
5................
........
101
pRUEBA
uloRAut_1cA..............
...........
101
s.1
tNTRoDucctó¡¡
..
..
......r0,
5.2
CRITERIOS
DE
EVALUACIÓI'¡
YACEPTACIÓN
OE
LA
PRUEBA.........
.....,..........
101
EJERCtctos
DE
pRUEaR
nlonÁuLtcA.........
......
103
EJERclctos
pRopuEsTos
DE
pRUEBe
HtoRÁuucA............
..............
110
CAPITULO
6................
........
118
rÉRn¡tr'¡os
y
DEFtNtctoNES
..............
118
6.
1
MANEJO
y
TRANSPORTE
. .. .
.. ...
....
1 1 8
6.2
GASODUCTOS
.............
119
6.3
TRANSPORTE
DE
GAS
MTURAL.
.......-..........121
6.4
C|TY
GATE........
.........121
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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Ui\,¡iv:RSIDAD
hlA'lOin
tE
§,j\N
A¡1f, :S
I-ACULTAO
DE
INGENiERIÁ
INGENI¡RiA
PETROLERA
r-8^r',lsIORTES
Y
ALhtACENA"iE
CE HIDROCA,RaUROS
ll
(PET-214)
6.5.
REDES
PRiivlARlA§.....
"""'-""""1?1
6
6
PUEi\¡TES
Dr
RrcuLa,tiÜhl
Y MEÜtClÓN
(PRM'S)
"""""
122
6.7 ESTACTCNES
ü¡S'rRITAL=S
DE
lvlEDlClÓN
Y
REGULACIÓh¡
-EDR's
....
.......-...122
Ü.8
REDE§
SÉCUNDAN;A§.........
,....,,,.122
6.9
INSTALACIONE§
INTERhIAS
.
. .....123
6.10 PROCESO
DE
CDORI¿AC|ON...........
""""""
123
6.11TINTAS
PENETRANTES
.,.,........".",124
6.'I2RADIOGRAFIAS
"""""'
124
6.13
BOMBAS
............
""""'
125
6.14
COMPRESORES
"""'
125
6.15
TAT'üQUES
DE
ALfu1ACENAMIENTO
,,,..........,.125
APÉND1CES...............
""""'
126
+
FORMULARIOS
,.......
"'
128
* DIAGRAMAS...............
'."...."""""'138
-:.
TABLAS....
-----'------""""
141
BIBL|OGRAFíA............
""""
142
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
4
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l
|¡r\-./Eilslti ii
|¡AYOR D:
SAN
Al¡ORES
¡-ACL'LTAD
NE
INGENIERIA
AüRANEOIIbIIENTO
INGÉI'IIEEIA
FÉTRCLER}'
TRANSPORTÉS
Y Al-lvlACENtuE
ÜE
hIORCCAñ3UROS
¡l
(P¡'l'-214)
La
preoente elaboraciÓn
de
esta guía
no
hubiese
sido
posib¡e,
s;n
ios
pfev¡os
ConCIcimientos
impariidos,
pcr
parte de
los
lng.
Sanc.ialro
Choque
Poma
y
lng'
PecJro
Reynalcio
Marín
Domíngurez
quienes
fueron
mis docentes
en
la
prestigiosa
Carrera
de
lngeniería
Petrolera
de
la
Facultad
de
lngeniería
de
la Unive;'sidad
Mayor
de San
Andrés,
cie
las
materias
de
Transportes
y
almacena.¡e
de
Hidrccarturos
I
y
ll,
sobre
todo
son
excelente§
docentes
de
quienes
aprendí
grandes lecciones
cJe sus
experiencias
brindadas
las cuales
dieron
como
f¡'uto la
elaboraclÓn
de
e§ta
guia
por
lo
que
le
agradezco
sinceramente.
egiero
agi.adecer
tarnbién
a
la
lng.
Lizett
Joana
AlarcÓn
fulamani
quien me
ayudo
a
realizar
esta
guía,
puesto
ql¡e
ella
se
ha cCInvertido
en
una
inspiraciÓn
para
seguir
adelante,
quien
ha
estado
apoyándome
en
los
buenos
y
malos
momentos'
por
último
agradezco
a
todos
los compañeros
de
la carrera
de
ingeniería
petrolera
de
la materia
de
Transportes
y
Almacenaje
de
Hidrocarburos
ll
(PET-214)
en
mi
etapa
como
auxiliar
de docencia'
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
o
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UNIV=RSIDAD
IIIAYOñ
DE
SAN ANDR[S
FACULTAD
DE
INGENIER|A
INGENIERIA
PETROLERA
TRANSPORTES
y
ALMACENA"JE
DE HTDROCARBUROS
il
(pET_214)
IAtsL/qs
§qtrffi§YEIRStQN
Dq
UI\etpApEs
Longitud-Distancia
1
m=3.28fi=1
00crn=1
000mm
1km=1000m=105cm
1cm=10mm=0.01m
1.pies=3O.48cm=12plg
l
pulg=l.54cm=25.4mm
l milla=1609m=1.609km
1
yarda=3pies==91
.44cm=0.
91 4m
1
vara=0.
866m=2.
84pie=34.09p19
I legua=5555m=5km
1 angstrom(Ao)='lgto*
lmicra=1Osm
1 braza=6pies=72plg=1
.828m
I
parsec(pc)-3.086"1
016m
Masa
I
kg=16ggn=2.2051b
lutm=9.8k9
1 slug=1
4. 59kg=32.
1
ra,O
1lb=453.69=0.45k9
1u.ma='1.66*1027k9
1
quintal(qq)=4@=1
ool¡=¿5.
36kg
I
tonelada
corta
=20qq=907.1&kg
1
tonelada
corta'=20001b
1
tonelada
larga=2249lb=1
01
6kg
1
tonelada
metrica
=1
QQQkg=22M-621b
1
onza
troy=9.931
*g=31.
1
g
l lbtroY=Q.t75¡g
Volumen
1cm3=1ml-1cc=
1
gal=0.0038m3=0.
1
337ft3
1
m3=1
06cm3=35.31
pies3
1 lt=1
000cc=61
plgs=§.
gg629bbl
1lt=O.26429a1
1
pie3=28.321t=0.
I 781
bbl=7.48059a1
1
barri
l(oil)=
42gal=1591t=0.
1
6m3
1Plg3='16.39.*3
1
cubeta(USA)=0.
23lt=236.
58cm3
thecto
litro=1001t
Superficie-Area
1 m2=1
0000cm2=1
. 1
g6yd2=1
550.0031
plg
1m2=10.7639fi2
I
plgz=6.45
1
6cm2=0.
00694ft2
1ft2=929.03cm2=1
44pl92
t
hectarea(ha)=
1
0000m
2=2.
47
acre
1
acre=0.4ha=43560.
1 TpieP=4046.87m2
1ydz=9pieF=1296p192
1
area(a)=l
SS¡¡e
.
Tiempo
lmin=60seg
t
h=3600s=60min
ldia=24h=86400s
1año
bisíesto=366dias
1
decada=l0años
lsiglo=100años
l milenio=1000años
Potencia
1 kwatt=1
000watt=
I .34hp
t
hp=745.r*=550lbfVs
thP=76¡1nrrt
1
Cv=736Watt=75kgm/s=0.
736Kwatt=0"
9BGH
p
t
hp(brit)=§§0lbfm/s
t hp(metic)=7Skgfm7s
1 btuTh=1
054Watt=1
.41 3hp
1
btu/h=0.293Watt=3.
93"1
0ahp
1calTs=3.087lbf
pie/s
Densidad
1glcm3=1000k9/m3
1
slug/pie3=S1 5.4k9/m3
1 lbm/bbl=2.85309/lt=0.0029Kg/lt
1
kgllt=
1
0009r/lt=350.
5070lbm/bbl
Presion
1
Pa=0.
001 kPa=0.
000 1
45Psi=0.00000987atm
1
psi
=6.
8948kpa
=0.
068aÍ,'rr.i5
I
.
7
I
S&tor
r
1
atm= 1
01 .325Kpa=1
4.6959psi=
1 .01
3502bar
1 atm=760mmHg=1
4.7¡5¡plg2=1
.01
3*1
0sPa
lcmHg=1333Pa
l
dina/cm2=101=Pa
1
bar=
1
0sPa=
1
4.
Spsi=750ton
I
bar= 1
06dina/cme=
1
00kpa
l
HzO=9.800665*103KPa
UNIV.
CHAVEZ POMA
PABLO
SILVERIO
7
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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UIi|VEñSIDAD
},IAYOR DE SAN
ANDRES
FACULTAD
DE
¡NGEi\¡IERiA
I¡iüE§I'iiIA
PETROLÉRA
1,RA¡iSPCRTES
Y ÁLtlÁ,CiNAJE
DÉ
l'iIDROCARBURO§
ll
(PET-214)
TABLA
Fu*r¿a
1 l.l=
1
05dinas=2.248*1
&akiiopcncin
1
kilopondio=1
kgf=1
000lbf
1 kgf=9.81
N=9.
77lJ(La
Paz)
1
Ibf=4.45i\l=0.454KEf
1
poundal(pdl¡=6.
1 383N=1
3825.
Siina
l dina=1.00-5N
l kgf=2.2lbf
l lbf=O.
Traha3o
Ertergia
Calor
'1
joule(J)=
1 6TErgios=0.238Ca1
l
Ergio=1.001oKj
1J=0.73761b
pie
1
cal=4.186J
1 Btu=
1 055J
=?52}al=1.055'1
01
0Ergio
1 Kg
m=9. 8J=9.
8"
1
0TErgio=2.3,4cat
1 l(W
h=3.6*1 06J=3.6*1
013Erg
lcallq=1.8Btu/lb
VISCOSIDAD
ABSOLUTA
Y
DI $'¡AIVIICA
Lbf
s/inch2
Lbf
s/ñ2
Lbf hift2
Lb/ft
s
Lb/ft
h
Poiseuille(Pa
s)
1.45.104
0.0209
5.8"10-6
0.672
2.42"103
Foise(dina
s/crn2)
=e/cm
s
1.45"1$5 0.00209
5.8.10-7
0.0672
242
Ceniipoise
1.45"1ü7
2.09*10-
5.9"1$e
0.000672
2.42
Kc/m
h
4.03"10-8
5-E*106
1
.61"10-e
0.000187
0.672
Kqf s/m2
0.00142
a^e
5.69*10-5
6.59
237"1A'l
Lbf
s/inch2
1
144
0.04
4.63"103
1.67*107
Lbf
gft2
0.00694
i
0.000278
32.2
1
.16"1
0s
Lbf h/ft,
25
3.6"103
I
1.16*105
417"1A6
Lblft
s
0.000216
0.0311
8.63"104
1
3.6*103
Lb/ft
h
6*1
0-8
1.16"1
05
2.4*1e.s
0.000278
1
SISTEMA
DE UNIDADES
SI$TEMA
LGNGITUB
[{tAiffl
TIEMPO
VELOCIDAD
s.l
m
kg
S
nrls
Tecnico
metrico
m
u.t.m
S
mls
lnoles
tecnico
oie
slug
S
Pie/s
lnqles
absoluto
pie
libra
S
Pie/s
SISTEMA
FUERZA
TRABAJO
POTENCIA
CAñTIDAD
DE
MOVIMIENTO
s,i
N
J=Nm
J/s=V"l
Kq
mis
Tecnico
rnetrico
Ksf
Kqf
m
Kqf
m/s
u.t.m
nr/s
lnqles
tecnico
Lbf
Lbf
pie
Lbf
pie/s Sluq
pie/s
lngles
absoluto
Poundal(pdl) Pdl pie Pdl
oie/s
Libra pie/s
CANTIDAD
SIMBOLO
UNIDAD
S.I
neuclo¡¡
coi¡
UNIDADES
FUI.TDAMENTALES
fuer¿a
F
Newton
(N)
kq
m/s2
Trabajo
y
energia
W
Joule(J)
Kg
nfls2
potencia
pott
Watt0A/)
Kq
m2ls3
densidad
p*d
Kg/m3
Kglm'_
presron
P
Pascal(Pa=N/m2i
K§/l'n2s3
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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UJ'.IIVERSIDAD
MAYOR DE SAN ANDRES
FACULTAD DE INGENIERIA
INGEI.iIERiA PETROLERA
TRANSPORTES Y ALMACENA.JE
DE HIDROCARBUROS II
(PET.214)
TABLA
DENSIDAD RELATIVA Y VISCOSIDAD CINEMATICA
DE ALGUNOS
LIQI..|IDO§
Viscosidad cinemáica=valor
de
la
tabla
10-6
GASOLINA
Visc.
Cine
(*'/s)
0.710
0.7
(^'/")
ALGUNOS OTROS
LIQUIDOS
Líquido
y
temperatura
Densid. relat
Visc. Cinem
(mz
/s)
Turpentina
a
20oC
0
862
1.73
Aceite de linaza a
30"C 0.925
?(o
Alcoholetílico
a
20oC
0.789
1.53
Benceno
a
20"C
0.879
0.745
Glicerina a
20oC 1.262 661
Aceite de castor a
20oC
0.960
1.031
Aceite ligero de maquina a
l6.5oC 0.907
tJt
UNIV. CHAVEZ POMA
PABLO SILVERIO
AC€,TE
LUAflCANTE
h{EDto
V'sc.
Cine
(m'ls)
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UNIV§RSIÜAD
MAYOIT
ÜE
SAN
ANDRES
FÁ.CULTAD
DE
INI}É¡iIERIA
INGEN:5ñIA
PETROLERA
TRANSPORTES
Y ALMACENAJE
OE HIOROCAR3UROS
II
(FET'214)
SITfrBOLOGíA
Q=
C¿:uc,lal.
¡-,; Fr+qinn
v-
Veiocidad.
G=
Graveclad
I
=
Peso
espec¡fico.
d=
Diametro.
h¡
=
Energia
añadida
o agregada
al
fluido'
e,=
i?ugcsidad
relativa.
eo=
Ftugosicad
abso uta.
ii,
:
Et
la
p*rdida
irreversible
de
la
carga'
h¡
=
Representa
la
energia
extraida
o
retirada
del
fluido'
H=
Elevaciones.
Re=
Numero
de
f?eynclds'
f=
Friccion
de
la tuberia.
l- l a¡¡i+r,¡l
L-
LVI
iqtiuu.
#
:
Viscosidad
cinetica
B=
Viscosidad
oinamica.
p
=
Densidad
T=
Temperatura.
Qb=
Flujo
de
gas
a condiciones
de
base'
Tb=
Temperatura
base.
Pb=
Presion
base.
Pra=
Presion
promedio.
z=
Factor
de
comPresibilidaC.
E=
Factor
de
eficiencia.
F=
Factor
de transmision.
MOP=
Presion
maxima
de
oPeraciÓn.
MAOP=
Presion
maxima
admisible
de
operaciÓn'
t=
Espesor
de
la tuberia'
S= Esfuerzc
de
cecencia.
E=
Factor
de
ccstura,
F= Factor
cje
diseño
o
locacion.
PFRir¡l=
Presion
de
prueba
de
resistencia
minima'
B=
Coeficiente
Ce
expansion
de agua.
DP=
Variacion
de
presion
debido
al cambio
de
temperatura'
V=
Relacion de
poison.
E=
lvlodulc
de
elasticidad
de
acero.
UNIV. CHAVEZ POMA
PABLO
SILVERIO
10
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CAPI,T'ULO
{
1.1
rNTROpllCCrÓN:
El
transporte
de
fluidos
a
cientos
de kilómetros
a través
de
tuberías
de diferentes
diámetros es de mucha importancia en razón
que
se
pueden
transportar
fluidos de
grandes
volúmenes a objeto de suministrar dicho
producto para
el abastecimiento de
los usuarios
pertinentes.
FLUIDOS
Compresibles Gas nafural
imcompresibles
Agua
Petroleo
GE;
crudo reconstituido
Keroseno,
gasolina
natural
Jet ful
Diesel oil
El transporte de fluido real es mucho
más
complejo
que
un
fluido ideal
debido a
que
la
viscosidad
de
los
fluidos reales
en
su movimiento aparecen fuerzas cortantes
entre las
partículas
fluidas
y
las
paredes
del contorno
de
la
tubería
y
entre las
diferentes
capas
de
fluido.
Bajo
estas consideraciones
para
determinar la cantidad
de
energía
perdida
debido
a
la
fricción
en un sistema de
fluido
es
importante
caracterizar
la naturafeza
del
flujo tales como
los
flujo
laminar
y
flujo turbulento.
1.2 ECUACIÓN
GENERAL DE ENERGíA
UNIVERSIDAD MAYOR DE
SAN
ANDRES
FACULTAD DE
INGENIER¡A
INGENIERIA PETROLERA
TRANSPORTES
Y
ALMACENAJE DE HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
rfr .b-_
¡
t
a--
;
I
I
I
I
I
I
I
:
o
La
ecuacion
general
de
energia
se
considera
como
la
extension
de
la ecuacion
de
Bernoulli
posiblitando
resolver
problemas
en
las
que
hay
perdidas
y
ganancias
de
energia
entre
las cuales se
consideran
Ia
energia añadida
y
agregada al
fluido mediante
dispositivos
mecanicos
como
ser bombas
para
el transporte
de fluidos,
y
fluidos
compresibles
med¡ante
compresores
de la misma manera
considerar
las
perdidas
irreversibles
de
carga
en
el
punto
de
recepcion
y
el
punto
de
descarga
ya
sea
perdidas
internas como
resultado
de la fticcion entre elfluido
y
la
pared
interna
de
la
tuberia asi
como los
accesorios
conespondientes:
E
I
q
I
v,;
á¡
T-.:,
l"
v,
?-
Yri
¿1,
;
,,1-
-l-
P,
,.
;
¡l
_
L, _._
UNIV. CHAVEZ
POMA PABLO
SILVERIO
11
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lirli /Ei1:i:,1.)
M,{Yü§ frE lAN Áii,i¡flES
INGENIERIA
PE.|ROLERA
f.¿luliÁil
:ii
llic[r-¡iñFir¡'1
TRAI'¿SPORTES Y
ALiIIACENAJÉ E HiDROCARBUROS
I
(PET-Z1'r)
P. 1 ,-?
P, |v?
,
*
zi
+
z1 +
hu
-
h,-
h.q
=
--:
+
7-
+
22
í"1¡,-¡iu
F,
iL-
C,:riJe.;r-j ?r'esicn
que representa la aitura
de
la colurnna
de
fluido qu€
prodilce
I3
^..^,-l
-,
-.
...- .-
t.:
^^
l=:):-r1r t1:-idi-¡Ud
'1.
v?
ia*
üs i;l carea
de
velocided
que
representa
la
elevacion
necesaria
para
qlie
ei
fluidc
1o
elcanze la
vel':cidad
(v)
durante
una
ca¡da libre sin
friccion.
2L
:
ils
ia
carga
de
elevacion
que
repfesenta la energia
potencial
del
fluido.
hu
=
q*tresenta
la
energia
añadida
o agresada
al
fluido
mediante un
dlspositivo
mecanico como
ser
la
homba
liquidos
y ga§es
mmpresores.
h¡
=
Es la
perdida
irreversible de
la carga entre
les
secciones
1
y
2
ya
sea
debido
a
compon€nies
de
la
tr:beria
y
los accesorios
correspondientes
es decir
se d€ben
a
les
perdidas primarias
y
secundarias
que
se registran
Curante el
flujo de
fluido atravez
de
ie
tuberia.
hn"
=
Representa
la
energia
exiraida
o retirada
del fluido
mediante
un dispositivo
nrecanico eorño
ser la tuberia.
1.3
TIPO DE
FLUJO
El
tr^ansporte
de
fluido
pueden
producirse
mediante
el calculo
de
un
numero sin
Ciniensiones
conocido como
numero
de
Reynolds.
Donde esta
variable
relaciona la
velccidad, densidad,
viscosidad,etc
o
Flujo
laminar
§on
aquellas
en
la
cual
el fluido se
mueve
en
laminas
paralelas,
es
decir
no
presenta
un mezclado
microscopico
de las capas de fluidos
adyacentes
donde
su velocidad
permanece
constante.
Re
< 2000
f
Lujo
laminar
.
Fiujo
turbuiento
Es
cuando
las
trayectorias
de
las
particulas
de
fluido
se entre
cruzan sin
guardar
ningun orden
mientras la velocidad
de
fluido
fluctua aieatoriamente.
Re
>
4000
fluio turbulento
.
Flujo
parcialmente
turbulento
La transicion
Ce
flujo
laminar
o
tubulento
no
ocurre
repentinamente
sucede
scbre
cieria
region
en
la
que
el
flujo fluctua entre el
flujo
laminar
y
turbulento
antes
de
volverse totalmente
turbulento.
Regimen
de flujc
lam¡¡ar
Re<
2ü00
transicional
2000<
Re <
4000
turbulento
Re>
4000
UNIV. CHAVEZ POMA
PABLO
SILVERIO
12
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U¡JIVERSIDAD
MAYOR DE
SAN
ANDRES
FACULTAD DE INGENIERIA
II'iGENIERIA FÉTROLERA
TRANSPORTES
Y
ALMACENA.JE DE HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
p1rLP2
I
1440
600
I.4 NUMERO DE
REYNOLDS
El numero
de
Reynold,
que
es
un
grupo
adimensional
que
el
regimen de flujo
delfluido
depende
principalmente
de
la
razon
de
las
fi¡erzas
inerciales
y
fuerzas
viscosas
del
fluido
esta razon de
fuerza
se denomina
numero de Reynold
y
se expresa
para
elflujo
interno atrav* de
las
tuberias
circulares de
la
siguiente
manera:
Re:
f
uerzasínercíales
u*d
ú
uerzasviscosas
Por
otra
parte:
Reernplando:
Re=
vrop*d
p
Donde:
v(m/s)=
Velocidad del ffuido en el interior
de la
tuberia.
d(m)=
Diametro interno
de
la tuberia.
o
(#)
=
Densidad del
fluído'
o
Qnz /
s)=
Mscosidad
cinetica
del fluido.
tt(Kg
-
s/mZ)=
Viscosidad absoluto
delfluido.
I.5 PERDIDAS
DE
CARGA POR FACTOR DE
FRICC|ÓN
El
factor
de
friccion
Y
es adimensional
que
esta en funcion al
numero
de
Reynolds
y
la
rugosidad relat¡va del
material
de
la tuberia
que
pudiera
ser PVC,
polietileno,
de
fierro,
de acero
inoxidable
y
concreto.
¡:
f
(Re,Er)r,
=
donde:
d=
Diametro interno de la tuberia
e= Rugosidad
efectiva de
la
tuberia
sin/revestimíento
Pz
:
600Ps¿
con/revestimíento P2
> 600Psi
u
,q
-_
p
stinrie
interno de
tuberia
La mayor
parte
de
las
tuberias
que
transportan
sufren alguna redurcion
en
su capacidad
de
transporte debido a las
incrustaciones
de
sedimentos
o
que
tienden
a depositarse
sobre la superficie intema de la tuberia,
principalmente
en sectores
de
quebradas
de
menor
desnivel.
Asimismo
el
indice
de
deteriodo
depende de la
constitucion
quimica
del
fluido que transportan asi mismo como del material de
la
tuberia, por
lo
que cuando
se
realiza el diseño
de
ductos
es
prudente
tener en cuenta las condiciones
probables
en
que
se encuentran despues de un
periodo
años
de
servicio.
Lo
mencionado anteriormente
fue
demostrado
por
colebrook
white rnediante la
aplicación de
su
ley
de transicion
que
si la rugosidad
aumenta desde 0.01
ptS
en
una
tuberia de 20plg de diametro
la
capacidad
de transporte
se
reduce en
un
25%.
Sin
embargo la
reduccion
correspondiente
del area
de la
seccion
sera
aproximadamente
2%.
Asi
mismo analizando los datos
de
ensayo
sobre tuberias de fundicion colebrook
UNIV. CHAVEZ
POMA PABLO
SILVERIO
13
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lj¡ti'.' :iilDi¡lD
MA'/Of, 0É
SAN
Al''i}RES
FA'ii-TAD
DE
INGÉNIERIA
IIiGE¡IlEEIA
P:TR..3LER,\
TRA}'¡SPORTES
Y
ALLI
.CENAJE
}E
HIDI1CCARBUROS
II
(PEI.21.1)
'¡¡hiie
Cebej':
Ce
la rugosidad
aumenta
unifornremente con los
añas
de
operación,
por
lo
tant*
puecJe
expresaise ccrrectamente
por
medio
de
la
sigr-;ient,s
ecr;acicn empirica.
€=€o+a*t
Dcnde:
e
=
Rugosidad
erectiva despues de
t años
ro
=
Rugosidad efectiva
inicial
de la
tuberia
a= lndice de aumento
anual
de
la
rugosidad
t
-
¿tf 1u5
Como
resurnen
de
la
friccion
delfluldo
concluimos
que
elfluido
en
movimiento
presenta,
resistencia
por
friccion
al fluir
donde
pañe
de
la
energia
dei
sisterna
se
c,cnvierte
en
energia
tecnica
(calor) que
se disipa a traves
de
las
paredes
de
la tuberia
por
la
que
circlila
el
fluido. La magnitud de
la
energia
qL¡e
se
pierde
deoenCe
de las
propiedades
delfiuldo
y
las caracteristicas de la tuberla como ser: Velocidad
delfiujo,
diametro de
la
t¡.¡beria
acabado
de la
pared
de la
tuberia,
longitud de
la
tuberia,etc
,Í,S
T¡POS
DE
PERDID.A§
O
CAíDAS DE PRESIÓI\¡
Durante el transporte del
fluido compresible o íncompresible atraves
de tuberias
se
producen
caidas
o
perdidas
de
presion,
dichas
perdidas
pueden
subdividirse
en:
perdidas
primarias
y perdidas
secundarias.
1.6.1 FERDIDAS FRIMARIAS
Son
aquellas
que
estan relacionadas con las
perdidas
de
la
energia
que
se
generan
por
ia friccion
entre
particulas
del mismo fluido
al desplazarse
dentro de
la
tubeila
y
la
friccion del fluido con
las
paredes
de
dicha
tuberia.
1.6.1.1 PÉRDIDAS DE FRICCIÓ¡¡ E¡¡ FLUJO TURBULENTO
La magnitud de
las
particulas primarias
de
las
perdidas
de carga o caida
de
presion
se
las
evalua atravez
de
la
ecuacion
de
darcy-
weisbach
cuya
ecuacion
es
ta
sigrriente:
Donde:
hr
:PerdiCa
de
carga
o carga
debido ala friccicn en
unidaCes
de altura.
f
=
Factor
de friccion.
L= Longitud de la tuberia donde se
g€nera
dichas
perdidas.
d= Diametro interno de la tuberia,
v= Velocidad
delfluido
en el tramo
de
la tuberia.
§=
Constante
gravitacional.
En
unidades
de
presion
la
perdida
o caida de
presion
esta dada
por
la
siguiente
ecuacion:
Donde:
AP
=Es
la
caida de
presion
l-=
Longitud
de la
tuberia
UNIV. CHAVEZ
POMA PABLO
SILVERIO
h¡=f*(:).(*)
^p=f.0.(r).(*)
14
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Atun.*u
cun*o'
H,,F."
UNIVER§IOAD
MAYOR
DE
SAN
ANDRES
FACULTAD
DE
INGENIERIA
INGENIER¡A PETROLERA
TRAI']SPORTES
Y
ALMACENAJE
DE HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
v=
Es
la
velocidad
media
delflujo
de fluido
d
=
Diamefo
de la
tuberia
f
=
Factor de
friccion
p=
Densidad
de
fluido
g=
Constante
gravitacional
1.6.i.2
pERDTDAS
DE FRtcctó¡¡
oe
FLUJo LAMINAR
Cuando
se
üene
un
flujo laminar elflujo
parece
desplazarse
en
forma
de
varias
capas,
uno
sobre
la
otra
puesto que
elflujo laminar
es tan
regular
y
ordenado,
podemos
derivar
una relacion
entre
la
perdida
de energia
y
los
parametros
medibles
delsistema
de flujo.
Esta
ecuacion
se
llama hazen-poiseuille:
.
32¡tlv
,hr:ldz
En
unidades de
presion
la
perdida
de
energia o
caida de
presion
esta
dado
por
la
siguiente
expresion:
tL¡
/vz\
tp=f_p.(aJ.1.zl
I.6.2
EVALUACÉN
DEL
FACTOR DE
FRICC|ÓN
Como
se describió
anteriormente
elfactor
de
fricción entre
un flujo
laminar
y
turbulento
difieren
como
se
pueden
observar
en
los
siguientes
puntos.
I.6.2.I FACTOR
DE
FRICCIÓN
C¡¡ FLUJO
LAMTNAR
El
factor de
friccion
en flujo
laminar
esta en
funcion
del numero
de
Reynolds
para
lo
cual
consideramos
las
ecuaciones
de DARCY-
WEISBACH
y
HASEN-POISEVILLE.
hu
=
h¡,
rlr /v2\ 32*u*v*L
r.
l.a,).
\rrl
=
,,.
r.
a,
,.tr=ffi
6+
64
f=.:
donde
f==-
.f
Re
1.6.2.2 FACTOR DE FRICCIÓ¡¡
CN
FLUJO TURBT'LENTO
En el
regimen
turbulento
el
factor de
friccion depende
ademas
del
numero
de
reynolds
de
la
rugosidad
relativa de
la tuberia.
€
ar=d
Donde:
tr
=Rugosidad
relativa
de la tuberia
e
:Rugosidad
de
la tuberia
d=
Diametro
interno
de
la tuberia
UNIV. CHAVEZ
POMA PABLO SILVERIO
15
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L,¡ii'v'EitsiDA.)
IIIAYOR
DE
SAI'I
Al'iDR:S
É"..CULIAD DE
IHGENISRIA
I
h1C
EI']
IER
IA FEf
RO
LEP-{
TP,A|'ISFCRT=S
Y ALl,'tACENA.lÉ
OE
HIDROC¡\RBUñOS
ll
(P;T-214)
S*
denor¡iña
rugCIsidad
a
las
alturas
prom*dio
de las irregularidaciee
de
ia superficie
ii:iei"irr
cie
la tuberia.
Esquernfiticannenie
se
puede
repre§entar
de la
siguieñte
ril¿in8ía:
|
__,
/?-
2.51
r
vr
=
-zlog
tr,
*
o.
.
rJ
La ecuacion
anterior
presenta
inconvenientes
de
que
el
factor
no
aparece
de
forrna
expllcita
por
lo
que
debe
recurrirse
al
calculo
numerico
iterativo.
T"S.?.3
B¡AGRAMA
DE
MODDY
Es
la
representacion
gráfica
de
los
factores
cie
fricción
para
una
señe
decondiciones
de
fiujo
relacionadas.
Estas
curvas
relacionan
dosparánretros
adimimensionales,
elnúmero
de
Reynolds,
Re,
y
larugosidad
relativa,
e/D,
de
ia
pared
interna
de
la
tubería,
con
la
factor
defricción,
f.
tr
-=
-o
^-
:
i.:+§t
+é8,4.q
Figura
1: Diagrama de ModdY
*
:q
rL--:7)t'
¡¡É-1
t'
r
t
it
L v\§
_
J=-:
I
/
\()C¡-rl¡a'l 3(¡
..tNrarjla:¡().4
Fuente:
Ranald
V.
Giles'mecanica
de
fluídos
e
hiCraulica"
3ra
edicion'
1994
c
ü
J
cÉ
k
gJ
e
a
U
d
E
E
r.,
=
3
C'
*
*
C
=
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
16
*t
.t
":l
-t
I
ii
-l
=ll
:
¿
;?
lÉ
I
i
i-
I
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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN AI']DRES
FACULTAD DE INGEN¡ERIA
ING:N¡ERIA
PETROLERA
TRANSPORTES
Y
ALMÁCENAJE
DE HTDROCARBUROS
it
(pET-214)
1.6.2.4 FAcroR
DE FRtcctóru
ex zoNA
DE TRANslclór.¡
r
=
r(Re,i)
Para
determinar elfacÍor
de
fricción en tuberías
comerciales se utiliza
la
ecuación
de
colebrook White.
L tZ.S a-\
,r-r=
-ztog(.ur
*
,.r)
1.7 PERDIDAS
SECUNDARIAS
O
MENORES
En la
mayor
parte
de los sistemas de transporte
de fluidos las
perdidas
de energia
primaria
se debe a la friccion
de
la tuberia
como se
debe
a
la friccion
de
la tuberia
como
se describio antériormente. Las
perdidas
secundarias o el resto de los
tipos
de
perdidas
en
general
son
pequeñas
en comparacion
a
las
perdidas primarias
donde
las
perdidas
menores
o
secundarias ocufran
cuando hay un cambio de seccion de
la
tuberia,
es
decir
cambios
de trayectorias de
trayec{orias
de
flujo
obstruida
por
valvulas como
codos,
etc
Las
perdidas
secundarias
se evaluan mediante la siguiente ecuacion
Donde:
h¡.
:
Perdida
de energia menor
K
=
Coeficiente
de
resis;tencia(adimensional).
u=
Velocidad
delflujo.
1.7.1. PERDIDAS POR
DILATACIÓN
SÚBITA
n,.
=
*(á
,,,IffiI,-
L)
oZ
Cuando
se
transporta fluido
a
través
de
las
tuberías con cambio
de
diámetro
de rnenor
a mayor
por
medio
de una
destilación
súbita, donde la
velocidad
disminuye
abruptamente
ocasionando una turbulencia
que
genera perdida
de
energía. Por
consiguiente
la
cantidad
de
energía
perdida
depende del
coeficiente
de
resistencia
y
cuya ecuación
para
determinar
dicha
perdida
es la siguiente
/v2
\
n'= *(r*j
Donde:
K=
Coeficiente de
perdida que
depende
de
la proporción
deltamaño
de
Ia
tubería,
así
como de
la
magnitud
de la velocidad.
1.7.2
PERDIDA POR DILATACIÓN
GRADUAL
:
d1.v1
tt h rD2.V2
,.-i--:--.\
\--ilr
UNIV. CHAVEZ
POMA PABLO
SILVERIO
17
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,J]'iI\,IÉRSIDAD
MAYCR
OE SAi.¡
AI.{}RES
FACUI.TAD OE INGENIEiiIA
Ii.iCE¡i ; ]
Á
FJ:TflOL:RA
TF.qNSPORTES
Y
ALITIACEN¡.,jÜ Ü: HIDROCARBUROS
ll
(PET-214)
-T-
or.vr
I
I
Hs
Ia
iransición
cje
un conduclo
cle
transparte
de menor
c
rnayor menos
abrupto
debido
al
ernpiÉo
de
una
sección cónica
eirtre
i.Js
tics scilCuctss,
donde en
las
paredes
de
la
tr-rbería
tienden
a
guiar
al
fluirio durante
la rJqs¡¡':eltrai:ión
y
expansiÓn
de
la corriente
clelflujo.
Al igual
que
el anterior
ia
perdlda
por
dilaiación
gredual
se determina
por
la
siguiente
ecuac ón
K= Coeficiente
de
la
perdida
que
depende
de
la
proporción
del
diámetro
de
la tubería.
1.7.3
PERDIDA
FOR
CO¡\{STRACCIOI\¡
SÚs¡r*
Vz:Vt
d1,v
/,,'.1
\
h'
=
K(;)
\-D,/
-r
ld2,v2
I
n'.
=
*(rr)
D*nde:
K= Coeficiente
de resistencia
que
deoe;:cJe
Csl
mis¡no diámetro
de
la
tubería
y
de
la
velocidad
delfluido.
1.7.4
PERDINA
POR
CONSTRACCION
GP.ADUAL
v2)111
*
,,.: *(*)
K=
Es el coeficiente
de resistencia
que
depende
de
proporcion
de la relacion
de
diametro
asi
como de
el angulo
del
cono.
La
perdida
de energia
en una
constraccion
gradual
puede
disminuir
sustancialmente
haciendo
la contraccion
mas
gradual.
En
la
figura
que
se
muestra
la
contraccion
de este
tipo
formada
mediante una
seccion
entre
dos
diametros
diferentes
con
cambios
obruptos
a
la
junta
de la soldadura
la variable
para
determinar
la
perdida
de energia.
1.7.5
PERDIDA
DE
SALIDA
Durante
la
salida
del fluido de
un
conducto
hacia
un
gran
depósito
o tanque
de
almacenamiento
la
velocidad
disminuye
hasta casi 0. En
el
proceso la energía
cinética
delfluido
que
poseía
en
elconducto
indicada
por
la cabeza
de
velocida
¿
("'/zg)
se
disipa
por
to
tanto
laperdida
de
energía
para
esa
condición
es
la
siguiente
"
=
-(*)
1,,
-
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
18
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UNIVERS¡DAO
MAYOR
D:
SAN ANDRES
FACULTAO
OE INGENIERIA
lNGEI.;IERIA
PETROLERA
TRAI.ISPORTES
Y ALI\IACENAJE
DE HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
Para
esta condición el
coeficiente
de
resistencia
es igual a 1
(K=1).
Dicho
valor
se
usa
sin importar
la forma
de salida
del conducto
que
la conecta
con
la
pared
deltanque.
1.7.6 PERDIDA
A I.A
ENTRADA
Un
caso
especial de una contracción
ocurre
cuando
elfluido fluye
desde un
depósito o
tanque almacenamiento
de dimensiones
relativamente
grande
hacia
un conducto.
El
fluido
debe
acelerar
desde una
velocidad relativamente
despreciable
respeclo
a
la
velocidad
de flujo
del conducto.
La facilidad
con
que
se
realiza
la aceleración
determina
la
cantidad
de
pérdida
de
energía
y
por
lo
tanto el valor del
coeficiente
de resistencia'de
entrada depende
de la
geometría
de
entrada
cuya
representación
esquemática
es
la
siguiente.
l,
=
*(*f)
I.7.6 COEFICIENTE
DE
RESISTENCIA
EN
CODOS
DE TUBERíA
En el
sistema de transporte
de fluidos
generalmente
es
empleado en los
accesorios
conocido
con
el
nombre de
codos
a
fin
de facilitar la construcción
de la misma
donde
se
requiere
cruces
especiales así
mismo a
través de
la curvatura
de
la
tubería acorde
con
la normativa vigente
donde la
resistencía
alflujo en un
codo
depende
de
la
proporción
del radio
del codo.
La resistencia
se
da
en términos
de
proporción
de
longitud
equivalente
(T)V
por
lo
tanto
el coeficiente
de
resistencia
se determina mediante
la siguiente relación.
*
=
(T).t
Donde:
K=
Coeficiente de resistencia
Le=
Longitud equivalente
d= Diametro
interno
de la
tuberia
f=
Factor
de
friccion
La
ecuacion anterior establece
que
la
perdida
de
energia
que
provoca
el
accesorio
equivale
a
la
perdida
de
energia
que
causa
por
un tramo
de
la
tuberia, cuya longitud
de
la
misma
es
la longitud
equivalente
I.7.7 COEFICIENTE
DE RESISTENCIA
EN
VÁLVULAS
Y
JUNTA DE
§OLDADURA
Si bien es importante
la uülización
de válvulas
en transporte de fluidos
a través
de
tuberfas sin embargo
ocasionan
caídas de
presión.
De
la misma manera las
juntas
de
soldadura
del
sistema
de transportes
causn
el mismo
efecto
que
el anterior
es decir
k
de
tablas
UNIV. CHAVEZ
POMA PABLO
SILVERIO
19
I
I-
-_/ --_____->
/:
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'.
(T).(*)
=
-(*)
Lr,'.li\/E¡SiOA0
MAYOit ¡E
SAN
ANDRES
TACULTA
DE
ING=NIE¡tIA
li.lGIlilE¡l.A
P:TROLERA
TR.j,NSPORTES
y
At|ltAü:l,iA.tf DI
HlDROf.t,iR¿UROS
il
(PET-214)
.loncie Ias
pérdidas
de
energía
de
los diferentes
sccescr:os
mencionaCcs
antericrmente
§e
determirla
mediant€
ia
siguiente
expresiÓn
mifierrá;iüa:
Corno
se
habia
mencionado
anteriormente
el
vaior c a;
(T)**
dencmina
proporcion
de
longitud
eqr-rivalenie
cuyos
Valores de
la misma
se encuer¡iran tabulaclas.
1.7.9
LONGITUD
EQU¡VALENTE
Es
aqueila
longitud de
tuberia
que
ocasionaria
las
misrnas
perdidas
en alEun
accesorio.
perdida
priniaria
=
perdida
secundaria
, t .-\
''
=
t;i).
t
Le
f*T=
zdr
t-e
=
i<
i7.)
1.7.10 DIÁMETRO
EQUIVALENTE
Es
e
diametro
de une tuberia
de seccion
circular
que
al
igual
que
el caudal,
longitud el fluido
genera
la
misma caida
de
presion
que
en
la
otra
tuberia
1.7
.1 1 PERDIDA§
TOTALES
En
general
las
perdidas
de energia
o
carga total
de un s¡stema de
tuberias
de transporte
de
fluido
se
determina mediante
la
siguiente
relacion
ht-¡totates¡
:
hl-(primaria)
* hL(secundaria)
h,,,^.-,-",
=
i
n.I
-
E*i
*i.f
¡L(totares)
-
*'
di Zg'
*r"'
,f
Donde:
i= Representa
cada
tramo de tuberla
con
diametro
constante.
j=
Repi"esenta
cada
accesorio
que provoca
una
perdida
secundaria
Para el caso
de un
sistema de tuberias
de
transporie
de fluido con
diametro
constante
la
ecuacion
anterior
se reduce de
la siguiente
manera:
hL
ro¡¡,
=
n.
ir.
(|)
-
*']
1.8
TIPOS
DE
IN§TAL,ACIONES
DE
TUBERíAS
En ei
transporie
de
fluidos
ya
sea
gas
o
liquidos
en
la
gran
mayoria de
las instalaciones
principalmente
en areas
urbanas
como
ser
instalaciones
domiciliares
comerciales
e
industriales
estan comprendidas
por
instalaciones
en
serie
y
instalaciones
en
paralelo.
UNIV. CHAVEZ POMA
PABLO
SILVERIO
20
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.1*-
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UNIVERSIDAD MAYOR
DE SAN ANDRES
FACULTAD
DE INGENIERIA
CAF¡TULO
2
HSTUDIO
DE LA
DENflAS{D,q
Y
2.1 INTRODUCCIÓN
INGENIf ]iIA
PETROLERA
TRANSPORTES
Y
ALri{ACINAJE
OE HTDROCARBUROS
il
(pET-214)
BETERM¡}¡ACIÓi"{
DE
LA RUTA
EEL
DUCTO
v1.c1
li=-
F.ñOTE'JIDA
RIO
ALTERNATIVA i
/
,EsE
P
LANT,A
.LIGUIDO
z?ryA_
l:-r'H:';ij.l
Aa,v2,a2
AR(trUEOL-'3ICA
_
T.i=:==:-l
t'.-:-f5'l
Para
diseño de ducto
se tiene
que
considerar las
diversas variables
que
íntervienen
en
eltrazo
del ducto
es
decir desde
las
zonas de producción de hidrocarburos hasta los
centros
de consumo
potencial
del
citado
producto:
cuyas variables
a ser tomadas
en
cuenta
son
las
siguientes;
o
Demanda
de los hidrocarburos
.
Areas de influencia
.
Areas
protegidas
?.,
Zgfas
de inestabilidad
geológica
¡
Zonas arqueológicas
.
Cruces
de
propiedades
privadas,
cruce de
quebradas,
ríos, caneteras,
iineas
férreas,
etc.
2.2
DETERMINACTÓN
DE
LA DEMANDA DE
HIDROCARBUROS
Para
determinar
la
demanda de hidrocarburos
deben
tomarse en cuenta el
consumo
de energía
eléctrica del sector industrial,
comercial
y
domésüco.
En
elmismo
sentido
deberán
con§¡derarse
el consumo
de combustibles iíquidos
así como la
cantidad
de
servicio.
....-/
La determinación
de la dernanda
de
energía
eléctrica
es
menos complicada
que
la
determinación
de
la
demanda
de combustibles líquidos,
en
virtud
que
se limita
a la
sustitución
de
combustibles
líquidos
(diésel
oí1,
gasolina
especial,
GLP) utilizados
para
la
generación
de
energía eléctrica,
consumo
de automotores
y
consumo doméstico
por
lo
que
todos estos hidrocarburos
deben
ser
sustituidos
con
el
hidrocarburo
que
se
requiere
transportai
a
través
de
un ducto.
f l:i=l=-¡
A-REA
-ji-.-ir:á131
URBANA
.ALTERh¡ATTVA
1
GE'GRAFICA
¡I'JES].AELE
AÑOS
201
0
2011 2012
20r3 2014
2015
zulo ¿utt
¿u tó
2019 2420 2421
COI-ISUMO
illH
(m3)
219.22
236.99
256.20 276.97
299.43
'\)1
-7
4
349.96 378.33
409.01
478.O2 51
§.78
La determinación
de
la
demanda
y
de la
proyección
de
la
misma
es
mucho
mas
complicado debido
a
que
tienen
que
considerar variables
para
proyección
de
la
demanda:
.
Crecimiento de los
automotores
o
Crecimiento
de
transportes
aéreos
(aviación)
e
Pollticasenergéticas
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
51
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I]I.-IIVERSIDAD MAYOR DE
SAN
ANDRES
FACULTAD
D: INGENIERIA
INGENIERIA PETROLERA
TRANSPORTES Y
ALfuIACEI.IAJE DT
HiDROCAREUROS
II
(PET-214)
En ambos casos la demanda debe estar identíficada mes
por
mes
ya que
elconsumo
varía según el
periodo
estacionario del
año
como
es
elcaso
del
suministro
de energía
eléctrica en
periodo
de
lluvias
las
turbinas termoeléctricas
son reemplazados
por
las
hidroeléctricas así mismo
elconsumo
de combustibles
principalmente
eIGLP
y
gas
natural
presentan
consumo
mayor
en épocas de
invierno.
2.3
ÁREAS
DE INFLUENCIA
La demanda
de
hidrocarburos está
relacionado con
elestudio
del
mercado.
En
este
entendido
es importante
tomar en
cuenta
elconsumo
del
área de
influencia
principalmente
las
de
potencial
consumo, mismas
que
representa
generalmente
en las
caneteras troncales motivo
por
el
cual
en
algunos
sectores
lo§
ductos
son
paralelos
a
las carreteras. Esto no
quiere
decir
que
el ducto necesariamente
tiene
que
cruzar
por
dichos
predios
de
potencial
consumo sino
por
alrededores
del área de influencia.
2.4
VARIABLES
QUE
AFECTAN EN EL TRAZO DEL DUCTO
2.4.T
ÁREAS
PROTEGIDAS
:
Durante
el estudio de la ruta del trazo
se
tiene
que
evitar cruzar
las
áreas
protegidas
a
través del
análisis
costo-
beneficio
principalmer¡te
cruzar el cenüo
del área
protegida
en virtud
a
que
las
aperturas de
la
senda, derecho de
vía,
zanjado
y
la restauración de
las mismas
en
razón
que
las normativas existente
son especiales como
es
el caso de
la construcción del ducto üene
que
ser realizada a través
del
SERiIAP
(para
las áreas
protegidas)
y
así
como
de
la
autoridad
competente
(ministerio
de
medio
ambiente).
2.4.2 CRUCE DE RíOS
En el
caso de que
elúazo
es inevitable
elcruce
del
rio
es recomendable realizar
el
estudio hidrológico mismas
que permitirá
evitar
problemas
de ductos
por
las
riadas
que
se
presentan
en épocas
de
lluvias transportando cuerpos de
agua
que
anastran
piedras
ocasionando
la rotura
de
las
tuberías como
resuttado
de ello
podrían
presentarse
daños sobre
el
medio ambiente así mismo
sobre la socíedad cívíÍ.
Figura: Cruce aéreo simple
Tl]*iE:€ Sür(Xf:
Fuente:lng.
Mario
Andrade
"Un
viaje liviano
por
la
industria
petrolera"
1a
edicion.
2009
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TRANSPORTES
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DE 1..{TDROCARBUROS
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(pET-214)
Figura:
Cruce
dirigido
subterraneo
Fuente: lng.
Mario
Andrade
"Un
viaje liviano por la industria petrolera"
la
edición. 2009
2.4.3
CRUCES
DE
ZONAS
GEOLÓGEAS/IENTE
INESTABLES
Otra
de
las
variables q.ue
limitan
el
cumplimiento
satisfactorio
económico
para
el
trazado
de
la
ruta
son
los
dem.¡mbes y
deslizamientos
de
las
€pas
terresires,
dichas
anomalías
que
pudieran
afectar
la
operación
continua
de
ductos
de
transportá
Oe
hidrocarburos
así
como
de impactos
al medio
ambiente y
ta
afecfacíón
def
sumínístro
continuo
de hidrocarburqs
a tos
usuarios
en
este
entendido
las
empresas
operadoras
deben
contar
con
la
documentación
denominada
"plan
de
contingencia".
ENSAi{CtiE
D[
rJoYo
Pfi-üto
JATADO
DET
DUCTO
Fuente:
lng.
Mario
Andrade
"Un
viaje
lMano
por
la
industria
petrolera"
le
edición.
200g
Figura:
Cruce
excavado
con
túnel
horÉontal
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rnodo §e tiene que
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fin
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evitar
posii:ies
formuiaciones
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I'eeuitaco
del impaclo
cr-,i'íe§p0nd¡ente.
2.5
§TLECCIÓN
DÉ
LA
RUTA
DHL
ÜUCTÜ
Pi-in,.:eroconsisteenlarecolecciÓndelainf¿rmaciÓnyposteriormenteprocesarce
rnc:-io
que
pueda
visualizar
como
ser:
*
Zonas
geolÓgicamenteinesta'oles
r
Lugaresarqueológicos
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Areas
Protegidas
.
ProPiedades
Privadas
.
Cruce
de
ríos
Y
quebradas
o
Carreteras,
vías
férreas'
etc'
L*informaciÓnquenospermitevisualizarent¡.elasmásirnportantesson:
.
Fotografías
aéreas
.
MaPas
toPrrgráftcos
.
MaPas
geológicos,
etc'
2.
5.
1 LEVANTAMI
Eh¡TO
TOPOGRÁFICO
Comprende una
amplia
garna
Ce
trabaios
cle
campo
y
gabinete
culminando
en
la
edición
e
impresion
["
"ártr"
multicotJr"Js;;;¡r;á
ie
nivel,
es
decir representando
lr.
infot*rciones
citadas
anteriormente'
?.5.2
TRABAJO
DE
CAMPO
Y
GABINETE
Es
la
etapa
de
obtenciÓn
de
datos
topográfico:
?11:::o
ser
procesado
mediante
cálculos
matemáticos
pare lueEo
ser
6eivs¡'''-1o$
a
modalirjades
grafrcas
de
la
expresiÓn
como
ser
cartas
y
planos'
2.5.3
MAPA
TOPOGRÁF¡CO
Es
una
representaciÓn
generalmente
parcial
del
relieve
de
la
sr'rper{icie
tenestre
a
una
iffi:?J|tJ:':3
,o.
pranos
topográficos,
ros
mapas
toposráficcs
representan
con
amplias
áreas
del
tárritorio
como
ser
ii'=l'i"iá'cto"ub'icaciÓn
cjel
país'
curuas
de
Xur?'*r,u*o
a
través
de
la
utilizaciÓn
de
toloi::-t:lo-:i::t::i,::"?i:::Trt-T"t
sÍmbolos
y
trazos
auxiliares
penniten
ie"áno."t
rnontañas,
valles'
ríos
y
otras
características
del
terreno
así
como
inf"*'"ien
de
construcción
de
asentamientos
humanos,
carreteras
Puentes'
etc'
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
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DE SAN
ANDRES
FA.CULTAD DE INGENIERIA
ING:N ERIA
PETRCLER,\
TRANSPORTES Y ALMACENAJE DE HIDROCARgUROS
II
(F8T.214)
2.5.4
PERFIL
TOPOGRÁFICO Y LONGITUDINAL
El
perfiltopográfico
es una representación de tipo linealque
permite
establecer
las
diferencias altitudes
que
se repres€ntan a
lo
largo
deltrazo
del ducto de acuerdo
con
la
regularidad
que guarda
la
dirección de reconido, misma
que
se clasifican
en
'
Perfileslongitudinales
.
Perfilestransversales
El
perfil
longitudinal es un
perfil
topográfico
a lo largo del eje deltrazo es decir
es la
representación de su superficie topografica
con el
plano
vertical. Los
perfiles
transversales
son
perfiles
topográficos en
dirección
perpendicular
aleje
de
la
carretera
o derecho
de
vía
por
los
puntos
secuenciales
que
se utilizan
para
calcular
movimientos
de
üena
y
bordes de
la
exploración delderecho
de
vla.
300
25,o
200
't
50
100
50
o
(Dlf
¡ñct
tn
Im
X BO)
2.5.5
PROCEDIMIENTO FARA'DIBUJAR
EL PERFIL
TOPOGRÁFrcO
l. Sobre el
mapa topográfico trazar
la ruta seleccionada
ll. Durante
el
trazado
de
la
ruta definir
la intersección de
la
llnea
recta como cada
una de las curvas de nivel e
igualmente establecer
cota.
lll.
Orientar
sobre el
mapa
topográfico
una
hoja de
papel
milimetrado
de tal
manera
que
el
eje horizontal sobre
el cual
se
va a dibujar el
perfif
sea
paralelo
a
la
línea del
mapa.
lV.
Se
proyecla
sobre
el
eje
horizontal
la intersección de cada
curva de
nivel con la
línea
recta
tomando
en cuenta de anotar
la cota correspondiente.
V.
Se traza el
eje
verticalque
representa las alturas o cotas
y
se deflne
la escala
que para
dar una
impresión
más
fuerte
del
relieve
se
exagera
4 o 5
veces con
respecto
a la
escala
horizontal.
Vl.
Se
localiza con
respecto
al
eje vertical el
valor
de
cada curva de
nivel
proyectada
Vll.
Finalmente
se
unen
estos
puntos
para
obtener el
perfiltopográfico.
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UNIVERSIDAD
MAYOR
DE SAN
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FACULTAD
DE
INGENIERIA
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INGENIERIA
PETROLERA
TRANSPORTES
Y
ALMACENAJE
DE
HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
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MAYOR
DE
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FACULTAD DE INGENIEEIA
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PETROLERA
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Y ALMACENAJE
DE HIDROCARSUROS
II
(PET.214)
CAP¡TULO 3
TRAN§PORTE
DEL GA§ NATURAL
E
proceso que
se
requlere para transportar
el
gas natural
del
subsuelo a
destino final
para
su
uso
es complícado.
El movimiento efectivo
y
eficiente
del
gas
natural desde
las
regiones de
producción
a
las de consurno
requlere un sistema
de
transporte
extensivo
y
elaborado.
El
gas
natural
generalrnente
tiene
que
sertransportado
grandes
distancias
para
llegar
a lugar
donde
será utilizado
por
que
debe ser
transportado
por
varios
kllómetros desde
las
áreas
de
producción
hasta
las
ciudades
para
su consumo o
petroquímicas
para
su
proc€amiento.
3.1
SISTEMA
DE
TUBERIAS
Las
tuberías
que
se
utilizan en
el
transporte
de
gas
natural
pueden
medir
desde 6
a
48
pulEadas
en diámetro,
pero
algunos componentes
de
las
tuberias
pueden
tener
diámetro menores de
hasta
0.5 pulgadas en diámetro.
Las
tuberías
de
transporte
están
diseñadas
de acuerdo
a los estándares
de la Ameriaan
Petroleum
lnstitute
(APl).
Las
tuberías
son
producidas
en
fábricas
especializadas.
Existen
dos dfferentes técnicas
para
la fabricación
de tuberías,
una
para
tuberías
con diámetros
pequeños
y
otra
para
tuberías
con
diámetros
grandes.
Para las tuberias de
diámetros
grandes
las tuberías
son
producidas
a
partir
de
hojas
de
metal las cuales
son
dobladas
en
lorrna detuberías
con los
lados soldados
para
formar
las tuberías.
Las
tuberías
con diámetros
pequeños
pueden
ser
producidas
sin
soldadura.
Esto envuelve
el calentamiento
de una
barra
solida
de
metal a temperaturas
elevadas
para
luego introducir
otra, entonces,
se crea
un agujero
por
medio
de la barra
solida de
metal a temperaturas
elevadas
para
luego
introducir otra, entonces,
se crea un agujero
por
medio de
la bana
y
se
produce
una
tubería.
En
los
dos
casos
las
tuberías
son sometidas
a
pruebas
para
asegurar
que
pueden
resistir
las
presiones
y
estreses
que
se ejercen
en
las
tuberías durante
el
transporte de gas
natural.
El sistema de tuberlas
es
también
cubierto
por
una capa aislante
para
asegurar
gue
no
se
produzca
corrosión
cuando
las tuberías
son
posicionadas.
Esta
capa
protectora
no
permite que
la humedad
deteriore
y
herrumbre
las
tuberías.
3.2
CONSTRUCCTON
DF GA§SDUCTOS
La
construcción
de
un
gasoducto
requiere
planeamiento
y
preparación.
Asumiendo
que
la
compañía
constructora
obtiene
todos
los requerimientos
y permísos
para
la
construcción del
gasoducto
la
cons{rucción
da
cornienzo.
Estudios extensivos
de la ruta
son completados,
estudlos
aéreos
y
terrestres
son
realizados
para
asegurar
que
no
se
presenten
contratiempos
durante
el
ensamblaje
del
gasoducto.
El ensamblale
del
gasoducto es completado
por etapas.
Prirnero, la
ruta
del
gasoducto
es
limpiada
de cualquier
cosa
que
pueda obstruir
la
construcción.
Una
vez
que
la ruta es
limpiada elequipo
de
construcción
entra
en elárea
y
secciones
del
gasoducto
son
ubicados
a lo
largo
de la
ruta. Estas secciones
del
gasoducto
tienen
un
largo de
40 a
80
pies
y
son
especificadas
para
su
localizacion.
Esto
significa
que
según
el
área
se tienen
diferentes
requerimientos
tales como
e{
grosor
de
la tubería
y
su
protección.
Una
vez
que
el
gasoducto
esta instalado,
las trincheras
son cavadas
a
lado del
gasoducto.
Estas trincheras
tienen
generalmente
5 o
6
pies
de
profundidad,
esto
depende de las
regulaciones.
En determinadas
áreas,
incluyendo
elcruce
de
caneteras
y
cuerpos
de agua,
las fuberías
están
aun
mas
profundas.
Una
vez
cavadas
las
UNIV. CHAVEZ
POMA
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UNIVERSIDAD
MAYOR
DE SAN
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FACULTAD
DE
INGENIERIA
INGENIERIA
PETROLERA
TRANSPORTES
YALMACENAJE
DE
HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
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§§
trincheras,
el
gasoducto
es ensamblado
y
curveado
si así
se
requiere
para
adaptarlo
a
la
ruta. Un
revéstimiento
es
aplicado
alfinal
de cada
sección
(el
revestimiento
aplicado
en
las
fabricas
usualmente
deja
los finales
de
las
tuberías
limpias
para
no
interferir
en
el
soldado)
y el
revestimiento de
toda
la tubería
es
inspeccionada. Existirán secciones
del
gasoducto
que
no estén
enterradas
esto
dependerá
de
varios factores
como
por
ejemplo
elfactor
medio
ambiental.
Üna'vez
que
el
gasoducto
es
soldado,
curveado
y
revestido,
es ubicado
en
las
trincheras.
Luego
lás
trincheras
son
rellenadas
cuidadosamente
para
que
no se dañe
el
gasoducto
ni
su
revestimiento.
El último
paso
de
la
construcción
es
la
prueba
hidrostátíca.
Esta
prueba
consiste
en
hacer
fluir
agua
por
el
gasoducto
a
presiones
mayores
con
las
que
se
transporta
el
gas
natural.
Esto
sirve
para
asegurar
que
el
gasoducto
será
capaz
de
resistir
las
presiones
y
también
para
asegurar
que
no
existan
grietas
o
fisuras.
Elcolocado
del
gasoducto
a
través
de
ríos
se
lo realiza
de dos
maneras.
La
primera
es
el
colocado
del
gasoducto
en
el fondo
del
rio con
una capa
especial
de
revestimiento
para
prevenir
fiáuras
y
una
cubierta
de cemento
para
asegurar
que
el
gasoducto
permanezca
en
elfondo
del rio.
La
otra alternativa es el
uso
de perforacíón direccional'
Ún
túnel
es
perforado
por
debajo
del
rio
por
donde
el
gasoducto
pasara.
Esta
alternativa
también
puede
ser
usada
para
atravesar
una
carretera'
Cuando
el
gasoduc{o
es
instalado
y
cubierto,
se
hace todo
lo
posibte
para
retornar
la
ruta de
gasóducto
a
su
estado
original.
Esto
incluye
el
reemplazo
de
los suelos,
canales
de
irrigáción
y
otras
cosas
que
pudieron
ser
rernovidas
durante
el
proceso
de
construcción.
Figura: cuadrilla
de
tendido
de
ducto
d
.§
s
fe
,#
ñ
#*{
&
-3
Fuenie:lng.
Mario
Andrade
"Un
viaje liviano
por
la índustria
petrolera"
1a edicion.
2009
60
UNIV,
CHAVEZ
POMA
PABLO
§ILVERIO
rc
1,.,,
,
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http://slidepdf.com/reader/full/libro-transportes2pdf 62/166
UNIVE¡TSIDAD MAYCA
Di SAN
AI}1DF,€S
FACULTAD
OE INGEi IEíTIA
INGENIERIA
PETROLERA
TRANSPORTES
YALMACENAJE
DE HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
,
fI*
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Jg.l:,
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C.' " *
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UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
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61
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http://slidepdf.com/reader/full/libro-transportes2pdf 63/166
Ui\IIVEPSIDAD
illAYOR
DE
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A 'i ii:::S
IIIGENIERIA
PETROLERA
FACULTAD
DE
INGE¡IIEP'IA
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V ¡i»I¡CE¡¡ruE
DE'HIDROCARBUROS
II
(P=T-214)
3. 3
HSTACI
Ü
hi
Es
üoi ¡
rr'
n['ái]]1AS
Las
estaciones
ccmprss¡jras
ilenen
como
función
principal
mover
el
sas
natural
a
travás
cle
la
red
de
gascciultos.
Para
loEi'ar
**'*
J
gá"
nntutuies
cornprin-:ietl
en
una
estacién
compresora
ru*Surá;Jo
q;;
*ifiu;, Uálul
natural sea,continoi:
hasia
llegar
a
la
siguienie
estacion
"o*prluqr*.
nepen*Énao
de
la
extensiÓn
del
gasoducto
se
determinara
el
núnlero
y
locaiizacicn
da
las
estaciones
compre§;+¡''*s'
Las
estaciones
compresoi-as
logran
cornprinrir
y
a
su
,Á
i,*u*t
el
gas naturál
u'iiii:;ando
una
turbina
o
Ir"uto,t;ro,nus
de
compresién
ganan.energía
utilizando
una
pequsña
pcrción
del
gas
natural
que
comprimen.
La
turbina
srrve
fr:ra
operar
un
comóteior
centrifugas
en
cual
contiene
un
ventilador
que
comprrme
V"ü*n"á
el
gas naturát
a
través
del
sistema
de
tub*rías.
Algunas
estaciones
.o*pr*.oi*s
usan
uñ
motor
eléctrico
qt're tarnbién
sin¿e
para opera,
uo
.*áiáior
centrizugru.
?*i*
*"
requiere
el
uso
de1
gas
natural
que
se
tr-ansporta,
puro,
n*f"sita
una
fuent*
ui¿*tri..
cercana.
Las
estaciones
compresoras
deben
s€r
capace.;;ü;ilJ;ia
otferentes
ceudales,
presiones
y
temperaturas
por
que
estas
varianan
u*peiá¡án*o
áer
estacfo
cel mercado
del
gas
natural.
En
adición
a
la
compresión
de
gau
natuát,
las
esiacionás
de
ccrnpresiÓn
usualmente
contienen
algún
tipo
de
líquido
u"p*rrüni'párecido
al
usado
para
deshidratar
el
gas
natural
durante
cu
prcc.esamientc.
Estos
líquidos
separadores
asegufan
que el
gas
natural
sea
rnás
pL¡ro
y
usualmente
*"
niti,
ui
g"=
antes
de
ser
comprimido'
S.4IN$PECCIOHYPftcCEDIM¡Éh¡To$05&IAF{TEN *IIENToDELGA$0DUGTo
Para
asegurar
la
eficiencia
y
seg.uridad
de
las
operaciones
del
gasoducto'
esnecesario
inspeccionarro
,utinrn"*LÁt".
-Una
de
las
inspecciones
es
realizada
con
equlpos
sofisticados
llamados
puercos
(srnart
pigu)
Los
pu"rcos
son
equipos
robÓticos
inteligentes
que
son
propulsado"
po, ui
i'itJtiát
de
las
tuberías
para evaluar
el
interior
de estas.
Los
puercos
son
impul."oo.ior'iá
*ir*"
presión
que impulsa
elgas
natural'
Estos
equipos
puJun
evaluar
"t
grorol'i'r,
i"J""C"I
Oel1s
tuberías,
buscan
signos
de
corrosión,
detectan
fugas
y
cualquier
otró
defecto
que
pueda
impedir
el
eficiente
flujo
de
gas natural.
otras
preÉaróion"r'asociadas
con
eltransporte
de
gas
natural
incluyen:
1.
Reconocimlento
del
gasoducto.
--:ar:^^^
r^r aaca¡tr r¡ln nor tier
Ei
personai
hacen
reconocirnrenios
periÓdicos
del
gasoducto
por
tierra
y
alre
para
detectar
fugas
(especialmánie
imp"'tante
en
eréas
donde
el
gas
natural
no
tiene
olor),
trabajcs
de
construc"ion
."r"rnos
al
gasoducto
u
otros
índicios
que
puedan
afectar
ta
integddad
;;l
;r;;ducto'
Mieltras
el
número
de
viviendas
cercanas
al
gasoducto
=.
,n"ruñ,ente
las
inspecciones
serán
mucho
mas
frecuentes.
2.
Señalización
del
gasoducto
Señales
en
la
suPerficie
Por
tuberías
en
el
subsuelo,
estas
con
el
gascducto
encima
det
gasoducto indican
la
presencia
de
son
usadas
para
prevenir
cualquier
interferencia
3.
*r"fi13:,::
?ffi.:1:Tie
sas
naturar
indican
ra
caridad
y
también
indican
la
corrosión
",
;ñ;;;";
ai
gasoaucto
o
elflujo
de
contaminantes'
I-'NIV.
CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
62
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UI-¡|VÉRSIDAD
MAYOR
DE
SAN ANDRES
FACULTAD DE
INGENIERIA
ti.
Mantenimiento
preventivo
Envuelve
la
prueba
de válvulas
y
limpieza de cualquier
impedimento
en la
superficie
para
la
inspección
delgasoducto.
5.
Emergencias
Personal
con equipos
de
emergencia
que
aüenden diversos
accidentes
y
emergencias.
6.
Corrosión
Los
gasoductos
son
protegidos
catódicamente contra
la corrosión.
Dispositivos
catódicos
proporcionan protección
contra
la
conosión
creando un campo
eléctrico
que
detiene el
proceso
de conosión.
7.
Prueba hidrostática
Esta
prueba
realizada
en
la etapa
final de
la
construcción
del
gasoducto
para
asegurar
que
el
gasoducto pueda
soportar
presiones
mayores,
a
las
que
estará
expuesto también se
la
realiza cuando se
reemplaza
secciones del
gasoducto y
cuando
es
necesario volver
a confirmar
o
incrementar
la
máxima
presión
a
la
cual elgasoducto es
operable.
Estos son algunos de
los esfuezos
que
la
industria implementa
para
asegurarse de no
dañar
el
medio
ambiente
y
protqer
la
integridad
del
gasoducto.
Además, a
medida
que
la
tecnologla
avanza se
va
reduciendo
la intrusión
de
los
gasoductos
en
las zonas
habitadas, así
mismo se
va incrementando
la
seguridad
y
eficiencia
de las operaciones
de los
gasoductos.
3.5 ECUACIÓN
GENERAL DE
FLUJO
DE
GAS
3.5.1
DEDUCCÉN
DE
LA ECUAG|ÓN GENERAL
DE FLUJO
DE
GAS
La ecuación
general
de
flujo de
gas
a
través
de
tubería
circular
de
longitud L
y
de
diámetro
D se expresan
en
función
de
la
presión
para
poder
integrar
esa
expresión
diferencial,
en
este entendido considerarernos
que
a lo
largo
de
la tubería ocurre
lo
siguiente:
INGENIERIA PETROLERA
TRANSPORTÉS
Y
ALlliACENAJE
DE HIDROCARBUROS tI
(PET.214)
Pressure
P,
Diameter
D
Temperature
T¡
-.----_-_..--->
Flow
Q
rl
ó
Lengrth
L
ó
El Flujo es
isotérmico,
por
lo tanto
la energÍa
intema
no varía
AU
=
0.
Existe
una
díferencia
de
nivel
por
lo tanto
la
energía
potencial
varía
con
la
altura,
debido al
peso
de
la
columna
delfluido
(columna
hidrostática).
Es despreciable
la
variación
de
energía cinética,
siempre
que
la longitud de la
tubería
sea suficientemente
grande
respecto al diámetro
(L>>>>>rrD).
Solo
se considera
la
variación
de la energía
de
presión,
la
cual es única
que
balancea
eltrabajo
de
fricción realizado
por
el
gas.
Pressure P.,
a
I
UNIV. CHAVEZ POMA
PABLO
SILVERIO
63
8/17/2019 libro transportes2.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/libro-transportes2pdf 65/166
,.
I..'i
[NSiCAD
I/AYOA
DE
S,qN
¡NDñgS
íACULTAD
DE
INGENiERIA
INT;:N':frIA
P:TROLLñA
TRANSpoRTÉs
Y
ALIIACEN;;
lr
nróncc¡nauPos
ll
(PET'214)
P.*r
otra
parte
hacer
notar
que ia
ecuacién
general
de
fl:rjo
cJe
gas
s..:
pued'a
obtener
a
p¿riir
de
la
*"uuoic,i'*g;;;r;
cle
,aern**rl,
tci;lenco
en
c'"'tni.,.:
los
prrn§lplo3
iricrrodinámi.ou,
p*rá'un
rli,r"
qu"
proorJ*'.iu*iur
cte
rriccion.
sin
ernbarg*
d*
10
anterior'
riicha expresión
de,ü"
o-
g-;
tamuien
*
pueoe obiener
partiencic
clá
la
ecuaciÓn
de
;lhl.ui:liix¡i
l-,::L*:,5J:"[".:1ff ]?i;"
cre
sas
apricaremcs
ra
ecuación
de
*;;;;;lli,-que
esiá
Jada
por la
siguiente
expresiÓn'
nn.(á)0".(:)dP-hL-0
""""
"
"(1)
Porotrapar-teentranspo.rtedefluidosseproducelafricciÓn,enesteentendidola
ecuacion
ánterior
se
t¡'ansforma
como
slgue:
on.
({)0,.
(;)dP
+
F
=
0"
"""""'
(2)
AsímismoelflujoporSerisotérmicoy,q,sálir,laenergíacinéticaoroducidaporel
fruido
parciarmente
turuutentá
Ir'ri"iñ"
$%-B'/;';;r;;Htl"cual
no
se
considera
tal
como
mencionamos
aniericrmente
ll\
a"
=
g..................(3)
\2gl
Entonces:
oH
*
l1)
dP
+
F
=
0."
""
"""
"'(4)
\p/
Para
describir
el
factor
de
fricciÓrl
la
caída
de
presiÓn
y
elfactor
defriccién
de
Faning'
consideremos
que
et
tactorle-iri"ro.
ii.tamie"niJ'eÁtá
ru"
par'iícuras
der
fluido
así
como
la pared
interna
Oe
fa
t,]teriá)
es
Oirec'tamente
proporcional
a:
.
Al
área
de
la
suPeríicie
mojada
.
A la
dansidad
delfluido
,
Al
cuadrado
de
la
velocidad
Baio
la
consideraciÓn
anierior
está
dado
por lo
siguiente:
/v2\
r
«(cl)ndp(;)
""
"'"'"
(s)
\ -o,/
d.p=f
(dL)xdP(f)"
"'
(6)
Donde:
f:
Factor
cie
FncciÓn
de
faning'
§/r
:
Trabajo
i*'ii"J"
debidó
al
factor
de
fr¡cciÓn'
Dividiendolaecuación6entrelasecciÓndelatuberíacircular,ladensidaddelfluidoy
ladiferenciadelalongituo'ietienelasigui*nieexpresiÓr::
r...
_
rt¿r)¡ae
(*)
¿r,
......(7)
uwc
-
f
-^
'
-
d"
p(ll,
NIV.
CHAVEZ
POMA PABLO SILVERIO
e4
8/17/2019 libro transportes2.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/libro-transportes2pdf 66/166
INGENIERIA
PETROLERA
TRA¡]SPORTES
Y
ALMACENAJE
DE
HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
¿N"OL
......(B)
(i
1)
(12)
^P
2fv2L
pgd
Despejando
la
variación de la presión
se tiene:
Donde:
2fv2
oL
^D
-
gd
Para
base:
A-L\"a^§
co#o-=
\-L,Son
§Eaus
UI.¡IVERSiDAD
MAYOR
DE
SAN
ANDRES
FACULTAD
DE
INGENIERIA
Simplificando:
lntegrandode0aL:
"o
=
11'L
'..
-..
19)
'
gd
"'
"'\r)
Como
wr
es
el
trabajo
realizado
debido
al
factor
de
fricción,
y
a su
vez
cumple
la
siguiente
expresión
matemática:
ur,
=
a
... ...(10)
lgualando
las
ecuaciones
g
y
10:
P
J.., _
uwF
-
gd
aP
(psi)
:
caída
totalde presión
en
el interior
de la
tubería.
v
(ft/s)
: Vetocidad
detfluido.
p
(lb/ff)
:
Densidad
delfluido.
L
(ft)
: Longitud
de la
tunería.
d
(ft)
:
Diámetro
interno
de
la
tubería
f
(adimensional)
: Factor
de
fricción
de Faning.
g
(fUs2)
:
Constante
gravitacional
(3L,,ll
ftls2i.
cabe
aclar?-r
que
existe
una
diferencia
real
entre
la
caída
de
presión
(¿p)
y
la
pérdida
de
fricción
(0.
La
caída
de
presión
representa
una
conversión
ie
energi"
áá
pi"lion
"n
ualquier
otra
forma
de.
energía,
mientras que
la
pérdida
por
fricción
tí
¿piár"ñta
una
pérdida
neta
de
energía
de
trabajo
total
disponíoe quá-ürac;teriza
al
fluido,
los
dos
térmínos
se
relacionan
entre
sitalóomo
se
observa
en'la
ecuación
12.Asímismo;#;
el
faclor
de fricción
está
en
función
del
Nú.mero
oe
neynáJs
y
la
rugosioad
de fa
tubería,
donde
esta
última
variable
cambia
considerablementá
duraíte
la
iperación
oe
oucto.
Reemplazando
la
ecuación
g
en
Ia
ecuación
4:
or*11)dP+2tu'dl=n
t
\p/
cd
=
u
"' "'
"'
"
"'
"'(13)
Multiplicando
por
p2
a la
ecuación
13:
p2dH
+
r, 11)
ap
+
orztu'dL
=
n
\p/
sd
-0"""
""'(14)
UNIV. CHAVEZ POMA
PABLO
SILVERIO
65
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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e.
p
=
e»p¡
...
...(17)
Reemplazando
15
Y
16
en
17:
^
rlr
/
1\
a
(V)
:
q'([]
Q
=
Q¡ (ü)
'
(18)
Por
otra
parte
según
la ecuaciÓn
de
la
continuidad:
aa
Q=v.A-+v=i-r=-
...........'.(19)
Reernplazando la
ecuaciÓn 19 en
la
ec
14:
L.'iii'/¡ii§I)3)
LlAYr)ri
D:
S.o,l'1
ANDRES
r¡\;1.]¡.TÁO
DE
IilGENiERIA
1
rb
Sabemos
que.
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
INGENIERIA
PETROLÉFTA
TRANSPORTES
Y
ALMACENAJE
DE
HIDROCARAUROS
II
(Pi'i'214)
y
o
=
|{ra)
p2dH
+
o,
(|)o'.
o,
(#)(#)'dL
=
o
pzdH
*
pdP
*
p2
ffiot
:
o
pzdH+ptip*p2#(.'(*))'dL=0
"''
""(20)
PM
n=-
zRT
..."
"'""
(21)
v111
V
=;
=
*::
=
Tu
.............(22)
¡rr
v
ZRT
Reemplazando
las
ecuaciones
21
y
22
en
20 tenemos
(#)'
on
n
ffi
o,.
(#)'
#(.,
(,**))'
o'
=
o
\
\"
\zRt///
rPi\lrr
Plt
zzf
(^
rtt\'
(ffi)
an
+
ffi
ae
*
;ft
(a'
tr,)l
dL
=
o
Pzlrl P
3:fR
(^ rll\'
,||ou
+
^ao
n
ffi[a,
(r;)J
dL
=
o
pnrzlu
f
nt,
...
L
rP'
32f§l
ooQo-
['u,
=
o
ñFRÍEJ',
o*
*,*¡,Jo,
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+,.U¿s
1u
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Ljl'.¡IVERSIIAD
MAYOR
DÉ
SAN
ANDRES
FACULTAD
DE INGENIERIA
Resolviendo la ecuación
diferencial:
Operando
INGENIERIA
PETROLERA
TRANSPORTES
Y
ALMACENAJÉ
DE
HIDROCARBUROS
II
(PET.?J4)
Nf r{z
P
rPz
3zflvf
Pbob
rL
-l
dH*-
zRrrJ,,,
z^4JrdP+dd,ffJ.
dL
t\f P rP2 32flf
Pb0b rL
r-r
dP+
_=-ldL
zRT2
'
ZmzT
lrr"'
n'gdt
Tb
Jo
I\I P /P:
PÍ\ 32M
PbOb
,or,
(Hz
-
H,)
+Z;,r[Z
-i)*
Fsd5
rb
(L-
o)
32ruPbQb,_
M
P lPl Pi\
ma,¡f
r
=
-;;(H'
-
Hr)
+
r^z-r\Z
-
i
)
^
Tbngds
[2M(H1
-
Hr)
.
Pi
-P:l
*
-
toPblPtL
I
znr'
'
z2T
I
a-
-.
.
rb
-
iel-ri-o'o:zs(cr
efotr"-u'l;10
s,,
Q:38'7aa#tlffij
o"u
(uscs
units)
d2'sE
(S.l
units)
Donde:
Qb
(pcs/día)=
Flujo de
gas
a condiciones
de base
Tb
(R)
=
TemPeratura
base
Pb
(Psia)
=
Presión
base
F
=
Factor de transmisión
P1(psia)
= Presión de entrada
P2{Psia)
=
PresiÓn
de salida
Pm(psia)
=
Presión
promedio
en
la llnea
GE
=
Gravedad
especifica del
gas
tl1
.{,ft}="§lqvsción
con
referencia al
punto
de
entrada
H2
(ft)
=
Elevación
con referencia al
punto
de
salida
Zm
=
Factor
de compresibilidad
del
gas
T
{R)
=
Temperatura
promedio
de
la línea
L(millas)=
Longitud de
la linea
d
(pulg)
=
Diámetro
intemo
de la
tubería
E
=
Factor de eficiencia
del ducto
Tabla
: factor
de Ia eficiencia
VALORDE(E}
CONDICIONE§
DE LA
TUBERIA
1.0
Completamente
nueva
0.95
En
buenas condiclones
092
En
condición promedio
0.85
En condiciones
no
favorables
3.5.2
EFECTO
DE LA ELEVACIÓN
DE LA
TUBERíA
Cuando
diferencia
de
elevación entre
los finales
de un segmento
de
tubería
se incluye
la ecuación
general
de
flujo de
gas
modificada
de
la
sigtliente
manera:
Q
:37'77.
t.
(#)
.
(W.*,r)o't
.
o',t
(uscsunids)
UNIV. CHAVEZ POMA
PABLO
SILVERIO
67
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U¡lIVERSiD,qD
lsi¡\YOtt
D[
S'r'il
¡triiiitl§
F'\CULÍAD
OE
II.lGEI¡I:RIA
J^-l^
(tut
tut:
e
:
s.7-17
+
r0-4F
{*)G#i*)o
u
*
r'u
($t
units)
I
I.IGEI'¡
I
EñiA
PiTROLERÁ
ir'{.\NSPORTES
Y
ALIIIACENAJE
DE
HIDROCARBUROS
ll
(PEr-214)
L(es
-
L)
I-,o
=
La
lengiiud
equivsien'ie,
y
el
término.es
tiene
en
cuenta
la
diferencia
de
elevación
enire
las
aituras
del
segmento
de
la
tuheiÍa'
Los
parámetros
depende
de
la
gravedad
de
qas,
el
factor
cle
compresil¡ilidad
de
gai,
la
temfelatura
y
la
elevaciÓn
diferencial'
;; ffi;ü"
Je-ta
sigl¡iente
manera
en
unidades
de
uscs:
/H"
-
H.\
s=0.0375"G8*\ffi)
fa*n ¡{a
S=Es
un
parametro
de
ajuste
de
elevacion
(adimensional)
H1=Elevacion
1 ft
H2=Elevacion
2
ft
e=
Base
del
logaritmo
natural
Zr¡
-
P \
s
=
0.0684
*CE
x{"1
" }'S'Iuni¿s
\Tr*'
)
olos
simbolos
para
identificar
la
lcngitud
eqr:ivalente
series
de
pendientes
/es,
-
1\
lr=(
,,
/
L,
= Jt
*
L1 *
J2*
Lz
*
esL+
"""'*J,
*Lr,
*
¿s{'-')
3.s.3VARIABLESIfuIPoRTANTESENLAECUAC¡ÓNGENERALDEFLUJo
3.5.3.1
FACTOR
BE
FRICCIÓN
Eltórmino
"Factor
de
fricciÓn'es
un
parámetro
adimensional
que
depend.e
de.l
número
cle
Reynolds
del
flujc.
En
la
literatut,
i*
ing"niería,-podemos
encontrar
dos
diferentes
fectores
de
fricción
que
se
manclonan.
rLtá"tot
de
fiicción
de
Darcy
es
el
más
común'
el
otro
factor
Oe
friüOn
es
conocido
"o*o
"Éactcr
de
fricción
Fanning'
y
es
muchas
veces
preferido
por
algLlnos
ingenieros.
La
relaciÓn
numérica
entre
el
factor
de
Fannig
y el
factor de
Darcy
es
la
siguiente:
fd
It--I
Donde:
ff
=
Factor
de
friccion
de
fanning
f
¿
=Factot
de
friccion
de
darcY
El
factor
que
se
usa
generalemente-es
el
de
Darcy,
y
de
denota
con
la
letra"f''
Este
i""tot
s"
d'etermina
dependiendo
el
tipo
de
flujo'
NIV. CHAVEZ POMA
PABLO
SILVERIO
68
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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UN:VERSiDAD
MAYOR
DE
SAN
ANDRSS
INGENiERIA
PETROLERA
FACULTAD DE
|NGENiER¡A
TRANSPORTES
Y ALMACENIJE
DE
HIDROCARBUROS
ll
(PET-214)
Para
flujo
laminar
se determina
con
la siguiente
ecuaciÓn:
Mientras
que
para
flujo
turbulento
el
factor
cje
fricción
se
determina
en
función
del
número
de Reynolds,
el díametro
interno
cJe
la
tubería,
y
la
rugosidad
interna
que
tiene
la tubería
en
estudio.
Muchas
relaciones
empíricas
para
el
cáiculo
del
factor
de
fricción
fueron
deducidas,
sin embargo,
las
más
pcpulares
son
las ecuaciones
de
Colebrook-
White
y
AGA.
3.5.3,2
ECUACIÓN
DÉ
COLEBROOK.WHITE
La ecuación
de Colebrook-White,
es
una
relación
entre
el
factor
de
fricción
y
el
número
de
Reynolds,
la
rugosidad
de la tubería,
y
el
diámetro
intemo
de
la tubería.
La
siguiente
ecuación
es
usada
para
el
cálculo
del
factor
de
fricción.
/ E-
2.51r
-ztoslrT*
*,-r)
for
Re
> 4000
f
=Factor
de
friccion
D
=Diametro
intemo
de
la
tuberia
(in)
sr
=Rugosidad
absoluta
(in)
Re
=Numero
de
Reynolds
r)+
c_
Re
La siguiente
tabla
tuberías:
muestra
las
diferentes
rugosidad*
de
diferentes
materiales
TABLA
2.
I PiPe
lnternal
Roughness
de
Plpe
Maierlal
Roughness,
Boughness,
ln.
mm
Riveted
steel
Commercial
steeYwelded
steel
Cast
iron
Galvanized
iron
Asphalted
cast
iron
VYrought
iron
PVC,
drawn
tubing.
glass
Concrete
0.0354
to 0.354
0.00'18
0.0102
0.0059
0.0047
0.0018
0.000059
0.01
18
to 0.1
18
0.9
lo
9.0
0.045
0.26
0.1 5
0.12
0.045
0.00
r
5
0.3
to 3.0
Fuente:
Gas
Pipeline
hYdraulics
3.5.3.3 FACTOR
DE
TRANSMISIÓN
El
factor de
transmisión
'F"
es
considerado
el
opuesto
del
factor
de
fricción
"f'.
Mientras
que
el
factor
de
fricción
indicas
cuán
difícil
es
mover
una cierta
cantidad
de
gas
por
la
tübería,
el factor
de
transmisión
es
una
medida
direcla
de
cuanto
gas
puede
ser
transportado
por
la tubería.
A
medida
que
el
factor de
fricción
aumenta,
ef
factor
de
transición
disminuye
y,
por
ende,
a
menor
fastor
de
fricción,
mayor
flujo de
gas
habrá.
El
factor
de
transmisión
"F"
está
relacionado
con
el
factor
de
fricción,
de la
siguiente
manera:
2
F=_
vt
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
69
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1:t'ii./tlSllAD
Ñ{AYOR
DE
sA\l
ANSRES
FACLILTA
D
PE
INGEN'ERIA
Es
iri.:partañt€
nüiar
que §olo.*xiste
un
facilr
de
tranl*:jsiÓn,
mienti"a§
que
en
el
caso
c*i
fui,ur
cle
fricciÓn
existen
Cos'
3.S.3.4ECUAC¡ÓF¡
DT
CCLTBRÜOK-WHITH
MÜDITiCADA
1
*=
VI
F=4Drros(#*J
F,
=
41og
(T) -
..
u 3.7Dr
F
:
4log (,;]
i
¡l
cÉ
'r
i¡ '1lA
P§Tr:cLBH"A*
*u
ooa
il
(p:T-21
4)
TR^.NSPOR'f
F-S
Y
¡I'LMAC[liA
ConelfactcrdetransmisiÓncefinidclaecuac:ÓncieCclebrook-White,
siguiente
manera:
/8.
1.255
+
F\
P
=
-4log[;
*
n.
;
se
modifica
de
la
La
ecuación
de
colebrook-white
fue
usacla
por muchos.
?1T'
=in
embargoen
1956'
fue
rirodiflcada.
l-a
moOlfiación
result*
*n
u'iLlor
de
fricciÓn
maycr'
y
como
resultado'
un
valor
menor
en
el
,rr*'á"f
iáJo,.
O*
tr nurni*iO'''
C'uoi'*á
uuio'
se
tiene'un
valor
canstante
del
ftuir:
de
gas. La
ecuacién
;;;;;J-
de
colebrook-whrte
es
la
siguiente:
/
s,.
2.825r
¡r
^..
I
--i-
)-
-
|
-''"É
\3.7
'
Re.,ff
/
3.6
ECUACIÓN
DE
AGA
(AMrilcAN
GA§
ÁssoclATiüF{}
E,n1964y1965,laasociaciÓnAmericanadegas(AqA)publicÓcomocalcularelfactor
cle
transmlsién
para
el
gas en
tub¡erías,pláJ*
ulaOo'en
ta
ácuaciOn
general
del
flujo
de
Eas.
Esto
es
,"tu'ii""o*o
el
rnéiodo
Ácn
rug-t
3'
que
consiste
en:
Donde:
Ft
=
Factor
de
transmisión
Von
Karman
smooth
pipe
Dr
=
Factor
ct
tt';;;;;;;'de
ia
tubería
que
depencie
dei
factor
Bl
rotal
degress
of
nll
l:Idt
inry-*t ::
ól-
t"trl
it"g'J.l
of
PiPe
section
TABLA
2.
2:
Bend
lndex
and
Drag
Factor
Send
lndex
60'to
ao'
2OO'
io
3OO-
5'
to
10'
Báre
steel
PIasl¡c
lined
Pig
burnished
o.975--O.973
o.979--O.97ti
o.942--o-9ao
o.945-o-943
o.36H.§56
ü.?64--O.960
.-r
364-0.965
cr. 7Ñ.97O
O.93rÉ.gOC
o.936-0.91
0
o.9.{.r--o.920
o.ss1
-o
93.o
qrñdlrlasted
u,.';=ñañdmaintiñe
ffi_^^^
't,
"i
1o'mile
spacing'
Fuente:
Gas
PiPeline
hYdraulics
Sand
lrlasted
70
UNIV.
CHAVEZ
PO}¡A
PABLO
SILVERIO
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3.7 ECU,ACIÓN
DE
WEYMOUTH
La ecuación
de
Weymouth
es
usada
par"a
presiones
altas,
altos
flujos
de
gas,
y
diámetros grandes
en
el sistema. La siguiente
foi"mula
calcula directamente
el
flujo
de
gas
a
través de
la tubería.
rrbr
lp?
-
e;
-
o.ovs
(#)
"
@z
-
ntllos
0¿:433.5(;).d8/3El
'
'\Pb)-*
"L
GEo's61
*L*zm+T
l
Para elevaciones
U¡.]iVERSIDAD
MAYOR
DE SAN ANDRES
FACULTAD DE INGENIERIA
Para
IIiG:NIEIiII,
PETRCTERA
TRANSPORTES
Y AL[{ACÉNAJE
DE HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
Q:433
5
t(*).
(Eñ#)'
D2667
(u.tcs)
F
=
11.18(D)1/6
(USC.§)
Q
=
3.7435
*
10-38
(H)
-
(*:#)o'
o'uu,
(s
r)
F
:
6.521(D)1/6
(S./)
3.8
ECUACIÓN
DE PANHANDLE
A
La ecuación
de
Panhandle
fue desarrollada
para
el
uso de
gas
natural en
tuberías,
incorporando
la eficiencia
para
el
número de
Reynolds
en un
rango
de 5 a
l1
míflones.
En
esta
ecuación,
la rugosidad
de la tubería
no
es usada.
_ _ /rb,,1.07881
lpÍ
-
pl
-
o
a37s
(#)
-
@z
-
Ht)
lo
s3e4
Q¿
:
435.8,
l*\
*
d2
61,82
E I
)
*u
Dl
ca"s"*l*Zm*T
l
Para elevaciones
Q
=
435
87,
(*)""'(#4P)0"'n
pza$z(JSCS)
F
=
7.2777E(Y)"""
(usc.§)
/.f
\
1.0:BB
/
p-¿
_
"rp?
\o
s3e+
Q
=
4.5e65.
ro-,r
(f)
(#*T'Z
)
D2ó182(s.t)
Para
F
=
11.8sE
($)"""
rr.,r
3.9 ECUACIÓN
DE PANHANDLE
B
La
ecuación
de
Panhandle
B, también
conocida
como
la
ecuaciÓn
revisada
de
Panhandle,
es usada
para
diámetros
grandes
de tubería,
alta
presión
en
las líneas. En
flujo
total
turbulento,
es
adecuado
usar
valores
del
número
de
Reynolds
de
4 a 40
millones.
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
71
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IJi'JIVERS]D¡'C
IJAYOR
DE sAN
Ai']Dñ:S
FÁ'ULÍAD
DE
INGE}'¡I;ft
IA
i.020
/1D\
ñ
'-
'7"7
I
--
|
|
Ll¿'>s E
\.'b
-
/.,\Pb)
Psra elevaciones
Para
Seudo-reducida
MÉTODO
PAPAY
I
l'1G
Ci¡
I
; n i/\
P
ü'1"
li'::i'E
il¡
TnAi'.iSPCri,TES
Y Al-MACÉr'iAJE
Df:
iiiürilCCARBURCS
II
(PÉT-214)
0.51
pÍ
-
pi
*
o
o37s
{t;j§.).
wz
GEr.e6\
*L*Ztrt*T
,.r ,1.02 / o:
-.tp:
\051
a
=
?s?E
(;)
(e'ffiw)
n'u'
(u'tts
rrnrrs)
¡0CErc
ol'i1
F=76;8(
, )
(UscSrrnlrs)
rdlcl
'T
'
l
oz
t o2
-
's
Dl
\
o'51
0
=
1002
-
10-'E
(pb)
(#"",fz)
,='"
(. 'I units)
/CGFto'orsol
F
:
le.oaE
(=#)
(s.1
unirs)
3.10
PF?ESIÓN
PROMTDICI
La
presion
prcmed¡o
del ducto
esta
dado
por
la
si§uente
ecuacion:
2t
,^
-
&
*
Pr.l...........1
pm=;lp1+l
ir
' P1+P2J
2 IPr3
-
P;l
1
o*=5.lffiJ
......,¿
3.11
FACTCIR
DE
GOMPRESIBILIDAD
Para determinar
el
factor
de
compresibiiidad
existen
varias
correlaciones
como
ser:
standing
Ra+a
,
Peng Robinson, etc.
No obstante
de ello para nuestro
caso
utilizaremos
este
metodo.
1
'7
--
,=ry
Donde:
Pm{Psig}=
Presion
Promedio
T{oRi=
iernperatura
promedic Cel
flujo
de
gas
OTROS
hJiETODOS
PARA
CALCULAR.
EL
FACTOR
DE
COMPRESIBIL'DAD
LiÉTODO
COM
el
gr"afico
de
STANDING
Y
KATZ
T¡,c
=
168
*
325
*GE
-
12'5
*
GE2
D
-
:
Ai7
+
15.0
*
GE
-
37,5
*
CEz
2C
-
vi
/
.
-P
t
-T
p.
-
p*
'Pr
-
Tpc
-
3.52
*
Pp,
.
a'274
*Pi,
l
L
-
L
-
10o.9B37.Tpr'
lgo.arsz'tP.
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO S¡LVERIO
72
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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U¡.I\"/ERSIDAD L AYOi? DE SAN ANDRES
INGENIERIA PETROLERA
FACULTAD DE lNGf NIIRIA
TRANSPORTES Y ALMACEN,\IE DE HIDROCA.RBUROS
ll
(PET-214)
3. 1
2
TÉTdPERAT|..'
RA PROMEDIO
ñsta
dada
por
ia siguiente ecuacion
T,
+T,
:__T-
3.13
GRA\/EDAD
ESPECIFICA
(GE)
Para
mezclas de
gas
GE=
PM
-
28.96
Peso molecular aparente de
la mezcia de
gas (Pi.,la)
pria=Yy¿-p¡ut¿
,/,
Donde:
Yi=
fraccion molar
del
componente
ide
gas
Pfuli=
peso
molecular
del componente
i
de
gas
3.14 SELECCIÓN
DEL MATERIAL
La
selección
del
material
para
el diseño
de ductos es de carácter
tecnico
y
economico
en virtL¡d
que
existen
diferentes
tuberias
de acero
es
decir
de
diferentes
grados
como
ser
API
52XL, 5LX46,
5lJ42
como se
puede
observar
en
la
planilla
de
las
especificaciones
tecnicas
de
la tuberia.
3.15
PRESTÓN DE D|SEÑO
(MOP,
MAOP)
La
presente
ecuacion de BarloWs
que
se
emplea
en el diseño de ductos es
decir
para
lineas de transporte de hidrocarburos.
2*t*s
O=--,
*F*E*T
Donde:
P(psig)= Preslon interna del diseño del
ducto
D(Plg)= Diametro externo de
la
tuberia
de
la ecuac¡on
general
T
=
Adimencional
factor
de
temperatura
S(Psig)* Tension
de
afluencia
minima especificada
SMYS
F=
Factor
adimencional
E= Adimensionalfactor de
junta
longitudinal
t{Plg)=
EsPesor
3.16
FACTOR DE TEMPERATURA
(B
El faclor de temperatura
de disminucion
del
la temperatura
de construccion
de
ducto
de
tabla
841.1 164
fluido
que
se transporta
esta
afectada
por
Ia misma
que
se encuentra
tabuiada
en
la
§
f
t
1
@
UNIV. CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
73
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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iJ¡ji"¡iiis;.J¡ü
t¡ÁYOP.
DE
SA¡i
AJ'.iORtS
F,{CUl-Tli-r
DE
NGÉNle
RIA
.{G NIEíI A
PETñOLERA
TRAI.iSFORTES
Y
ALMACSNAJE
DE
HIDROCARBUROS
iI
(PEI'214)
General
Ncte:
factor,T,
for
steel
Temperalure
oF
Temperature
de¡'anling
Factcr,
T
250
or less
1.00
300
c.967
350
0.933
400
0.s00
0.867
For
ir,termediate
iemperatures,
¡nlerpolate
for deranting
emperatures,
3.'i7
TACTOR
D§
DISÉÑS
{F)
D*norninaCa
tambien
fact.*r
de construccion
que
depende
deltipo
de
construccian
que
ss ei.tcurntra
en el
sectür
cjel derecho
cje via
del
ducto
princ¡pal.
En
el
mismo
sent¡do,
el
F s* e¡cuentra
tabulada
en
la tabla
841
.1144.
3.' 8
FACTOR
DE
JUNTA
LOrdGmuDlNAL
(E)
Esta en
funcion
al
metodo
de
fabricacion
de
la tuberia
es
decir
tuberias
fabrÍcadas
con
cüstllra,
s¡n
costura,
con
solo
soldadura
de
lecho,
los
valores
de E estan
tabuladas
en
la
tabia
841.115.
FACTOR, DE
JUNTA
LONGITUDINAL,
E
ESP§CIF, No
CLASE DE
TUÉERIA
FACTOR
E
ASTM A 53
sincgqG
'1.00
Soldado
Por
resistscia
Eleclrica
1.00
Soldada
a' top€
en hcrno:
soldadura
continua
0.60
ASTM
A 106
Sin ccstura
c^ldrd rr. n¡r
pleelm
ltrslón
0.80
ASTi',,1
A
135
S4idedo
pcr
resisiencia
electic-?
1.00
AsTi,rl
A
139
Sc¡dadc
pcr
eiectro
fusion
0.80
ASTM A 21
1
ASIM
A
333
Sin
costura
1.,i0
ASÍI.{
A
381
SoldaCura
9cr
arco
dcbie
surtergido
1.C0
ASTM A
671
Sol.,'2Co mr eiectrc
lusion
C'áses
13,23 33.43,53
0.9
0
Clases
1
2.22.32.'i2,52
ASTlvl
A 672
.Soldario 0or electro
ÍLSion
0.80
C"ases
I2.22.3?,42,52
1
.0c
API
5L
Sin
ccstura
1.C0
Soidado
;:cr
iesisiencia
Electnca
1.0c
Scicacc
por
eledro
íuiguracicn
1.00
Soldado ocr
arco sumerqido
Soldado
a
top€
en horno
0.6 0
3.19
PRESIÓN
DE DISEÑO
Es
la
maxima
presion
perm¡tida
por
este
codigo
según
se
[a
determina
mediante
los
procedim¡entos
aplicabies
a
los
materiales
y
localidades de
las
que
se
fate'
.._-
cr-Áse
ur
loc¡t-:P¡o
Faclór
d6
di*eño,
F
Area dé
dFüctciafi
Lrsiidad cla:e
1
div;sién
1
c.80
Lü.aliCad
clase
1,
di'¡isión
2
0.72
<
10 consruccicFi"i
vivield¿s
area
rur?l
>
10,
<45
consirucc¡on
Ce vjv¡effd:9
area
u¡bam
Lscal¡dád
clase
2
0.60
Loc¡ilidad
clase
3
0.50
Lffilidad clase
4
0.40
UNI\¿.
OI",{AVEZ
PCMA P,'
.1LO
§II*VERIO
74
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I
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A{-b-u"\-
c""S-*
H,\f.*
L¿su,=
i
INiVEF,SIDAD
I,'IAYOR DE
SAN
ANDRES
FACULTAO
DE
iNGENIERIA
*Á.ptTULO
4
slsEño
p¡ecÁl¿tco
DE
QLEcDL,cro$
Y
poLlBLJcros
,i.'1
INTRüuuccló¡¿
El diseño
de un
oleoducto
implica
cálculos
hidráulicos
para
deten'ninar
el tamaño
Óptimo
de la tuberia,
y
el
distanciamiento
entre
estaciones
de
bombeo.
Fara
dis:ñar
apropiadamente
un
olecducto,
uno debe
entender
las
siEuien'.es
condiciones,
que
afectan
el
fluido
en
el
oleoducto.
Las características
de
la
tubería:
específicamente
el
diámetro
interno
(D),
la longitud
(L),
y
la
rugosidad
relativa
de
la
superficie
de la
pared
interna.
Las
propiedades
físicas
det
líquido:
viscosidad
(v),
ciensidad
(p),
presión
de vapor,
punto
de
fluidez,
compresibiiidad
y
tempei'atura
y
la
relación
entre
[a
tubería
y
la tasa
delflujo
delfluido:
llamado
número
de
Reynolds
(Re).
4.2VA.RI,ABLES
DE
LA
SIMULACIÓN
DE
TRANSPORTE
Para
la simulacion
de
transporte
de
hidrocarburos
liquidos
existen
varias
ecuaciones
como
se
puede
ver a continuacion
la
ecuacion
general
de
flujo
de hidrocarburos
liquidos
es
la siguiente:
Donde
B; Caudalde
Flujo
[BPH]
d:
Diárneiro
interno
de
la
tubería
[plg]
F:
Facior
de
fricción
P'l; Presión
a
la Entrada
[Psia]
P2:
Presión a
la salida
[Psia]
GE: Gravedad
Específica
H1
:
Elevación
respecto
at
punto
de
referencia con
la
entrada
[ft]
H2:
Elevación con respecto al punto de referencia a
la
salida
[ft]
L: Longitud
de la
línea
[milla]
En
cuanto
al
factor
de fricción
para
transporte
de
hidrocarburos
líquidos
está en
función
del
número de
Reynolds
donde
esta
variable
está dada
por
la
siguiente
ecuación:
zBr
Re
=
0.0238{.*
")
Donde:
B: Caudal
de
Flujo
[BPH]
d: Diámetro
intemo
de
la
tubería
[plg]
/
lVisccsidad
cinemática
del
hidrocarburo
líquido
[flr?Js]
En el caso
de
utilizar
la
ecuación
de CoteBrook
White
para
flujo
turbulento
el
factor
de
fricción está dado
por:
F=-4tos¡s'*t'+l:'e1
"'[
d
Re
I
En el mismo
sentido
que
para
flujo
de
gas
existen
ecuaciones
ubicadas
para
transporte
de
líquidos
entre
las
principales
son
las siguientes:
4.3ECUACIÓN
DE
HETZEL
INGENIERIA
PETROLERA
TRANSPORTES
Y
ALMACENAJE
DE HIDROCARBUROS
II
(PTT.214)
[Pr
-
P2
-
0.4331
*
GE(H2
-
Hr)]o
u
B
:
0.084668
*
f'
+
6t2.5
-
lffl
Í d,2.72e \ ¿R
-
P,
-
0.4331
+
GE
*
B
=
1.413'(¡rm-;¡'m/.
l,-----t
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
(H,
-
Hr)\o
t'u
-J
o?
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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P
:
Dens;dacJ
Cei
fl':rcio
[ib/ii3j
ll
:
\¡:scosidad
cinemát'ica
llblti'sl
4'4
ECuACIÓru
nr
AUDE
/d2ai6\
tp'
-
pt-
0
133
r'GE'(H=
-
Hü\0"'
F:5.0S+ftso.oe+
4.5PRESIÓNDEDIsEÑopenaHlDRocARBt.,RoSt-íou¡pos
3l
cálculo
para diseño
pai'a
iranspcf,a
de
hicrocarburos
líquidos
es
la
misma
que
pai'a
transporte
de
gas
natural,
es
decir:
P=2*l*t*FET
U
sln
ernbargo
de
ro
anterior
para
transporte
de
hid¡-ccarburos
ríquidos
se utilizan
ros
códigos
de
seguridad
de
disáño
de
iuberias
especificadas
en
el
ASME
831.4'
4.6
AMPLIACIÓN
DE
D|.JCTOS
4.S.1
AMPLIACIÓF,¡
DE
DUCTOS
MÉDIANTf;
I$*§TALAC¡ONÉS
DE
E§TACIOI{E§
{ccMPRESlÓN
O
tsOtulÉEO)
Cuando
las
caracterísiicas
del
ducto
es
decir
si
la tubería
pennite
transportar
mayores
vclúmenes
de
hidrocarburos,
el
ducio
pu*a* ampliarse
a
travás
de
instalación
de
unidadesdecornpresiónobombeoasimismoexistendiferentestiposdecompresores
y
unidades ae
nomüIo
éntá
rot
p¡incipaies
tenernos
reciprocantes
y
centrifugas'
R§tlFRCC/{}éTES.-
Nos
permite
transportar
hidrocarburos
de
volúmenes
relativamente
pequeños
pero
a
grandes
presiones'
cEl"{TRIFUG¡.s.-
permite
transportar
volúrnenes
de
hidrocarburos
grandes
o
prestÓn
relativarnenie
bajas'
4.S.2
A&{PLI,AC¡ÓI¡
DE
DUCTOS
POR
LOCP
UnloopesunCuerpocieunt-u?op,ul1l*loinstalacloentredospuntossobreun
Gasoductoprincipal'ElpropÓsitooerroopesincrementodelacapacidadde
transPorte.
Tienen
que ser
de
las
mismas
características
técnicas:
*Temperatura
*lncrementodevolumen
UNI"'ERSIDAD
' ¡,YOR
DE
SAN
ANDRES
FACULÍAD
DE
I¡iüENiÉñiA
O.snrie:
60ü0
gal/min
IN
3ENI:i:A
PETROLEPÉ'
T ¡{A¡
j
s
t'C)
¡iTi:s
r'
¡l¡"t¡cEtl¡..j
i
Di: H
ID Roc'a
RB
U
ROS
I
I
(PET-21
1)
-
n
-o.i-lLi
l'=
-J.JIJ
Y
t\u
3OOo
9allmin
3ooo
qal'/rnin
6GOO
gal,/mln
.-
*,
UNIV. CHAVEZ POMA PABI.O SILVERIO
94
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UI'.iI"/EPSIDAD
L1AYOR
DE SAI¡
ANDRES
FACUI.TAD
DE INGENIER¡A
iI'IGENJEIi]IA
PETROLERA
TRANSPORTES
Y AL¡I¡.CENAJE
De IiIDRoCARBURoS
II
(PET.214)
flAp,Ttit-o
5
ffi§EL'd§flÁliu§l{
s.1
t$'tnqcaucctór,¡
Una
de
las
actividades
importantes que
garantiza
la
operación
sesura
del
sisiema
de
ductos
que
transporta
hidrocarburos
ya
séa
üas
o iiquido
es
la
actividad
de:
,
Prueba
de
hermeticidad
o fugas.
'
pr¡.leba
de
Resistencia
La
prueba
de
resistencia
tiene
por
objeto
de
cerciorarse
gue
la
tubería
es
suficienteniente
resistente
operar
bajo
las
áondiciones
normales
d'e
oseración.
Es este
sentido
la
prueba
de
presión
de resistencia
cJeberá
llevarse
a
cabo
por
encirna
de
la
presión
de
operación
máxíma
(MOP)
es decír
hasta
el valor
de
prue'ba
de
resistencia
manteniendo
la
prueba
durante
el tiempo
estebiecido
por
las nonnas
de
segllridad
y
reglamentos de cada
país.
La
prueba
de
resistencia
es
de
4
hcras
rnínima
ya
sea
en ductos
aéreos
o enterrados y
cuya
presión
mínima
de
prueba
es
la
siEuiente:
PPRM(Psi)
=1.25
+MOP
Donde:
PPRM=
Presion
de
prueba
de
resistencia
minima.
MCP=
presion
maxima
de
operación.
La
prueba
de
hermeticidad
tiene
por
objeto
de demostrar
la
resistencia
de fugas
o
filtraciones indeseadas
por
fluctuaciones
de presión durante
un
tiempo
determinado.
Las
fugas
o
filtraciones
ptreden
presentarse
en las
uniones
y
las
conexiones
existentes
en
el
sistema
de
ductos.
La
presión
de
prueba
de hermeticidad
en
ductos
troncales,
líneas
de alta
presión
ya
sea
de
gas
o liquido
es
aproxirnadamente
de
24 horas
y
cuya
presión
de
prleba
es
el
g0
%
de
Ia
prueba
de
reistencia.
5.2
CRITERIOS
DE
EVALUAC¡Ó¡V
Y ACEPTACIÓh¡
BE
LA
PRUESA
Los
registros
deberán
ser
firrrrados por
el
jefe
de
obra
y
Fiscalizacíón
dando
conformidad
a la
prueba,
como
mínimo
los
documentos
firmados
son:
I
Cartas
de registrador
de
presión
"/
Regisko
de
presiones
y
temperaturas,
tomados
por
el
registrador
de
carta
circular,
manómetro
y
termómetro
{
Actas
de
ejecución
Toda
disminución
de
presión
que
signifique
inyección
de
agua deberá
ser
justificada
mediante
un
cálculo
que
conelacioné
la
presión
y
la
temperatura
con
el volumen
de
agua.
UNIV.
CHAVEZ
POTUA
PABLO
SILVERIO
101
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UNIVERSIDAD
MAYOR
DE
SAN
ANDRES
FACULTAD
DE
INGENIiRIA
INGENIERIA
PETROLERA
TRANSPORT;S
Y
ALMACENAJE
DE
HIDROCARBUROS
II
(PET-214)
§.3
METODOLOGIA
PARA
EL
CÁLCULO
DE
PRESION
D§BIDO
A
GAMBIOS
DE
TE¡KIP§RATI..'RA
Dadas
las
varíaciones
de
presión
registradas,
es
necesario
efectuar
una
justificación
mate,'nática que avale
los cambios
de
presión
en
función
a
la
temperaturá,te
acuerdo
I
siguiente
desarrollo
sobre
la
base
de
expresión:
PP=
'B-(z-*A)
(u.#2)
*,
Donde:
DP:variacion
de
presion
debido
al
cambio
de
temeratura.
B:
Coeficiente
de
expansión
det
agua.
AD:diametro
extemo
de la
tubeia..
E:
Modulo
de
elasticidad
del
acero
30 x 106
v:
Relacion
de
Polsson
= 0.3
C: Factor
de
compresibitidad
del
agua
A:
Coeficiente
de
expansión
del
acero
i.116*10-s
t:
Espesor
dela
tuberia.
El coeficiente
de
expansión
del
agua
esta
dado
por
la siguente
formula:
o
_
(-0+.2s8
+
(17.010s
+
T)
-
(0.203
69
*T2)
+
(0.0016048 *
T3)\
"-\
/
Donde:
'
T
: Temperatura
de
prueba.
La
variación
de
la
presión
en
función
a
la
variación
de
temperatura
estará
dad
por.
Caso
I
dp=DP*lTf-Til
Según
los
resultados
obtenidos,
en
el
periodo
de la
prueba
mecánica
se
debe
verificar
que
la
presión
inicial
de
prueba
(Pi)
menos
la
variacibn
total
de
la
prueba
loefoeue
ser
menor
o igual
a la
presión
final
de la
prueba.
Para
la
prueba
de
que
la
temperatura
inicial
[fi)
de
prueba
hubiera
sido
menor
que
la
temperatura
final
[f)
de
prueba.
LaTi
>
Tf
si
pi
>
.,
=
,"J#*
=
'?;"1'"'r"risractoria
Caso ll
Para
los
casos
en
qrLe
la
temperatura
inicial
[fi)
de
la
prueba,
hubiera
sido
mayor
que
la
temperatura
final
(Tf)
de
prueba,
la
presión
inicial
de
prueba
(pi),
menos
la
váriacion
de
presión
total
de
prueba
(dP),
debe
ser mayor
o
iguat
que
la
preáiOn
final
dá
prueua.
LaTi
< Tf
Padm
=
lpi+
dpl
S¡ P¿
<
Pf
<
Padm
prueba
sotísfactoria
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
102
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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UNIVERSIDAD MAYOR
DE
SAN ANDRES
FACULTAD OE INGENIERIA
INGENIERIA
PETROTEPA
TRANSPORTES
Y
ALIIIACCNAJE
OE HIDROCARBUROS II
(PET-214)
EJERQTCTOS
pE
PRTJEBA HtpRÁULlqA
1.Se realizo
prueba
de resistencia
al
gasoducto
víbora -kanata
"GVK"
como
se
puede
observar
en la
figura 1
cuya localización del ducto
es
clase 4
de
las
siguientes
especifi caciones técnicas:
.
Tipo
de
tubería
API
5LX42
r
Diámetro
extemo
a%gV)
.
Espesor de
la
tubería 0.219
(Plg)
.
Presión
de operación máxima
1440
psi
.
Tramo de
la
tubería 00+000 a 50+502
Evaluar
los
resultados
de la
prueba
de resistencia
y
mecánica
para
lo
cual, deberá
determinar
los
siguientes
parámeúos:
Pn¡eba
de
resistencia
.\'.
t
)\
.'
.,
Presión
de
prueba
de resistencia
y
coeficiente de
expansión de
agua.
Variación de la presión debido
al
cambio
de
temperatura.
Variación de
la
presión
total de la
prueba.
Faclor
de compresibilidad del
agua.
a)
b)
c)
d)
(y
8/17/2019 libro transportes2.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/libro-transportes2pdf 97/166
UNIVÉRSIOÁD
MAYOR
DE
§AN
ANDRES
FACULTAD
DE I,'¿GENIERIA
;,
§ü¡ucton:
ilatos
IIiCE¡] ERIA
P:ÍROLERA
TRÁNSPORTES
Y P,LfuIACENAJÉ
§E
HlDROCAREUROS
II
(PET.214)
aD=
4
%
plg
espescr=0.219
ptg
Mop=
1440
psi
L=50.502KM
ctase 4
1.
Lectura
de
las
tempe¡'aturas
y
presiones
en ei
grafico.
Ti=98
oF
=
36.67
oC
TF9SoF
=
35.00oC
Pi=2240
psi
Pf=2000
psi
8=(
B=3.57*10-a
c)
calculo
de
la
variación
ce
presión debido al cambio de temperatura
oP=
B-(z-*¿)
(r.#e)*,
Para
determinar
el
factor
de
compresibilidad
de agua
tabia
1
2.
Determinación
de la
prueba
de resistencia
mínima.
PPRM(Psi)=1.ó,*MOP
PPRM(psi)
=
1.4
*
1440
psi
PPRM(psi)
=
201.6 psi
3.
Determinación
si
la
prueba
es
saiisfactoriaylo
inconsistente.
a) Temperatura
de
prueba
y presión
de
prueba
b)
Calculo
del
coeficiente
de
expansión
de
agua
,
_
(-0+.ZAB
+
(17.0i05
*
i")
-
(0.203
69
*72)
+
(0.0016048
*
13)\
"-\
i
__lTf+I¿t.
.
7'
=
[-j
2_](ac)
135
+ 36.67r
,=l
,
)
ln=35.835eC
rPf +
Pit
,=l-,
lfusi)
,=ff81
P
=
2120psi
:3
J99l ?
0191.
35.83s)
-
(0.2036e
*
35.8352)
+
(0.0016048 *
35.8353)\
------)
/
200c
35.8350C
400G
2000
2.99
,oo
2.gg
212CI
2.9&4
2.984)
2200
2.98
>.9r
2.98
UNIV,
CHAVEZ
POTTTA
PABLO
S¡LVERIO
1C.,i
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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C',#o-=
\-\,t-"n
=S¿u.,s
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
F,{CULTAD DE INGENIER]A
Caso I laTi>
Tf
INGENIERIA PETROLERA
TRAi\]SPORTES
Y
ALMACENAJE
DE HIDROCAREUROS II
(PET.214)
x-x1. x2-x7
3.57
*
70-a
-
(2
*
1.176
*
10-s)
Y
_Yl
Y2
_YL
X_X7
Y
=::=----*(Y2-Yl)+Yl
x2-xl
2720
-
2000
v--*(198-2.99)+2.99
2200
-
2000
Y
=
2.984
Por
lo
tanto
C=
2.984"10-6
Reemplazando en
la
ecuación
DP=
¡
+.s.tl-o
gr')
.)
+
Z.gg4
+
10_6
\30.1 0ó.0.219,/
DP
=
94.779
(psi/eC)
d) Calculo de
la variación
de
presión
totalde
prueba
dp=Dp*lTf-Til
dP
=94.779t135
-
36.671
dP
=
158.280
padm=lpi_dpl
Padm=12240-158.281
Padm
=2081.72
Pí>Pf>Padm
2240>2000>2081.72
Prueba inconsistente
UNIV. CHAVEZ
POt\,tA
PABLO SILVERIO
105
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8/17/2019 libro transportes2.pdf
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UI'"{}./:RSIDAD
¡IAYOR
DE
SAN
,"\I'¡DRES
FAC LTA}
DE ¡¡ICÉ}ti;RI¡.
Ti=18
oC
Tf=16.5oC
INGENIEAIA
PETROLERA.
-¡-iANSFORÍ
éS Y ALIUACEI..I¡JE
DE HIDROCARtsU,qOS
ll
(P=T-214)
Pi=2070
psi
Pf='1980
psi
Solución:
Datos
oD=
6
5/B
plg
espesor=0.250
piE
tu5cP=
1500
psig
clase
',l
ciivisiÓn
2
Para
el
tramo'l
'1
.
Lectura
de
las
temperaturas
y
presiones
en el
grafico.
2. Determinación
Ce la
prueba
de
resistencia
mínima.
P
P
Rl'{
(Psí)
=
1.25
*
lv{ 0
P
PPRM(psi)
=
1.25
*
(1500
+
1'4.7)psi
PPRM(psi)
=
1893'375psi
3. Determinación
si
la
prueba
es
satisÍactoria
y/o
inconsistente.
a)
Temperatura
de
prueba y
presiÓn
de
prueba
r:lT|lJ:lea
r-[18+1651 r=L7.25ec
'-L
2
I
'=Y+rlrr'ir
11980 +
2070t
,=l
,
I
P=2025pst
e)
Calculo
del
coeflciente
de
expansión
de
agua
64.268
+
(17.0105
*
T)
-
(0.203
69
*
Tz)
*
(0.0016048
*
?'3
-64.268
+
(17.0105
*
77.25)
-
(0.20369
*
17.252)
+
(0.0016043
106
B=L.768*i0-+
Calculo
de
la
variación
de
presión
debido
al cambio
de
ternperatura
B-(2.A)
D
-
_
/oD'r1-l'2 )\
^
[-u" /-'
Para
determinar
el
factor
de
compresib'ilidad
de
agua
tabla
1
106
B=(
*
L7.253
17.250C
200c
2000
3.04
2.9963
2.99
2025
3.03875
2.e950
2200
3.03
2.gEC6
2.98
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIQ
107
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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UliI\,IERSiDAD
lvtAYOR
Dü
S¡iN
ANORES
FACULTAO
DE INGENIERIA
Caso I laÍi>
Tf
Reempiazando
en
la
ecuación
oo=ffi
\:o'ro6.o.zso
J
'
-'-
g)
Caículo
de
la
variación
de
presión
totalde
prueba
lNcE¡ilERlA
PET¡tOLEñA
TRANSPOF{TES
Y AL¡\IACENA.JE
DE
HiDRoCARBURos
II
(P8T.214)
DP
=
4A.65\Qtsi/aC)
X_XT
X2*XL
t-l't=yzJL
x-x1"
'
=
\r
-u*
(Y2
-','1)
+
Y1-
2A25
-
2000
r
=
7r¡g
_
2¡6¡
* (2.9906
-
2.9963)
t-
2.9963
\'
=
2.9956
Por
lo
tanto
C=
2.9956*10-6
dp=Dp*frf-ril
dP
=40.658*i18
-
16.51
dP
=
60.987
padm=lpi_dpl
Padm=12020-60.9871
Pi> Pf
>
Padm
2070>1980>2009.013
Prueba
inconsistente
Para
el
trarno
2
1.
Lectura
de
las
temperaturas y presiones
en
el
grafico.
Ti=1A
( ol-
Tf=1SoC
Pi=2130
psi
Pts2070
psi
3. Determinación
si la
prueba
es
satisfactoria
y/o
inccnsisiente.
b)
Temperatura
de
prueba
y presión
de
prueba
tTf
+Ti1
l"=[-
z
](ac)
r15
* 16.5r
'=L
, l
T
=
75.75eC
rPf
*
Pit
,=L-,
ltusi)
12470 *
2130t
o=[--,
]
P=.21,00psi
108
UNIV.
CHAVEZ
POf\,lA
PABLO
SILVERIO
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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Ui'.ilV=FSiCAD
i {AYOil
OI
S¡\N
AiIDRES
FÁCllLTA) DE li"¡Gg¡¿l:f
trA
lNGENlERlli
PETROLERA
TRATiSPORTÉS
Y
ÁLMACENAJE DE
HIDRCCARSURCS
II
(P=T.214)
h)
Calculo
dei coefjciente
de
expansión
de
agua
B
:7.594
*
10-4
Calcuio
de
la variación de
presión
debido
al cambio
de temperatura
B-(2*A)
nD
-_
'
-
¡ae'rt-vzt¡* t
\ r.¿ )'"
Pai'a Ceterminar
el
factor de compresib¡lidad
de
agua tabla
1
U-U
'15.75.C
200c
2000 3.04
3.00
2.99
2100
3.035
ree58)
220A
3.03
2396
¿.YÓ
-x
/-61.258+
(17.0105
*
r)
-
(0.20309
*
12) *
(0.0ci6043
*
I:)\
,=t
,
_ l-54.268
+
(17.01Cs
-
15.7s)
-
(0.2036e
,1.5.752)
+
(0.00160+8.15.753)\
,
=\
r,
Y
-n=
Y2-Yl
x-v1
Y=
"'*(Y?-YL\+YL
x2-xl
2025
-
2000
v
---
-
¿r'10046
-2.9963)+2.9963
-
2200
-2000
Y
=
2.9958
Reempiazandc
en
la eeuación
Por
lo
tantc
C=
2.9958*1tl-6
1.594
*
10-4
-
(2
*
717A*
10-s)
(
6
6zs-(]-a32))
+ Z.SSSA
*
1"0-6
\
30.10b.0.250
/
nD
-
"6.077(psi/ec)
j)
Calculo
de
la
variación
de
presión
toial
de
prueba
dp=Dp*lTf-Til
dP
=36.077"115
-
16.5i
dP
=
54.115
Caso
I
la
Íi>
T
f
padn:=lpi_dpl
Padm=12130-54.1151
Padm
=2075.88
Pi>Pf>Padtn
2730>2070>2075.88
Prueba
inconsistente
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
DP
109
8/17/2019 libro transportes2.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/libro-transportes2pdf 103/166
iJNtvit$ICA}
MAYCR
DE
SAN ANORES
FA'Ui.TAi'J
NC
INüENIEFi¡A
INGENIERIA
PETROLERA
TRA¡¡SPORTES
Y
ALMAC=NAJE
OE HIDROCARBURCS
II
(PE'T-214)
f,.i
#ft
r:t t i #s FR§PL'
ESTüS
ܧ
pft
U EBA
r'{l
f}§ÁU
L$A
'i.
Debicic
a
crecimiento
cle
la demanda de gas natural
del
departamerrtc
de
p,:io;f
se
i,e
conuincr:nte
el
incremenio
de
la cepacidaci
de
transporte
del
gasodur.fo
§uGra
-pr:tcsí
"GpS'
de
6MfuiPCD
a 8Mfi4FCO.
Para
este
estudio
YPFB
Transpctes
S.A
previa
inspeccién
al
citado
ducto
realizo
cambios
motivcs
por
el
cr-ral ejecuto
la
prueba
hirjráulica
al
referido
clucto con
el objeto
de cedificar
la
presiÓn
de
operaciÓn
máxima
cuyo
registro
de
presión
y
tenrperatura
se
encuentra
en
la
figura
1
rnientras
las
uspecificaciones
técnicas
del
ciiado
ducto
son
las
siguientes:
'
Tipo
de tubería
API
5l-X42
n
Longitud
de
tubería
100.4
km
"
Diámetro
extemo
6
1/a
(plg)
.
Espesor
de
la tubería
0.250
(P¡S)
e
Clase de localización
4
.
P¡'esión
de
operaciÓn
máxima
1440
psi
[ieterrninar
los
siguientes
parémetros
de
la
prueba
de
resistencia
y
de
hermeticidad
B.
C.
D.
E.
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
110
presión
de
prueba
dó resistencia
y
coeficiente
de
expan§ón
de agua
Variación
de
la
presión
debido
al
cambio
de
temperatura.
Variación
de
la
presión
total
de
la
prueba.
Factor
de compresibilidad
del
agua.
lndicar
si
la
prueba
es satisfac*oria
y/o
inconsistente
8/17/2019 libro transportes2.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/libro-transportes2pdf 104/166
{I§
UNIVSRSIDAD
MAYOR
DE
SAN
ANORES
FACULTAD
DE
INGENIERIA
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
..
111
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\
É
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ffiffiffi%
t
t
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U¡]IVERSIDAD
MAYOR
DE
SAN AI.iDRES
INGE¡i]ERIA
PETROLERA
FACULTAD
DE INGENIERLA
TRA§SPOR;E§
y
AL¡JACENAJE
DE I-iiDROCARBUROS
il
(pET-214)
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UNIV-RSIDAD MAYOR DÉ SAN
ANDRES
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I
INGENIERIA
PETROLERA
FACULTAD
DE iNGEN|SRTA
,
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8/17/2019 libro transportes2.pdf
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UNIVERSIDAD
MAYOR
DE
SAN
ANDRI§
FACULTAD
DE lNGEl"iiERlÁ
TAPITIJLS
6
j¡¡iGit""irIRlA
pETnotERA
]'RAti§?iJnTe
§
y
AL¡,1,ACEr,.lAJE
CE
HTDROCARSUROS
t
(pET-2.14)
i.1
J,i.\:.IñJC
}',
TI{A}:ipúrlT""j
Ei
peticleo
siendo
un iiqr-riil,r
es
facilmenie
alrnacenacJo
en tanques.
Esta
acumsiaclon
ücurre
en varjos
lugare:
e n
ei ti'a¡iscurso
de su
manejo
Cesde
ei
pozo
hasia la
refineria"
Frimei"ainente
en el
cempo
mismo
de
prcduccicn
existen
tanques
de
airnrcenarniento,
aunqll*
s* haga
un bomb*o
ccnstante
hacla
airo
punto.
Estos
tanques
sirven
cle
puirnon,
tento
cn
casa
de
desperíectos
del
bombeo
permitiendo
la
caniinu¿:cion
de
la
produccion
a
las
tanques,
corrio
tan,lblen
an
cascs
Ce interrupcion
de
produccion
durante
los
cuales
ei bqrnbeo puece
continuar
con
el
petroleo
aimacenado.
Tambien
existen
tanques
Ce
aimacenamienic,
o
de
oulmon,
en las
varias
est¿:ciones
de
bombeo
que
pueden
existir
a
lo
largo
de un
aleoCucto,
basicamenie par
las
rnismas
razcnes.
Eventuahnente
exist*n
tanques
de aimacenamiento
mas
grandes
en
puntos
estrategicos
que
§on
para carga
a
buques-cisiernas
donde
por
razones
obvias
debe
almacenarse
ei
petroleo
Fara
su esporarlica
transÍerencia
a
los
barcos.
Igualmente,
en
un
punto
de recepcion,
ccl')ro
una refir¡eria,
tambien
existen
tanques
de
airiec*namiento
ejonde
se
acumulan
en
forma
separaCe
ios
cruclos
cje
dife¡'entes
tipos
que
pr-;eden
llegar.
Ei
proceso
de manejo
del
petroleo
se efectua
cle
punto
de
almacenemiento
a
punto
de
almacenamientc
por
medio
de
tr,:berias
llarnadas
oleoductos.
Recaico
esie
proceso
porque
es
una
de
las
diferencias
funCamentales
entre
el rnanejo
del
petroleo
y
del
gas.
Hxaminemos
con
un
poco
mas
de
detalle,
Ios
mecanÍsrnos
ie
t'-ansporte
y
al,tacenamiento
de
petroleo.
Como
hemos
ciicho
aniba,
el
petroieo
se bombea
de
puntó
a
punto.
Basicamente
tres
factcres
determinan
ccmo
ese
efectua
esto,
el volumen
que
se
desea
transpoi'tar,
la
distancia
que
existe
entre
punto
y
punto,
y
la
topografia
del
trayecto.
Estos tres factores determinan a
su
vez
la dinrensicn
de
la
tuberia,
i-a
calidad
de
acero
de la tubería
y
la
fueza
necesaria para
efec.tuar
e bornbeo.
Entre
estos
ultirnos
elemenios,
que
resultan
ser
lcs
variables
del
diseño
del
cleoducto,
existe
una
relacion
dependiente
y
estrecha.
Comencemos
con la
fuer¿a
necesaria
para
el
bornbeo,
y
los
factores
que
la
detenninan.
Primera,
e
invariable,
es
la
topoErafia
del
oroyecto.
Si
bombeamos
crudo
de Santa
Cruz
a
La
Paz
estamos
elevando
el-producic
elgo
mas
de
tres
mil
metros.
Osea,
si
como
ejemplo
elevamos
un
rneti-o
cubico
de
petroleo
(aproxirnadamente
6
barriles),
tres
n':il
rnetrcs
en
el lapso
de
24
horas
necesitamos
aproximadamente
de
ca5alio
de
fi:eiza.
Para
ponerlo
mas
en
pilrsnectiva
e;
mctor
de un
toyota
con
100h ,
podria
elevar
un
poco
más
de
2C00
barriles
pcr
dia.
Desafortunanrente
este
caiculo
demasiado
sirnpllsta
no
toma
en
cuenta
la friccicn
del
Iiquido
que
reduce
ccnsiderablemente
el
caso ideal
que
acabamos
de
plantear.
Manteniendo
constante
nuestro
volumen
de
bombeo,
cuanta
mas
chica sea
la
tuberia,
existe
mayor
friccion, que
se
traduce
en rnayor prssion,
y
consecuenternente
mayor
fuer¿a
necesar¡a para
efectuar
ei
bombeo.
Es
asi
que
para
un diseño
ce
olecducto,
se
intenta
optir:'iizar
entre ios
variables.
Tuberia
mas
chica
puede
ser rnas
econcrnica,
pero
r*tuita
en rnay§r
costo
en
motores
y
bombas.
Tambien
si
la
tuberia
es
chica
y
las
presiones
calculadas
del
bombeo
son
altas
puecle
requerir
tuberia
de
acero
mas
resistente,
elevando
el costo
de
la
tuberia
misma.
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
118
Íi:ffi
i*i F,l*s
Y
ii*i:i
i ;tt?*t{
tr.§
8/17/2019 libro transportes2.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/libro-transportes2pdf 112/166
INiVERSIDAD
MAYOR
DE SAN
ANORES
TACULTAD DE
INGENIERIA
Tj"i :
\
: i
1
,:,',
INGENIERIA
PETROLERA
TRANSPORTFS
1'
ALll¡C=¡iAJ
DE HIDROCARBUROS
ll
(PET-214)
Figura
4:iranspctte
de
Fetroleo
TI\üLE
T\
M¡ll'Úli
rr
3rrr,¡"-l
Fuente:lng.
Mario Andrade
"Un
viaje liviano
por
la
industria
peirolera'
Optimizar
el
diseño
por
lo
tanto
requiere
el estudio
del costo
de
los variables
como
tu'beria
y
bombas,
como
tambien
conocimiento
de
los volumenes
m¡nimos
Y
maximos
que
se
intentan
transportar
en
un
determinado
tiempo,
[o
cual
a
su
vez
requiere
una
determinacion
de
la
productividad
de
la
zona. Como veran,
estamos volviendo
a
la base,
que
es eldesarrollo
de un
Émpo
petrolifero,
proceso
durar¡te
elcualdebe
determinarse
la eventual
capac¡dad
productiva
del
yacimiento.
En
almacenamiento
de
petroleo
existen
basieménte
dos
tipos
de
tanques:
de techo
ftjo
y
de techo
fiotante.
El de
techo
fijo
tiene,
como
el
nombre
lo
implica,
una
cubierta
fija
y
ioldada
y
es
símilar
a
los
muchos tanques
de agua
que
todos
conocemos,
mientras
el
de
techohotantetiene
un techo
que
se desplaza
verticalmente
hacia
abajo
o
hacia
aniba
literalmente
flotando
al
nivel
del
liquido
en
el
tanque.
Estos ultimos
se
utilizan
en
almacenamiento
de
rnayores
volumenes
y
fundamentalmente
para
reducir
la
volatilizacion
del
petroleo
que
en instalaciones
grandes
surnaria
considerables
perdidas
de
liquido, e
incrementaria
la
contaminacion
del
ambiente.
6.2 GASODUCTOS
El transporte
de
gas,
aunque
se efectua
tambien
por
medio
de tuberia,
en este
caso
llamadas
gasoducto, es radicalmente
diferente
altransporte
de
petroleo.
Habiamos
recalcado
que
el
petroleo
se
bombea
de
punto
a
punto
con
almacenaje
en
ambos
extremos.
El
gas,
sin
embargo,
por
su compresibilidad
se
transporia
por
efectos
de
la
diferencia
de
presion
de un
extremo
a otro
en
un
gasoducto. Es decir, si
en
el
extremo
"A"
la
presion
es
por
ejemplo
100
PsI(libraspor
pulgada
cuadrada),
y
al otro
extremo
"8".
la
presion
es
de 10
PSl,
entonces
habra
un
flujo de
gas
de
extremo
"A"
hacia
"8".
si se
ciena
la valvula
de
salida
en el extremo
uB",
rto
solamente
cesa
elflujo
sino
que
la
presion
se
estabiliza
y
se iguala
en toda
la longitud
det
trayecto.
Pueden
existiivariaiione=
de
presion
por
topografia,
pero
de
orden
insignificante,
puesto
que
Ia
densidad
del
gas
al
otro
extremo.
Hacemos
esta
explicacion
que
.todos
lo
comprendemos
intuitivamente,
pues
sabemos
por
ejemplo
que
el aire
de
una
llanta
sale
violentamente
cuando
se
ta
pincha,
para
rema''car
la
diferencia
que
existe
entre
la
naturaleza
del
gas y
del
de
liquido,
y
consecuentemente
la
diferencia
en
el transporte
de
los mismos.
Es muy
posible,
y
frecuente,
que
el
gas
se
transporte
directamente
de
los
campos
produclivbs
hasta el
punto
de utilizacion
con
la
propia
presion
de
los
pozos,
es decir
sin
ia necesidad
de adicionar
fuerza
para
su transporte.
Sin embargo,
como
nada
es
ideal,
tambien
afecta
altransporte
de
gas
la friccion
generada
en
la
tuberia,
aungue
de
menor
manera
que
en
el caso
de
liquidos.,.EntonqB,,§¡.,bie$,6
teor¡camerÉe
po§ible
transportar
-j,.,'.
L
-
;
-::
'.
..'
..
la edicon.
2009
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
119
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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.i,',¡u
Ccsde
ios
cainprs
qr-:e
io
pi-,:clul:li.:n
ha,r;te
su
punt*
d,¡ ccmerciali¿acion
con a
pr.:pia
pr*iir:ti
ije lc:s
:tc;cs,
l¡l
rei"li«;il
ij)
rqi.ifl
e
n
mucl'io
firsjcs la
b,aja
presion
existej-lte,
1;,.-;
lalE:rs
ci'sl;rrcias'¡
ia
fi"ir,:cicn
c;cr:,*i:*Ca
en
ia
ir-¡beria,
rná$
la
necesiejarj
de
tenc,"
;li¡una
presion al
extr*ric
de
saii.la,
limi,rn
*l
vcium*n
flue
rr,ü
¡;eiÍe
trarispcÍar
de
e
sia
iiitilsra.
En es'los
cesüs
sc resurrü
a la
c<.,n-:pr,:sicn
Cel
ges
en *
puntr
iie
p..:tiicla,
o
en
rri
¡runir:
intei'rneCio,
aum*nt:riclo
cj+
esla
mañera
a
diíerencra
cle
pre.sion
entre
un
*rüiümü
y
el ct;o, e inc;'sn:entandc
poi'io
ccnsi;uienie
ei
volur¡en
de
gas
que
se
puecie
:iian:;pci-iei'.
Il cis*ño
de
un
gae
eductc,
entonc*s
Cebe
i:riscai'la
n'lejor
opcion
considerando
como
v¿:riables
ia Clmenr,ion
de la
tr"lbeia,
el
cosio
de
com¡:resicn,
y
fa
cafidad
de
acero
de la
iuberia,
Y
como
factores
limitantes
la
preslan
dis¡::onible
de
entrada
y
la
presion
¡i;lcesaria
a
final del
trayecto.
Para
evit;¡r el
c*sto
Ce
compresion,
se
puede
incrernentar
el die,'netia
de
tuberia,
si
es
que
el
ccnio
tje
esta opcion
es
la
rnas
economica.
para
inc¡'ementar
el volumen
en
un
diametro
fijo,
se
debe
incrementar
ia
presion
por
medio
Ce
compresores,
aunque
solo
hasta
el
limite impr.resto por
la
calidad
de
acero
de
la
tuberia
qr:e
se esta
utilizando.
UNI\,iERSiDAN
MAYOR
DE
SAN AE]DRE§
FACULTAP
DE ¡NGENIER'A
::f
t^=.ÁD(:)RE3
¡)i{i:iilÉit,A
P[T¡ oLEilA
Til.{i';SilORTIS
"r",\Lt¡¡\CENAJE
DE
HIoFiOCARBUROS
[
(püT-214)
Figura
5: Transporb
de
petroleo
GiiSCilL.rCTO
. c:rr¡Ll:Iií:iDo
"on''?Jl'ji"
t''
Fue;i+: ng.
fu1eria
Andrede
"Un
viaje liviano por
la
industria petrolera"
1a edicion.
200g
Un
gasoducto
resulta
rnas
flexible
en
su aperación
que
un
oleoducto,
puesto
que
el
volurnen
a
transportar,
si
bien es
un
factor,
no
es un
elemento
tan
critico
como lo es en
el
diseño
de
un oleoducto.
La
compreslbilidad
del
gas
permiie
que
el volurnen
cJe
gas
pueda
variar
consiCerabiernente.
lnclusive
en muchos
casos
con compresion
se
pueáen
incrementar
hasta
multlples
del
volumen
cjeidiseño
originai,
sin la
necesiCad
de óambiar
las
cuaiida
es
cle
la
tuberia.
Como
ejernplo
elgasoducto
Eaiivia-Brasiliiene
un
diametro
de
32nr
pulgai*s
y
en
un
diseño
contemplaba
ei
transnorie
cel voiumen
de
gas
iniciaimente proyeciando
sin
necesidad
de
ccmpresion.
Sin
embargo
con
miras
a
un
futuro,
la
caiidad
de la
tuberia
que
se
utilizo
permitio
ia
eveniuál
construccion
de
estaciones
compresoras
en aquel
momento
en
que
se
incrementaron
los volumenes
de
Eas
expcrtados.
Y
que
del
aimacenaje?
En
el caso
del
gas,
por
su
cor-npresibilidacj,
el
mis¡'no
gasoducto
*ctua
como
air^nacenaje-
el
puhnon-
como
dencrninabamos
a
ios
ianques
en
el
bombeo
de
pet;'oleo,
permitlendo
qL¡e
el
gas
siga
intrcCuciendose
en
un e;<t¡'emc
(hasia
el linnite
ri*:
presion
de la
tuberia,
lcgicamente)
aunqle
por
aigun
motivo
le
valvuia
cje
salida
al
ctro
exremo
este
cerrada
o reducida
en
su apertura,
e
inversamente,
permite
que
se
pueda
continuar
extrayendo
el
gas
de la linea
en
su
punto
de
comerciafizacion
a
pesar
de haberse
interrurnpido
ternporalmente
el abastecimiento
al comienzo
de la
linea.
Pi.Á¡.-4, DE L;As
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLCI
SILVERIO
fia
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6,3
TRANSPORTE
DE
GAS
NATURAL
El
transporte
de
gas
natural
se
realiza
atraves
de
gasoductos
desde
los
lugares
de
produccion
o
procesamiento-
hasta
un
punto
que
se
ló
denomina
"City
Cate,; q"ul
viene
a ser el
lugar donde se realiza la reduccion
de
presion, medicion
y
ódorizacián,
antes
de
su
distribucion
a
los
centros
de
consumo.
Eltiansporie
de
gas
se realiza
a
presiones
que
van
del
orden
de
20
a 150
bar.
6.4
CITY
GATE
El
City
Gate
es
el
punto
que
separa
el
sistema
de
transporte
del
sistema
de
distribucion,
comprende
las
instalaciones
destinadas.a
la
recepcion,
f¡ltrado,
regulacion,
rneáicion, y
despacho
del
gas
natural
a
ser
distribuido
a
traves
de los
sistemas
de redes.
Las
redes
de
gas
natural
se
dividen
en
redes
primarías,
utilizadas
principalmeñte
fara
ra
distribucion
a
usuaríos
industriales
y
estaciones
de
GNV
y
redes
secündarias,
utii¡zadas
para
la
conexión
de
usuarios
comerciales
y
domesticos.
6.5.
REDES
PRIMARIAS
Para
poder
realizar
la
construccion
de
estas
redes
es
necesario
en
primera
instancia,
diseñar
el
proyecto
especifico
que
permita
determinar
la
ruta
del
ramal.
Una
vez
finalizada
la
etapa
de
diseño y
calculó
se
procede
a
la
ejecucion
y
construccián
de la
red
primaria
de
acero,.ra
cuar
iryruye
toda
ra
obra
meáanica
cón
üúa¡os
;omo
er
amolado,
cortado
de
tuberia
lijado
y
encintado
que
prepa
ran
a
la
tuberia
para
posteriormente
realízar
el
soldado
de
todas
las
uniones
qué
adi
lo
requieran
y
nnaimente
la
proteccion
tanto
mecanica
como
catodíca
para
garanüzar
la""gr*o"o
y
iurr.ion
"n
ltiempo
sin
problemas
de
conosion.
ffi
UNIVERSIDAD
MAYOR
DE
SAN ANDRES
FACULTAD
DE INGENIERIA
d0"..
...
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INGENIERIA
PETROLERA
TRANSPORTES
Y
ALMACENAJE
DE
HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA PETROLERA
TRANSPORTES Y ALMACENAJE DE HIDROCARBUROS II
(PET-214)
¡
:a
6.6 PUENTES
DE REGUL,AC|ÓN Y MEDIG|ÓN
(PRM',s)
Son utilizados
para
regular, medir
y
corregir
la
presion
y
el caudal del
gas
natural
que
viene de la red primaria. Reduce la presion de 300 psi (20 bar). Hasta
los
60
Psi
(4bar)
para
distribuir
el
gas
por
la
red secundaria
a
los
sectores comerciales
y
domesticos.
Su
capacidad esta
en
funcion
al
numero
de
usuarios.
6.7 ESTACIONES
DISTRITALES DE MEDICIÓN Y REGULACIÓN
-EDR'S
Para
esta
etapa
primero
se debera
realizar
la
construccion de
Ia
caseta de
la
EDR,
en
caso de
que
esta
ya
venga en
una
caseta metalica sera
necesrio
construir la base
para
la misma,
finalmente
se
instalara EDR
y
se efectuara
las
pruebas
necesarias
para
verificar su coreccto
funcionamiento.
Una
vez
puestas
en ft¡ncionamiento, las EDR's cuentan con sistemas de seguridad
ya
sean manuales o automaticos
que
se activan ante cualquier
problema.
-.,-j'
*\+
6.8 REDES SECUNDARIAS
La construccion
de
red
secundaria
incluye
diferentes
procesos
de obras civiles
y
obras
mecanicas
que
indican con
la
instalacion
de
faenas,
apertura de zanjas
para
posteriormente
tender la tuberia de
polietileno,
debiendo realizar la union de
la
tuberia
con
los
accesorios
medlante
soldadura
por
electrofusion
y
finalmente realizar la
reposicion
de
las
zanjas.
UNIV. CHAVEZ
POMA PABLO SILVERIO
122
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UNIVERSIDAD
MAYOR DE SAN
ANDRES
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA PETROLERA
TRANSPORTES
YALMACENA]E
DE
HIDROCARBUROS
II
(PET-214)
6.9
INSTALAC¡ONES
INTERNAS
La
construccion
de
instalaciones
¡nternas se
las
rcalizan
en
forma unifam¡liary
colectiva,
sean estas
en
proyeccion
a
gabinetes
tecnicos
y/o
montantes
de acuerdo a
la
cantidad
requerida
de departamentos
ademas
de
las
caracteristicas
en cada
edificio.
Estas
instalaciones
intemas
se
realizan
por
empresas
espec¡alizadas
y
autorizadas
por
laANH, GNRGD.
Realiza
la
asignacion
de
precios
a
lasempresas
instaladoras
deforma
transparente
y
brinda
la
instalacion
gratuita
hasta
un maximo
de
22
metros
de
tuberia
dentro
de
los domicilios.
Una
vez concluida
la instalacion
intema se
procede
a
la
instalacion
de
las acometidas
que
une
los
gabinetes
al
sistema
de
red secundaria.
Esto
perm¡te
proporcionar
flujo de
gas
natural
a
la nueva
instalacion.
6.10
PROGESO
DE ODORIZAC¡ON
Es
la adicion
de odorizantes
(metil-mercactano)algas
natural con
la
finalidad de
que
se
pueda
detectar
su
presencia
mediante
el olfato
ya
que
el
gas
natural
no t¡ene olor.
Se entiende
por
aguas
abajo
a
la
expresion
que
ubica
un determinado
objeto,
que
se
encuentra
instalado
posteriormente
al
de referencia,
en
el sentido
de
circulacion
del
fluido.
En el
caso
de aguas
aniba
por
el contrario
el objeto
se
encuentra
instalado
anteriormente
al de
referencia.
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
123
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UNIVERSIOAD
MAYOR
DE SAN
ANORES
FACULTAD
DE INGENIERIA
I§iCiNIERIA
PÉTROLERA
TRANSPORTES
Y ALMACENAJE
DE
¡.IiDROCARBUROS
II
(PET.214)
6.13
BOMBAS
El
funcionamiento
en
si de
la
bomba
será
el
de un convertidor
de energía,
o
sea,
transformara la energía mecánica
en
energía cinética, generando
presiÓn
y
velocidad
en el
fluido.
Existen
muchos
tipos
de bombas
para
diferentes
aplicaciones:
presiÓn
última,
presíón
de
proceso,
velocidad
de
bombeo,
tipo
de
gases
a
bombear
(la
eficiencia
de
cada
bomba
varía
según
eltipo
de
gas).
6.14
COIIfrPRESORES
Los
compresores
de
gas
encuentran
su
empleo
en:
o
Las
unidades
de
reformado
catalítico
para
el reciclo,
a
alta
presión,
de los
gases
ricos
en hidrógeno.
r
Las
unidades
de
fraccionamiento
de
gases,
para
dar
a sus
columnas
la
presión
de
trabajo o para licuar
los gases.
.
Las
centrales
frigoríficas,
tales
como
las
que
se
utilizan
en el
desparafrnado
de aceite
y
desasfaltado
con
Propano.
.
En eltransporte
de
gas
natural
a
través
de un
"pipe-line".
.
Reinyección
de
gas
en
los
pozos'
6.15
TANQUES
DE
ALMACENAiilIENTO
Un
tanque
de
almacenamiento
es un
recipiente
metálico
destinado
al alrnacenamiento
de
Conibustibles
Líquidos,
gases,
ubicado
dentro
de
una
fosa de
hormigón
armado
y
construido
conforme
a
normas
técnicas
establecidas.
Características de los Tanques
de
Almacenarniento.'
Los tanques
de
almacenamiento
están
diseñados
para
el
almacenamiento
y
manipulaáión
de
grandes
volúmenes
de
petrÓleo
y gas,
y
Son,generalmente
más
granáes
y
considérados
como
más
permanentes.
El almacenamiento
constituye
un
álemento-de
sumo
valor
en
la explotación
de
los servicios
de
hidrocarburos
ya
que
actúa
como
un
pulmón
entre
producción
y/o
transporte
para
absorber
las
variaciones
de
consumo.
El
almacenaje
de
líquidos
tales
como
petróleo,
nafta,
fuel oil,
diesel
oil,
kerosene
u otros
derivados
pátroquímicos
que
se
pueden
conservar
a
presión y
temperatura
ambiente,
se efectúa
normalmente
en tanques
cilíndricos
de
fondo
plano,
techo
abovedado,
esférico
o
elipsoidal,
y
algunas
veces
flotante,
a
fin
de evitar
la
acumulaciÓn
de
gases
inflamables dentro
de-los
mismos, que pueden o
no
tener incorporado
algún sistema de
calefacción
.
Para
la construcción
de
los
mismos
se
emplean
láminas
de acero
de
distintos
espesores
conforme
su
posición
relativa
en la
estructura
del
tanque-
Estas
piezas
se
sueldan
entre
sí
de
acuerdo
a
normas
de construccíón
que garantízan la
integridad
y
posterior
funcionamiento
del
almacenaje.
125
UNIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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UN¡VTRS¡DAD
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AI.¡ÜR[§
FACULTAD
DÉ
INGENIEHIA
Ap*runrceg
ING I.¡iEAIA
PÉTROLER,A,
TqANS?ORTES
Y ALMACENAJE
DE HIDROCARBUROS
II
(PET-214)
J1
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J-
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UNIV.
CHAVEZ
POñ,IA
PABLO SILVERIO
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UNiVERSIDAD
I'- AYOR DE SAI'¡
ANORES
FACULTAD DE ¡NGEI.IIERIA
INGEN ERIA
PEÍRCLERA
TRANSPORTES
Y ALMACENAJE
DE HIDROCARBUROS
II
(PET.214)
,)
--..
.-\
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I
\\
\\>
¡\'
-\
\>
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i
UNIV. CHAVEZ
POil'A
PABLO SILVERIO
127
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U:I¡IEFi§ID¡.,
I,II,YOR
DE
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AI¡DR:S
F,nCul-T¡\'D
Di
I¡iG:li
IEAiA
+
FORF,§ULARISS
'
:'r-,,{l
I lt'ñi
{
P.s:Tl1§LE
aA
TRANSFCi'ITES'/,iLL,Ai:¿rl,iii
9g l-iiD'nOCARBURCS
ll
(PET-214)
Qfl,fi:útLili
Pressure
Pt
Pressura
P2
viscosidcd
di¡úmtca
o
absolute
tJ\
fr=\r1
-si
/m.2\
¿
u
=
(;J=¡
u*iscosidad
cinetíca
2)
RUGOSIDAD RELATIVA
ruíto::lC¿d
abs,:lu a
E.:
'
:: =
-i
ladtnl?nslonaL
)
Rugosidad
relativa(s,)
=
ffi
=
7
3)
PARA
EL
CALCL'LO
DE
L{
"¡',
e,4
En
fluio
laminar
(Re
<
2000)
f
=
R.
1
--
'l
l
ctl
a
En
f
lujo
turbulentoY
crltico
(Re
>
4000Y2000
< Re
< 4000)
=-r,,nl,#.#kl
¡",,=l-r,o'(h.#l'
Tambien
se
puede
usai
el
diagrama
de
moody
para
el
calculo
de
f
lliariret{:¡
La
Terr
pe
ratu
rr:
T¡
Flct¡
Q
"
Solo
incluYe
en
tuberias
FCUAC ON GENERAL
DE
LA
ENERGIA
L
*
JL*
Z.¡
+
ris
-
rr,
-
H^
=
+
+
$;-2,
2,9
-'^
Y
""Á
fioncle:
h.r
=
Representa
la
energia
añadirja
o
agregada
al
fluido
meciante
un
disposiivo
mecanico
como
s€r
la
bcmba
l¡quidos
I:1XT
,:"fr:u;jf
'l,i'á"uoi¡r"
de
ta carga
entre
ras
secciones
1
y
2
ya
sea
debrdo
a ccmponeñtes
de
la
tuberia
y
ios
agcesorjos
correspondienies
es decir
*ideb"n
a
lrs
p"i¿¡¿as
prlmarias
y
secundarias
gue
se
registran
durante
el
flujc
c.:
iiuiic at¡avez
de
la tuberia.
hR
=Representa
la energia
eitraida
o
retirada
del
fluido
med¡anle
un
dispcstivo
mec¿nico
como
ser
la
tuberia'
PARA
PERDIDAS
IRREVERSIBLE§
YA
SEA
PERDIDAS
PRIMARIAS
Y
SECUNÉARIAS:
ECUACIOI,I
DE
CIARCY
WEISBACH
PARA
LA
FÉRDICIA
DE
CARGA
OEBIOO
A
LA
FRICCION
tL v2
Li¡=f
;-2*
PARA
CAIDA
DE
PRE§¡ON
A,P=f-r"*.i
r
D
2*g
ECI.,'"ACION
PARA
PERDIDAS
SECUNDARI.AS
O MENORES
sr /v2\
H¿(accesorios)
=
L*
(,
-
,i
PERDIDASDEE}¡ERGIAENL.ASVALVULASYAccESoRIoS
tLe
(
Lonqitud
equívalente)\
r=lT/',
1)
REYNQLD§
R.
=
P
"
d
*'
(adimensíonaL)
Donde
v
d+,¡
Re
=
1-:
(adimer.sionaL)
Donde
f
J
sup
0.02
NIV.
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERIO
1?8
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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UNIVERSIDAD
MAYOR
DE
SAN ANDRES
FACULTAD
DE INGENIERIA
ECUAC ON
EXPLICITA
para
el
peso
especifico
II,IGENIERIA
PETNOLERA
TRANSPORÍES
Y
ALMACENAJE
D= HIDROCAI]EURCS
II
(PET.214)
0.25
{-
P,ARA
EL
CALCULO
DE
LA POTENCIA
[''r(..7p.u,')]'
..
y*e"H¡
po.t
=
,l
y=p*g
TUBERIAS
EN
SER¡E
"
Se
debe
tomar
las
siguientes
consisderaciones
il)
\-_,/
Qr:Qr:Qz:Qs
hlqtotar;=hlr*h¿2*h6
TUBERIAS
EN
PARALELO
hLT:h¡1:h¡2=h¡3
Qr =
Qr
*
Qz
f
Q:
.....Qn
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
129
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UNIVERS|DAD
I 4AYOR
DE SAN
ANNRE§
FACULÍAD
DE INGENIERTA
.:.
CIRMUL,qRISS
t¡iGÉl'i:Iii A
PETROI-ERA
ÍRÁNI§FCA;iS
Y
ALfoIACE¡IAJE
O;
HIDíTOCARBUROS
II
(PÉT-214)
|
;$.:' I i LJI-U
J
coLEBROI,\
F
=_4n1oni--1_
+
l.-lt-3*
-13.71*¿l
Re
/
(lá
*
G6 \
"-'n'
tr-1111lrt -
|
¡d)
a)
E§U.&§[]
U§"8;{§§¿LÉ.1
rLUJ§l}§-ü*.9
tTb¡l'a?o
Qs
=
tzt
\*)
WEYMOUNTH
/i.b\t
otuut
Q, =
+35.s7
\pb)
Do*Ce:
Qb(PCD)
:
Flujode
gasa
condiciones
base
Tb
[sR]
=
TemPeratura
base
P5(Psia)
=
Presion
base
P1(Psia)
:
Presion
a
la
eni¡ada
del
ducto
Pr(Psia)
=
Presion
de
entrega
P.4.\;H.-tDLE
".-1"
Di.qEii(¡
;ii;
DUCTC$
Pz:
CITRAS,
ECU&CICNES
PAF¡ ".IADLE
"A"
oa
=
433.5
(ff).
0','u
"
PANHADLE
"B''
lei
-
o¡-
o
o:zs
(T#).
(¡rz
-
si)1"'
,dz53Elffir
-l
[o;
-
P
-o
o:zs
(?5)
-
(gz
-
rurrlo""*
r
¿¿:61s:¿'1
1
P.(Psia)
=
Presion
pronreciio
de flujo
Hr(ft)
_
elevacion
con
respecto
al
punto de
referencia
a
la entrada
"
úr(r,)
=
eievacion
con
respecto
al
punto de
referencia
a
la
salida
Zm
=
factor
de
compresibilidad
de
gas
T[sR]
=
Temperatura
promedio
del
fiujo
de
gas
L(millas)
=
longitud
del
ducto
C(plg)
=
Ci:met¡o
interno
de
la tuberia
E
=
facior
de
eficiencia
UNIV. CHAVEZ
POMA
PAELO
SILVÉRIO
^tr=ll.l8*dr'6
/GE
*
Pm2\
-
0.0375.
l^*
7
*
(li,
-
H1)
_ llqo*Po*/dE*T"L*7ñ
t'=rl\6
¡5p
*
emz\
+
0.037s
-
{
:j
-j¡
)
*
(H,
-H)
+
P:
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ANDRES
FACULTAD
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INÉENI=RIA
PAF§M
ETROS
IMPORTANTE§:
&.IETODO
COll
el
grafico
de
STANDING
Y
K-A,TZ
INGEI.¡iSRIA
PETROLÉRA
TRANSPORTES
Y
ALMACENAJE
DE HIDROCAR3UROS
I¡
(TET"214)
Tpc
=
168
*
325
+
CE
-
12.5
*
GEz
Ppc
=
677
+ 15.0
*
CE
-
37.5
*
GE2
Para Seudo-reducida
P
D
-_
pr
-
o
¡PC
MÉTODO
PAPAY
,7
-
1 _
3.52i
Pp,
*0-274*Pl
-
L
160.9837.Tpr'
1Q0.8157*Tp¡
TEiII
PERATURA
PROMEDIO"II"'
- _71*72
2
PRESION
PROf,IEDIO
"Pm"
2
R
*Pr-
*
=i*
(p1*
p,
_ff-J
CALCULO
DEL
NUMERO
DE
REYNOLDS'Re'
Re
=
oooo4778.
(+).
(T#)
ANÁL§IS
MECÁNICO
DE
DUCTOS
ECUACIÓN
DE BARLOW
2*t*s
p=-*F*E*T
D
Donde:
P(psig)=
Presion
interna
deldiseño
delducto
D(Plg)=
Diametro
externo
de
la tuberia
de
la ecuacion
general
T
=
Adimencionalfactor
de temperatu¡a
S(Psig)=
Tension de
afluencia
minima
especificada
SMYS
F= Factor
adimencional
E=
Adimensional
factor
de
junta
longitudinal
t(Plg)=
EsPesor
de
la tuberia
T
;-
lpc
P*
D,,,,,
2*,S*
E* F*T
t"",
=
t
grado
de
conosion
t
(,rt
iut
2
t
rol
lDn,*a,¡
=
D,nr,
-2*
1,,,¡tut
131
UNIV. CHAVEZ POMA PABLO SILVERIO
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IJN}VÉR§IDAD
MAYOR
DE §AN
ANDRÉS
FACULT¡\D
DE
INGENIER}A
11,1
I'
.1
38.774.(x).
F-
E
t,
-"*_--*-*---_J
'
¡ ¡¡t,;:ltrl
O
L"-)';:'¿:;¿rr
t
C)
Fsup
F...
ec.c
2A
lll GEI'l
j
=F'lA
P ITRCLER¡\
TRANSFORTES
Y
A-L¡,IACENAJE
DE
iliDRCC¡'R:iUi0§
li
(:; I--2
I
i)
,F.RüC§§JNI#NTÜ"
üior¡wrro
D
o t)nl*ulc
d
rnedlante
a
ecuaelón
Genera :
'1.-
{,:a}i:ulo
Reyn,:l*fs.
$up-o.tig¡-clg
d=
in
?":¿s:ci;
P
Re=oooo4778.(#).ff#)
?.-
Cálcr.¡lo
de
F
con:
e=
d
*
leid
l."tl:s*Fl
F=-4logi
u.
?,.-
Salculo
de
l*
pres ón
proniedio:
)( Pt*P2)
Pm=al
Pl+P2---:
I
3r.-''
Pl.+P2)
Pntr
=
Pm
-14.7
4.-
Calculo
de
Z:
l
:-
--#--+'
r¡,t :)
7
¿:::;:
73
8:5
5.-
Galculo
del
diámetro
con
la
ecuación
general:
GE*
Lt
Zm*
T
el
diámetro
es
igual
al
supuesto
se
tomara
el
diámetro
calculado
.
Catculo
lD
mediante
la
ecuación
de
Barlow:
dsup
d...
ec.B
/=
D
(¿')mln
di
I
r/
')
Donde:
P[;,srg]=
presion
tle
diseño
tln)-
etPrto,
de
la
ruberia
Dii,,l=
¿¡um.¡r^
nominal
externo
si¡sig]=
esJuerso
de
ced¿nci¿
El)=
Forto,
de
costwa
Fl)=
rrau
de
diseño
o
Locación
no
volver
al
Paso
1 con
el
i.-
Calculo
del
espesor
"t"
y
el
lD de
la
P*
Dr,.,,,
o_o_
oo
o
¡=
'
1*S*ExF*T
".,"_",',:l;:,.*..,..r
t,
=
t
-
gralo
de corro'\:an
fr,oi.¡o)2t*i
'lD,o,,n\nrl
=
D,rr,t,
-
2*
t
t'u¡i'l
2.-
Calculo
dela
presión
de
diseño
de
ta
tubería
(tablas)
Ecuación
de
Barlow
tubería
2*r*,§*
E*
FtT
r=
UNIV"
CHAVEZ
POMA
PABLO
SILVERICI
-nnars*(,GE*
P''\.(H,
""-'-lzm'T)''
8/17/2019 libro transportes2.pdf
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UI'iIVERSIDAD
MAYOR OE
§AI.I
ANDñES
FACULTAD
DE
'NGENIERIA
+
FORMULAR¡OS
FACTOR 8A§ICO
DE DI§EÑO F
INGENIERIA PETROLERA
TRANSPORTES Y ALIIACENAJE
DE HIDROCAREUROS II
(PET.214)
(tabla
&41.114A)
CLA§E
üE
LOCALIBAD
Factor
d€
di6ۖo,
F
Area
de
aplicacion
Locaiidad clase
1,
división
I
0.80 Construccion vivienda
area
rural
Locaiidad ciase
1,
di.¡isión 2
4.72
<
10 construcciones
viviendas area
rural
Localidad clase
2
0.60
>
10,
<45
construrcion
de
viviendas area
urbana
Localidad clase 3 0.50 >
46 c¡nstruccion devivrcnrdersarca
urbana
Localldad ciase 4
0.40
Construccion
de
edificios
,
mercados
,
etc
ESPECIF,
No
CLASE
DE
TUBERIA
FACTOR
E
ASTM
A
53
Sin costura 1.00
Soldado
por
resistencia
Electrica
1.00
Soldada
a
tope en
horno: soldadura
continua
0.60
ASTM
A
106
Sin
costura
1.00
ASTM A
134
Soldadura
por
electro
fusión con arco
0.80
ASTM A
135
Soldado
por
resistencia electica 1.00
ASTM
4,I39
Soldado
por
electro fusion
0.80
ASTM
A 21
1
Tubería de
acero soldadura
con espiral
0.80
ASTM A
333
Sin costura
1.00
Soldada
por
resistencia
electrica
1.00
ASTM
A
381
Soldadura
por
arco doble sumergido
1.00
ASTM A 671
Soldado
por
electro
fusion
Clases
13,23,33,43,53 o.80
Clases 12,22,32,42,52
1.00
ASTIVI,C 672
Soldado
por
eleclro fusion
Clases
13,23,33,43,53
0.80
Clases
12,22,32,42,52
1.00
API
5L
Sin
costura
1.00
Soldado
por
res¡stenc¡a Electrica 1.00
Soldado
oor
electro
fulquracion
1.00
Soldado
por
arco
sumergido
1.00
SolCado
a tope en horno
0.60
FACTOR
DE
JUNTA LONGITUDINAL,
E
(Tabla
841,
115A)
FACTOR DE DISMINUCION
DE TEMPER.ATURA,
T,
PARA TUBERIA
DE ACERO
(TABLA
8.{1,
115A)
TEMPERATURA
OF
FACTOR
DE
D¡SMINUCION
DE TEMPERATURA,
T
250
o
menos
1.000
300
0.967
3s0
0.933
400
0.900
450
0.867
UNIV. CHAVEZ
POM,A
PABLO SILVERIO
133
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Ui;i.,,Ei1SIDA9
MAYOR
DE SA¡i
AI'1C'RES
i/rC'riLTAC
DE
lNGEiilEFr:A
I l.l C {'r; lI
I
lA
ttÉ-TiICLE,RA
TR,qN;tC;1Ii5
I /,111.¡rCiN/*JÉ
iiE
I-iIÜROCARBIJRCS
ll
(PET-z1'l)
np.Fii'iiL.'{}
3
§i#I'rr{"-li
jF-.i
EtluÁtlÚN
GÉ$,¡ER$'L
DE
rLUJO
ܧ GÁ$
í'rl{}i-liFltA{-.}'{
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31
7i
*
F-
(3)
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*
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"
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z)
FARÁÍdETRO
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AJU§TE
DE
ELEVACIÓT{
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=
0.0375
*
GE
*(5Yt\
\
tr*z
/
§ERIE§
DE
PE§BIÉNTES
/es'
-
1\
/r=[ ,, /
L§11{GITUD
ESUIVALENTE
L"
=
Jt
*
Lt *
Jz*
',
*
sst+
".'"'*Jn*
Ln*
ss{o-t1
ECUACIÓN
DE
WEYMOUTII
e
=
433.5
t
(PJ
.
(t'rd;1's
oz
oez(uscs)F
=
11'18(D)1r6
(uscs)
Pa¡'a
e
=
3.7435
*
10-38(*)
-
(*#)ouo'uu'
(S
l)
F
=
6'521(D)1i6
(s'D
ECUACIÓN DE PAN¡.IANDLE
A
e
=
435.87
,
e)""'
(#4p)o
='no
oz'o*z(uSCS)F
=
7.2111l"(H)*""'
(uscs)
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MAYOR
DE SAN
ANDRES
FACULTAD
DE INGENIERIA
{". FOIESIULARIOS
CAPITULO
4
ECUACION
GENERAL
DE
FLUJC
DE
HIDRCCARBUROS
LIQUIDOS:
B
=
0 084668
+
F
+
d2s'
¡pr
-
pz
-
O'¿l:-r-:Cr(Hz
-
Ur)10s
NÚMERo
DE
REYNoLDS:
¡
B r
Re
=
0'0238
(o
.
,l
FACTOR
DE
TRANSMISIÓN
F
:
-4tos[:.
ii:l]
ECUACIÓN
DE HETZEL
INGENIERIA
FÉTRCL=RA
TRANSPORÍES
Y ALMACENA"JE
DE
HIDROCARBUROS
II
(PET'z14)
Donde:
F
=
3.315
*
Reo
132s
P:
Dens¡dad
delfluido
ilb/ft3l
#:
V¡scosidad
cinemática
[lb/ft's]
ECUACIÓN
DE
AUDE
/ d2.6s6'
B
=
0.26574.
(r.
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h-
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0.4331
*
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TRAI.;SPORÍE-C
Y ALi.IACENAJE
DE HIOROCARBURCS
II
(FET-z14)
CAF¡TLJLS
S
.S.:f,á"
Datos:
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Tf,
P¡,
P'f, ODiinl,
t[in],
MCP
.ál
E*f*rrx¡*aü,ión
de
la
prueba
de res¡'slencia
neíníma:
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y/o
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' .
Ternperatu¡'a
de
prueha
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ir¡iial de
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prueba
I¡=ternperatura
flnal de
prueba
?.
Galculo
del coeficiente
de eNpans ón
del agua
64.268
+
(17.0105
*
T)
-
(0.203
69
*T2)
*
(0.0016048
*
T3
106
T= temperatura
de
prueba
4.
Calculo de
la variación
de
presión
debido
al cambio
de temperatura.
B-{2*A)
DP
=
/oD'ú4rÑ--
t t* /+t
D*nde:
DP:variacion
de
presion debido
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carnbio de
temeratura.
B:
Coeficiente
de expansión
del
agua.
QD:diametro
extemo
de
la
tuberia..
§:
Madulo
de etasticidad
del
acero
30
x 106
v:
Reiacion
de
Poisson
=
4.3
G:
Factor de
compresibilidad
del agua
A: Caeficiente
Ce expansión
del
ecero
1.116'1A-s
f: Espesor
dela
tubena.
5.
Calculo
de
la
variación
de
presión
tota de
prueba
dp=DP*[rf-ri]
Caso
I
Caso
ll
LaTi
>
Tf
Pacm=iPi-dpl
Si
Pi
>
Pf
>
Padrn
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PETROLERA
TRANSPORTES
Y ALIIACENAJE
DE HIDROCARtsURCS
II
(PET-214)
FACTOR
DE
COMPRESIBILIDAD
DEL
AGUA
TABLE*
Y/ater
CornPres§ibiliry
Compressibiliiy
Factor
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Volume
Pcr
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Compressibility
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Clase de iocalización
Fluido
de
prueba Presión mínima de
prueba
Clase
1
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1.25-MOP
Clase
1
división
2
agua
,l
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t. I tvtvt
Clase
2
Agua
aire
gas
1.25"MOP
Clase 3
agua
l.4.MOP
Clase 4
agua
1.4*MOP
Pres*üre
Pgia
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É3F
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7,
Page
4
API
Standard
5LX-65
--
Seanrless,
Electric
Resistance
Welded,
Electric
Fíash
Welded,
and
Submerged
Arc
\¡/elcled
Pipe
(Specified
l'linimum
Yield
Strenglh-65,000
psi)
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UNIVERSIDAD
illAYOR
DE SAN ANDEES
FACULTAD
DE INGENIERIA
II.¡GENIERIA
PETROLERA
TRANSPORTES
Y ALfuIACENfuE
OE
HIDROCARBUROS
II
(PET-214)
BIBLIOGR,AFíA
1.
Apuntes
de clases
lng.
Sandaiio
choque
Poma.
2. ASME
31.4(1998)
s.
ASME 31.8(1999)
4. El
gas
oportunidades
y
negocios
lng.
Julio Caceres
Vergara
5.
Gas
pipeline
hydraulics
6. Gerencía
nacional
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redes
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gas y
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Guia
de auxiliatura
operaciones
unitarias
lng
Jose
Luis
Huanca
pongo
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Guia de
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transportes lng.
lber
F. Navarro
Gallardo
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Http: //es.
scri
bd
"
com/doc/9374340
1
/C Ias+S-Diseno-d+.Oleod
uctos
10. lnstalaciones
de
gas
6ta
edicion
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Nestor
euadri
1
1. Mecanica
de fluidos
lng.
Ramon
Lutina
Lopez
12.
Mecanica
de fluidos
e
hidraulica
tercera
edicion
13.
Mecanica
de fluidos
Problemas
resueltos
Josep
M. Bergadá
Graño.
14.
Petroleo
para
todos:
un viaje liviano
por
la
industria
petrolera
lng.
Mario
V. Andrade
15.
Proyecto
de
grado
(tesis)lng.
Sandalio
choque
Poma.
16.
YPFB
corporacion
gestion
2010
