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CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE CRUDO DE 36 IN X 42 KM Y DISTRIBUCIÓN DE DILUENTE DE 24 IN X 42 KM BLOQUE JUNÍN 10
INGENIERÍA/ INGENIERÍA BÁSICA
EVALUACIÓN HIDRÁULICA
REV. FECHA DESCRIPCIÓNELABORADO
POR
REVISADO
POR
APROBADO
POR
FIRMA DE
APROBACIÓN
GERENCIA DE PROCESOS DE SUPERFICIE PB071002-OD0D3-GD04001
SUPERINTENDENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOS
EVALUACIÓN HIDRÁULICA
ÍNDICE
1. OBJETIVO DEL DOCUMENTO.......................................................................3
2. ALCANCE DEL DOCUMENTO.......................................................................3
3. DOCUMENTOS DE REFERENCIA.................................................................3
4. NORMAS Y CÓDIGOS APLICADOS..............................................................4
5. METODOLOGÍA APLICADA..........................................................................5
6. HERRAMIENTAS DE CÁLCULO....................................................................5
7. DATOS DEL PROCESO.................................................................................6
8. CRITERIOS DE SELECCIÓN DE TUBERÍA...................................................9
9. LONGITUDES DE LÍNEAS...........................................................................11
10. ESQUEMAS DE SIMULACIÓN.....................................................................17
11. RESULTADOS..............................................................................................19
12. ANÁLISIS DE RESULTADOS.......................................................................22
13. CONCLUSIONES..........................................................................................23
14. RECOMENDACIONES..................................................................................23
15. ANEXOS........................................................................................................24
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SUPERINTENDENCIA DE INGENIERÍA Y
PROYECTOS Fecha Ene. 12 2 de 68
EVALUACIÓN HIDRÁULICA
1. OBJETIVO DEL DOCUMENTO
Presentar los resultados de los cálculos hidráulicos realizados en el dimensionamiento
de las tuberías para el manejo de DCO (Dehydrated Crude Oil) y Diluente del Proyecto:
“CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE CRUDO DE 36 IN X 42
KM Y DISTRIBUCIÓN DE DILUENTE DE 24 IN X 42 KM BLOQUE JUNÍN 10”.
2. ALCANCE DEL DOCUMENTO
Presentar los criterios empleados para la selección de tuberías, la simulación del
comportamiento de las mismas y los resultados con sus respectivas conclusiones y
recomendaciones correspondientes a las líneas de DCO (Dehydrated Crude Oil) y
Diluente del Proyecto: “CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE
CRUDO DE 36 IN X 42 KM Y DISTRIBUCIÓN DE DILUENTE DE 24 IN X 42 KM
BLOQUE JUNÍN 10”
3. DOCUMENTOS DE
REFERENCIA
Gerencia Procesos de Superficie. Distrito Cabrutica. “Construcción de Diluenducto
de 20 IN X 42 KM y Oleoducto de 30 IN X 42 KM Bloque Junín 10, Distrito
Cabrutica”. Documento de Solicitud de Oferta, Rev. 0, Fecha: 30/11/2010.
Documento PDVSA Nº PB071002-OD0D3-GD11001. Bases y Criterios de Diseño.
Disciplina Procesos. Proyecto: ““Construcción de Diluenducto de 20 IN X 42 KM y
Oleoducto de 30 IN X 42 KM Bloque Junín 10, Distrito Cabrutica”. Rev. 0, OPYS
LATINO, C.A (Mayo, 2011).
Documento PDVSA Nº PB071002-OD0D3-GD09001. Informe de Levantamiento en
Campo. Disciplina Procesos. Proyecto: “Construcción de Diluenducto de 20 IN X 42
KM y Oleoducto de 30 IN X 42 KM Bloque Junín 10, Distrito Cabrutica”. Rev. 0,
OPYS LATINO, C.A (Mayo, 2011).
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PROYECTOS Fecha Ene. 12 3 de 68
EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Plano PDVSA Nº PB071002-OD0D3-PP01001. Diagrama de Flujo de Procesos
Oleoducto y Diluenducto Centro de Bombeo Junín 10 - Estación Principal San Diego
de Cabrutica. Disciplina Procesos. Proyecto: “Construcción de Diluenducto de 20 IN
X 42 KM y Oleoducto de 30 IN X 42 KM Bloque Junín 10, Distrito Cabrutica”. Rev. 0,
OPYS LATINO, C.A (Mayo, 2011).
4. NORMAS Y CÓDIGOS
APLICADOS
Para el desarrollo de la Ingeniería Básica de este Proyecto, se utilizan como referencia
las más recientes ediciones de las Prácticas, Guías, Procedimientos de Ingeniería,
Normas de Diseño PDVSA y estándares internacionales.
Normas PDVSA
PDVSA MDP-01-DP-01 “Temperatura y Presión de Diseño”
PDVSA 90616.1.024 “Dimensionamiento de Tuberías de Proceso”.
PDVSA L-TP 1.5 “Cálculo Hidráulico de Tuberías”
PDVSA IR-S-02 “Criterios para el Análisis Cuantitativo de Riesgos”
Estándares Internacionales
API 5L “Specification for Line Pipe”.
API 6D “Specification for Pipe Line Valves (Gate, Plug, Ball,
and Check Valves)”
5. METODOLOGÍA APLICADA
El estudio hidráulico se realizó siguiendo el procedimiento descrito a continuación:
Recopilar información de las características de las corrientes y establecer las
condiciones de operación máximas y mínimas para realizar el análisis.
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PROYECTOS Fecha Ene. 12 4 de 68
EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Obtener mediante el uso del XREF de la disciplina Mecánica los valores de las
longitudes, elevaciones y accesorios de las tuberías asociadas a: la transferencia
del Crudo de 16,7 ºAPI desde el Centro de Bombeo Junín 10 (CBJ) hasta la
Estación Principal San Diego, Dtto Cabrutica y el envío de Diluente (Mesa 30),
desde Estación Principal San Diego, Dtto Cabrutica hasta Centro de Bombeo Junín
10 (CBJ).
Realizar la simulación con el programa PIPEPHASE de la empresa SIMSCI Inc.,
versión 9.1, definiendo las correlaciones de flujo, ecuaciones de estado y tipo de
problema de acuerdo con lo establecido en la sección 6 de este documento.
Representar la Red de tubería de acuerdo con el arreglo propuesto para el diseño.
Realizar diferentes iteraciones para visualizar el comportamiento del sistema.
Evaluar las presiones de operación del oleoducto y diluenducto, considerando las
máximas producciones de crudo y diluente (año 2030), asociadas a PETROJUNIN y
JUNÍN -10.
Evaluar las presiones en la red considerando la producción de PETROJUNIN y
JUNÍN- 10, desde el año 2014 hasta el año 2030.
Evaluar las presiones en la red considerando la producción de PETROJUNIN,
JUNÍN -10 y la incorporando de la producción de las E.M.: PETROMACAREO,
PETROURICA y PEROMIRANDA.
Determinar la presión de operación del diluenducto con un flujo máximo de 204300
BPD de Mesa 30, y un diámetro de 24” para PETROJUNIN y JUNIN10.
Determinar el espesor del oleoducto de 36” y del diluenducto de 24” para los flujos
máximos de operación asociados a Petrojunin y Junín 10, teniendo como parámetro
de comparación que la velocidad no debe exceder la velocidad de erosión, según el
caso en estudio
Determinar hasta qué año el oleoducto de 36” y diluenducto de 24” entre CBJ-10 y
EP, puede recibir la producción temprana asociada a PETROMACAREO,
PETROURICA y PETROMIRANDA, con el mismo espesor de tubería.
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
6. HERRAMIENTAS DE
CÁLCULO
Para elaborar la simulación de la red de tuberías asociadas al sistema de tanques,
enmarcado en el proyecto “CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE TRANSFERENCIA
DE CRUDO DE 36 IN X 42 KM Y DISTRIBUCIÓN DE DILUENTE DE 24 IN X 42 KM
BLOQUE JUNÍN 10” se utilizó el simulador PIPEPHASE de la empresa SIMSCI Inc.,
versión 9.1, recomendado en el manual de diseño de procesos para cálculos de flujo de
fluidos, PDVSA MDP-02-FF. Se aplicó la siguiente correlación y métodos de cálculo:
Paquete de Fluidos: Blackoil
Tipo de Simulación: Network Model
Tipo de Fluido: Líquido (Crudo + Agua)
Correlación para caída de Presión: Beggs & Brill – Moody
7. DATOS DEL PROCESO
Las características más importantes del crudo de 16,1 ºAPI a ser utilizadas como
referencia para simular crudo del Bloque Junín 10 proveniente del Centro de
Bombeo Junín-10 hasta la Estación Principal Cabrutica., se muestran en la Tabla 1,
las cuales fueron tomadas del informe de ensayo del Centro de Análisis Jusepín de
fecha: 18/11 al 22/11/2010 y del documento Reporte de Análisis Estación de
bombeo y Medición de Jose y Zuata (Elaborado por: Schlumberger Venezuela,
S.A., Fecha: 21/06/2005).
La gravedad específica utilizada en la simulación es de 1, que corresponde al agua
pura, ya que ella representaría la condición más desfavorable.
Se estableció como temperatura de operación 120 ºF.
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Tabla 1. Parámetros para caracterización del fluido (Crudo) en el simulador.
PARÁMETRO VALOR
Temperatura de Operación (ºF) 120
Gravedad Específica @ 60/60ºF 0,9593
º API 16,1 (A)
Viscosidad de Crudo Muerto (cP) @ 80,0 °F
@ 130,0 °F
1201,329 (A)
54,130 (A)
Contenido de Agua y Sedimentos (%) 0,8 (A)
Contenido de Nitrógeno (N2) (%) 0
Contenido de Dióxido de Carbono (CO2) (%) 0
Contenido de Ácido Sulfúrico (H2S) (%) 0
Gravedad Especifica del Gas 0,6123 (B)
Gravedad Especifica del Agua 1,0
Fuente: (A) Informe de ensayo del Centro de Análisis Jusepín. (B) Reporte de Análisis Estación de bombeo y Medición
de Jose y Zuata.
Las características más importantes del Diluente (Mesa 30), utilizadas como
referencia para simular diluente desde la Estación Principal de Cabrutica hasta el
Centro de Bombeo Junín-10 se muestran en la Tabla 2, las cuales fueron tomadas
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
del Reporte de verificación de calidad de fluidos realizado por PDVSA INTEVEP,
estadísticas 2006.
Tabla 2. Propiedades del Diluente (Mesa 30)
PARÁMETRO VALOR
Temperatura de Operación (ºF) 120 ºF
Gravedad Específica @ 60/60ºF 0,875 (A)
ºAPI 30,18 (A)
Agua y Sedimentos (%V/V) 0,27 (A)
Viscosidad de crudo muerto (cP) @ 100 ºF 8,016 (A)
@ 122 ºF 6,003 (A)
Contenido de Nitrógeno (N2) (%) 0
Contenido de Dióxido de Carbono (CO2) (%) 0
Contenido de Ácido Sulfúrico (H2S) (%) 0
Gravedad Especifica del Gas 0,6123 (B)
Gravedad Especifica del Agua 1,0
Fuente: (A) Reporte de verificación de calidad de fluidos realizado por PDVSA INTEVEP. (B) Reporte de Análisis
Estación de bombeo y Medición de Jose y Zuata.
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Las condiciones de diseño consideradas para realizar el análisis hidráulico para
cada una de las condiciones analizadas se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3. Condiciones para el Análisis Hidráulico.
CASOS CONDICIONES TUBERÍASFLUJO
(BPD)
PRESIÓN
(PSIG)
TEMPERATURA
(ºF)
1. PRODUCCIÓN
PETROJUNÍN Y
JUNÍN-10
1.Condición
Mínima
(Producción
2014)
Descarga Producción Petrojunín 121350 (1) 120(3)
Interconexión Tramo
Petrojunín - Junín 10121350 (1) (1)
Descarga de Bombas de
trasferencia de crudo CBJ-1036300 (1) 120(3)
Interconexión Tramo
Junín 10 – Est. Principal157650 (1) (1)
Descarga Tanques de
Almac. Est. Principal157650 30 (2) (1)
2.Condición
Máxima
(Producción
2030)
Descarga Producción Petrojunín 329210 (1) 120(3)
Interconexión Tramo
Petrojunín - Junín 10329210 (1) (1)
Descarga de Bombas de
trasferencia de crudo CBJ-10301400 (1) 120(3)
Interconexión Tramo
Junín 10 – Est. Principal630610 (1) (1)
Descarga Tanques de
Almac. Est. Principal630610 30 (2) (1)
2. PRODUCCIÓN
PETROJUNÍN,
JUNÍN-10,
PETROURICA,
PETROMACAREO
y PETROMIRANDA
1. Condición
Mínima
(Producción
2014)
Descarga Producción Petrojunín 75000 (1) 120(3)
Interconexión Tramo
Petrojunín - Junín 1075000 (1) (1)
Descarga de Bombas de
trasferencia de crudo CBJ-1037500 (1) 120(3)
Interconexión Tramo
Junín 10 – Est. Principal37500 (1) (1)
Descarga Tanques de
Almac. Est. Principal37500 30 (2) (1)
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Tabla 3. Condiciones para el Análisis Hidráulico. Continuación
CASOS CONDICIONES TUBERÍASFLUJO
(BPD)
PRESIÓN
(PSIG)
TEMPERATURA
(ºF)
2. PRODUCCIÓN
PETROJUNÍN,
JUNÍN-10,
PETROURICA,
PETROMACAREO
Y
PETROMIRANDA
2. Condición
Máxima
(Producción
2029)
Descarga Producción
Petrojunín75000 (1) 120(3)
Interconexión Tramo
Petrojunín - Junín 1075000 (1) (1)
Descarga de Bombas de
trasferencia de crudo CBJ-1037500 (1) 120(3)
Interconexión Tramo
Junín 10 – Est. Principal37500 (1) (1)
Descarga Tanques de
Almac. Est. Principal37500 30 (2) (1)
3. DILUENTE
PETROJUNÍN Y
JUNÍN-10
1. Condición
Mínima
(Diluente
2014)
Descarga Bombas de Diluente
P-000-901 A/B/C/D Est. Ppal. 75000 (1) 120(3)
Descarga Tanques de
Diluente CBJ-1075000 30 (2) (1)
2. Condición
Máxima
(Diluente
2029)
Descarga Bombas de Diluente
P-000-901 A/B/C/D Est. Ppal. 75000 (1) 120(3)
Descarga Tanques de
Diluente CBJ-1075000 30 (2) (1)
4. DILUENTE
PETROJUNÍN,
JUNÍN-10,
PETROURICA,
PETROMACAREO
Y
PETROMIRANDA
1. Condición
Mínima
(Diluente
2014)
Descarga Bombas de Diluente
P-000-901 A/B/C/D Est. Ppal. 75000 (1) 120(3)
Descarga Tanques de
Diluente CBJ-1075000 30 (2) (1)
2. Condición
Máxima
(Diluente
2029)
Descarga Bombas de Diluente
P-000-901 A/B/C/D Est. Ppal. 75000 (1) 120(3)
Descarga Tanques de
Diluente CBJ-1075000 30 (2) (1)
Notas:
GERENCIA DE PROCESOS DE SUPERFICIE PB071002-OD0D3-GD04001 Revisión A Página
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
(1) Condiciones a ser calculadas con el Simulador Pipephase Versión 9.1.
(2) La presión de trabajo corresponde a la altura de columna entre el alto nivel alto de líquido y la altura de la
boquilla de entrada de líquido más la presión ejercida por el gas de manto.
(3) Temperatura de operación fijada para el sistema.
Fuente: Propia
Se estableció los flujos volumétricos de salida de los tanques de almacenamiento
de PETROJUNÍN, JUNÍN-10, PETROURICA, PETROMACAREO Y
PETROMIRANDA de acuerdo al Plan de Operaciones de la empresas mixtas 2011-
2030. Ver Anexo A.
8. CRITERIOS DE SELECCIÓN
DE TUBERÍA
Los criterios de diseño para caídas de presión y velocidad son tomados de las
Normas PDVSA 90616.1.024 “Dimensionamiento de Tubería” y PDVSA L-TP-1.5
“Cálculo Hidráulico de Tubería”, mostrados en las Tablas 4 y 5:
Tabla 4. Velocidades Recomendadas y ∆P Máximo en Tuberías de Acero al Carbono.
Tuberías para Líquidos en Servicios de Procesos y Equipos.
Fuente: Norma PDVSA L-TP 1.5 “Cálculo Hidráulico de Tuberías”
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ServicioVelocidad
(pie/s)
Caída de Presión por cada 100 pie (psi/100 pie)
1. Recomendación General 5 - 15 4
EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Tabla 5. Caídas de Presión en Tuberías y Velocidades Típicas de Líquidos en Tuberías de Acero (Kern). Según Norma PDVSA 90616.1.024.
CAIDAS DE PRESION RECOMENDADAS
Servicio
Pérdida por Fricción de Carga hidrostática (pies de líquido/100 pies de
tubería)
Notas
Líneas de Transferencia
Agua 1 - 2Hidrocarburo 1 - 3
Bomba Centrífuga Verifique NPSH Disp.
Succión 1 - 3 6 pies/seg.
Descarga 2 - 4 Velocidad máxima
Fuente: Norma PDVSA 90616.1.024 “Dimensionamiento de Tubería”
Para líquidos conteniendo sólidos en suspensión, la velocidad no debe ser menor
de 0,91 m/s (3 pie/s).
4 psig por cada 100 pies como criterio general para pérdida por fricción de las líneas
En ningún caso la velocidad del fluido deberá exceder la velocidad de erosión del
mismo, siendo ésta la máxima recomendada para el diseño.
Para el cálculo de la máxima velocidad se utilizan las siguientes ecuaciones:
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Para Velocidad de Erosión (máxima)
(Ec. 1)
V1= Velocidad de Erosión (pie/s)
ρ= Densidad del Fluido (lb/pie3)
Se plantea un modelo de perdidas por fricción en tuberías de rugosidad absoluta.
El coeficiente de rugosidad utilizado para todas las tuberías simuladas de acero al
carbono será de 0,0018 pulg y la eficiencia de flujo de 90%.
9. LONGITUDES DE LÍNEAS
Los datos para el análisis hidráulico del sistema de transferencia de crudo de 36 IN x 42
KM y distribución de diluente de 24 IN x 42 KM bloque Junín-10 se tomaron del ruteo de
los Planos de Planta Rev. 0 de la disciplina Mecánica, estos se muestran en la Tablas
6, 7 y 8.
Tabla 6. Datos para la Elaboración del Análisis Hidráulico del Condición 1.
Link Dispositivo
Diámetro Nominal
Longitud Elevación
in m m
L034 Tubería 36 50,0 0,0
L006 Tubería 36 44001,2 54,2
L008 Tubería 36 10,0 0,0
L010Tubería 36 4100,1 8,7
Tubería 36 5002,9 48,6
Tubería 36 5003,8 10,1
Tubería 36 5001,9 9,6
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Tubería 36 5004,9 -12,5
Tubería 36 5003,7 3,4
Tubería 36 5000,2 24,0
Tubería 36 5000,2 -10,9
Tubería 36 2700,2 -18,1
Tabla 6. Datos para la Elaboración del Análisis Hidráulico del Condición 1.
(Continuación)
Link DispositivoDiámetro Nominal
Longitud Elevación
in m m
L01A
TEE 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,2 -0,2
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,2 -0,2
L01B
Tubería 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Codo 12 0,0 0,0
Tubería 12 1,3 -1,3
Codo 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 2,8 0,0
Codo 12 0,0 0,0
TEE 12 0,0 0,0
Tubería 12 16,3 0,0
TEE 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,5 -0,5
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,3 -0,3
L02A
Tubería 16 40,7 0,0
Codo 16 0,0 0,0
Tubería 16 0,8 0,0
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PROYECTOS Fecha Ene. 12 14 de 68
EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Codo 16 0,0 0,0
Tubería 16 57,9 0,0
L03A
Tubería 12 0,5 0,4
Codo 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 11,9 0,0
Codo 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,0 0,0
L03B Tubería 12 0,5 0,4
Tabla 6. Datos para la Elaboración del Análisis Hidráulico del Condición 1.
(Continuación)
Link DispositivoDiámetro Nominal
Longitud Elevación
in m m
L03B
Codo 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 11,9 0,0
Codo 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,0 0,0
L04A
PUMP 0,0 0,0
Tubería 10 0,4 0,0
Codo 10 0,0 0,0
Tubería 10 10,5 0,0
Válvula 10 0,0 0,0
Tubería 10 0,6 0,0
Codo 10 0,0 0,0
Tubería 10 1,0 -1,0
L04B
PUMP 0,0 0,0
Tubería 10 0,4 0,0
Codo 10 0,0 0,0
Tubería 10 10,5 0,0
Válvula 10 0,0 0,0
Tubería 10 0,6 0,0
Codo 10 0,0 0,0
Tubería 10 1,0 -1,0
EXPA 10 0,0 0,0
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SUPERINTENDENCIA DE INGENIERÍA Y
PROYECTOS Fecha Ene. 12 15 de 68
EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Tubería 16 4,5 0,0
L05A Tubería 16 11,2 0,0
Fuente: Propia
Tabla 7. Datos para la Elaboración del Análisis Hidráulico del Condición 2.
Link DispositivoDiámetro Nominal
Longitud Elevación
in m m
L01A
Tubería 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Codo 12 0,0 0,0
Tubería 12 1,3 -1,3
Codo 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 2,8 0,0
Codo 12 0,0 0,0
Tubería 12 16,3 0,0
TEE 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,5 -0,5
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,3 -0,3
L02A
Tubería 16 40,7 0,0
Codo 16 0,0 0,0
Tubería 16 0,8 0,0
Codo 16 0,0 0,0
Tubería 16 57,9 0,0
L03A
Tubería 12 0,5 0,4
Codo 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 11,9 0,0
Codo 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,0 0,0
GERENCIA DE PROCESOS DE SUPERFICIE PB071002-OD0D3-GD04001 Revisión A Página
SUPERINTENDENCIA DE INGENIERÍA Y
PROYECTOS Fecha Ene. 12 16 de 68
EVALUACIÓN HIDRÁULICA
L03B
Tubería 12 0,5 0,4
Codo 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 11,9 0,0
Codo 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,0 0,0
L04A PUMP 0,0 0,0
Tabla 7. Datos para la Elaboración del Análisis Hidráulico del Condición 2.
(Continuación)
Link DispositivoDiámetro Nominal
Longitud Elevación
in m m
L04A
Tubería 10 0,4 0,0
Codo 10 0,0 0,0
Tubería 10 10,5 0,0
Válvula 10 0,0 0,0
Tubería 10 0,6 0,0
Codo 10 0,0 0,0
Tubería 10 1,0 -1,0
L04B
PUMP 0,0 0,0
Tubería 10 0,4 0,0
Codo 10 0,0 0,0
Tubería 10 10,5 0,0
Válvula 10 0,0 0,0
Tubería 10 0,6 0,0
Codo 10 0,0 0,0
Tubería 10 1,0 -1,0
EXPA 10 0,0 0,0
Tubería 16 4,5 0,0
L05A Tubería 16 11,2 0,0
Fuente: Propia
Tabla 8. Datos para la Elaboración del Análisis Hidráulico del Condición 3.
Link DispositivoDiámetro Nominal
Longitud Elevación
in m m
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
L01A
Tubería 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Codo 12 0,0 0,0
Tubería 12 1,3 -1,3
Codo 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 2,8 0,0
Tabla 8. Datos para la Elaboración del Análisis Hidráulico del Condición 3.
(Continuación)
Link DispositivoDiámetro Nominal
Longitud Elevación
in m m
L01A
Codo 12 0,0 0,0
Tubería 12 16,3 0,0
TEE 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,5 -0,5
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,3 -0,3
L02A
Tubería 16 40,7 0,0
Codo 16 0,0 0,0
Tubería 16 0,8 0,0
Codo 16 0,0 0,0
Tubería 16 57,9 0,0
L03A
Tubería 12 0,5 0,4
Codo 12 0,0 0,0
Válvula 12 0,0 0,0
Tubería 12 11,9 0,0
Codo 12 0,0 0,0
Tubería 12 0,0 0,0
L04A
PUMP 0,0 0,0
Tubería 10 0,4 0,0
Codo 10 0,0 0,0
Tubería 10 10,5 0,0
Válvula 10 0,0 0,0
Tubería 10 0,6 0,0
Codo 10 0,0 0,0
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Tubería 10 1,0 -1,0
L05A Tubería 16 11,2 0,0
Fuente: Propia
9. ESQUEMAS DE SIMULACIÓN.
En las Figuras 1 al 3 se muestra el esquema de simulación que se construyó para
dimensionar las líneas del sistema de tanques y en la tabla 9 se presenta la
identificación de cada una de las líneas analizadas en relación al esquema de
simulación.
Tabla 9. Identificación de las Líneas de los Esquemas de Simulación
CONDICIONES TUBERÍASIDENTIFICACIÓN
DEL LINK
1. Operación
Normal
Descarga T-000952A L01A
Descarga T-000952B L01B
Cabezal de Succión de Bombas L02B
Succión de Bomba P-000951A L03A
Succión de Bomba P-000951B L03B
Descarga de Bombas P-000951A L04A
Descarga de Bombas P-000951B L04B
Cabezal de Descarga de Bombas L05A
2. Condición
Máxima
Descarga T-000952A L01A
Cabezal de Succión de Bombas L02B
Succión de Bomba P-000951A L03A
Succión de Bomba P-000951B L03B
Descarga de Bombas P-000951A L04A
Descarga de Bombas P-000951B L04B
Cabezal de Descarga de Bombas L05A
3. Operación Descarga T-000952B L01A
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Mínima
Cabezal de Succión de Bombas L02A
Succión de Bomba P-000951A L03A
Descarga de Bombas P-000951A L04A
Cabezal de Descarga de Bombas L05A
Fuente: Propia
Figura 1. Esquema de Simulación para sistema de bombas de agua de inyección a
pozo (Condición 1).
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Figura 2. Esquema de Simulación para sistema de bombas de agua de inyección a
pozo (Condición 2).
Figura 3. Esquema de Simulación para sistema de bombas de agua de inyección a
pozo (Condición 3).
10. RESULTADOS
Los resultados del análisis hidráulico para el dimensionamiento de las líneas del
sistema de bombas de agua de inyección a pozo, se muestran en la Tabla 10.
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
11. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Condición 1: operación normal, dos (02) tanques descargando a 37500 BPD
cada uno y un cabezal para 75000 BPD con dos (02) bombas en operación y una
(01) en respaldo.
Los diámetros de tuberías analizados para esta condición cumplen con el
parámetro de velocidad (menor que 6 pie/s), teniendo velocidades entre 3,03 a 5,15
pie/s, las caídas de presión por cada 100 pie de tubería se encuentran en un rango
de 0,22 a 0,69 pie/100 pie, cumpliendo con los valores recomendados por la norma
(menor 0,4 psi/100 pie para tubería de circulación por gravedad y succión de
bombas y 3 psi/100 pie para descarga de bombas).
Condición 2: condición máxima: un (01) tanque descargando a 75000 BPD con
dos (02) bombas en operación y una (01) en respaldo.
Los diámetros de tuberías analizados para esta condición cumplen con el
parámetro de velocidad (menor que 6 pie/s), teniendo velocidades entre 3,17 a 4,93
pie/s, a excepción de la línea de descarga que sale del tanque cuya velocidad se
encuentra en 6,34 pie/s, la cual se excede en 5,67% en relación a la velocidad
recomendada, sin embargo, se encuentra en un 68,37% por debajo de la velocidad
de erosión (20,25 pie/s).
Las caídas de presión por cada 100 pie de tubería se encuentran en un rango de
0,22 a 0,78 pie/100 pie, cumpliendo con los valores recomendados por la norma
(menor 0,4 psi/100 pie para tubería de circulación por gravedad y succión de
bombas y 3 psi/100 pie para descarga de bombas), a excepción de la línea de
descarga que sale del tanque cuya caída de presión por cada 100 pie se encuentra
en 0,78 psi/100 pie, la cual se excede en 95%.
Para esta condición de análisis la tubería de descarga desde el tanque no cumple
con los valores recomendados, sin embargo, se selecciono el diámetro de
12 pulg ya que para las otras condiciones analizadas el sistema se comporte de
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
manera satisfactoria, adicionalmente todas las velocidades obtenidas se encuentran
por debajo de la velocidad de erosión del fluido.
Condición 3: condición mínima: un (01) tanque descargando a 35000 BPD con
una (01) bombas en operación y una (01) en respaldo.
Los diámetros de tuberías analizados para esta condición cumplen con el
parámetro de velocidad (menor que 6 pie/s), teniendo velocidades entre 1,87 a 4,6
pie/s, las caídas de presión por cada 100 pie de tubería se encuentran en un rango
de 0,06 a 0,56 pie/100 pie, cumpliendo con los valores recomendados por
la norma (menor 0,4 psi/100 pie para tubería de circulación por gravedad y succión
de bombas y 3 psi/100 pie para descarga de bombas). A excepción de la línea de
succión de la bomba cuya caída de presión por cada 100 pie se encuentra en
0,56 psi/100 pie, la cual se excede en 40%. Sin embargo, se cumple con el criterio
de velocidad y se obtiene una buena presión en la boquilla de succión de la bomba.
12. CONCLUSIONES
Con los resultados obtenidos se tiene que tanto para las operaciones de máximo
flujo como de mínimo flujo, el sistema responde de manera favorable permitiendo
que el arreglo de tubería funcione de manera adecuada ante las diferentes
condiciones que deban ser manejadas durante las operaciones.
13. RECOMENDACIONES
Instalar las tuberías de acuerdo con los diámetros seleccionados en el análisis
hidráulico que se muestran en la tabla 10.
Tabla 10. Diámetros Seleccionados para Tuberías del Sistema de Bombas de Inyección
DESCRIPCIÓN DE LA LÍNEA DIÁMETRO, IN
Descarga de los Tanques de Almacenamiento 12
Cabezal de Succión de las Bombas P-000951A/B 16
Succión de Bombas P-000951A/B 12
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Descarga de Bombas P-000951A/B 10
Cabezal de Descarga de Bombas P-000951A/B 16Fuente: Reporte de Simulación PIPEPHASE. Ver Anexos D, F y H.
Figura 4. Esquema de simulación para SISTEMA DE BOMBAS DE AGUA DE
INYECCIÓN A POZO.
14. ANEXOS.
Anexo A: Tabla de Factor de Fricción para Hazen Williams. Cameron Hydraulic Data.
Anexo B: Correo: Bomba de Planta de Agua 35 MBPD, 31 de mayo de 2011.
Anexo C: Reporte de Simulación en PIPEPHASE, Condición 1
Anexo D: . Reporte de Simulación en PIPEPHASE, Condición 2
Anexo E: Reporte de Simulación en PIPEPHASE, Condición 3
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EVALUACIÓN HIDRÁULICA
Anexo A:
Tabla de Factor de Fricción para Hazen
Williams. Cameron Hydraulic Data.
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Anexo B:
Correo: Bomba de Planta de Agua 35 MBPD,
31 de mayo de 2011.
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Anexo C:
Reporte de Simulación en PIPEPHASE, Condición 1.
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Anexo D:
Reporte de Simulación en PIPEPHASE, Condición 2.
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Anexo E:
Reporte de Simulación en PIPEPHASE, Condición 3.
.
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