Bases y criterios de diseño

Bases y Criterios de Diseo H1

GERENCIA DE PROCESOS Y DESARROLLO DE SUPERFICIEINGENIERA BSICA Y DE DETALLE PARA LAS FACILIDADES DE SUPERFICIE DE LAS MACOLLAS L5 E I1, OLEODUCTOS Y LNEAS ELCTRICAS DE 34,5 kV ASOCIADAS

BASES Y CRITERIOS DE DISEOGENERAL MACOLLA I100-I1-00-G-01-26701Contrato No. 4620001727Rev. B1Fecha 01/07/14Pgina 2 de 154

BASES Y CRITERIOS DE DISEOGENERAL MACOLLA I1

Rev.FechaDescripcinRealizadoporRevisadoporAprobado

Coordinador del ProyectoPETROPIAR

A118/11/13Emisin InicialO.M./M.N./F.L./ A.A./L.C.L. MarcanoL. CubillnE.R./L.R./A.T.

B101/07/14Incorporacin de ComenariosO.M./M.N./M.B./ A.A./L.C.L. MarcanoL. CubillnE.R./L.R./F.P.

C127/08/13Emisin para ConstruccinO.M.//M.N./F.L./A.A./L.C.L. MarcanoL. CubillnE.R./L.R./F.V./A.T.

NDICE101.INTRODUCCIN

102.OBJETIVO DEL proyecto

113.ALCANCE DEL PROYECTO

114.OBJETIVO DEL Documento

115.alcance DEL Documento

126.Ubicacin y despliegue

126.1.Sitio

Error! Marcador no definido.6.1.1Localizacin

126.2.Condiciones del Sitio

126.3.Elevacin

136.4.Suelo

136.5.Topografa y Vegetacin

137.TECNOLOGA DEL PROCESO

148.DOCUMENTOS DE REFERENCIA

159.BASES DE DISEO

159.1.Capacidad de Diseo para la Macolla I1

159.2.Lmites de Batera

159.3.Descripcin del Proceso

189.4.Caracterizacin de las Corrientes de Proceso

189.4.1Crudo de formacin producido

199.4.2Gas producido

199.4.3Diluente

209.4.1Agua de Formacin

219.1.Condiciones de Operacin

Error! Marcador no definido.9.2.Condiciones del Sitio

219.3.Flexibilidad de Diseo

2210.CRITERIOS DE DISEO

2210.1.General

2210.2.Idioma de Documentos y Planos

2310.3.Unidades de Medicin

2310.4.Presin y Temperatura de Diseo para Tuberas

2310.4.1Presin de diseo

2310.4.2Temperatura de diseo

2410.5.Tuberas de Lquido

2610.6.Tuberas de Gas

2710.7.Tuberas Bifsicas

2710.8.Seguridad

2711.PROCESOS

2711.1.Estndares y Normas

2911.2.Accesorios

2911.3.Nombre y Nmero de Lneas, Equipos e Instrumentos

2912.MECNICA


3112.2.Criterios de Diseo

3112.3.Clases de acuerdo a la presin y temperatura

3212.4.Diseo y especificaciones de tuberas

3212.5.Cambio de Especificacin de los Materiales

3312.6.Tamaos de Lneas

3312.7.Corrosin Permitida

3412.8.Espesor de Pared de Tuberas

3412.9.Distribucin de Equipos en Planta

3512.10.Criterios de Diseo para Tuberas

3612.11.Diseo Arreglo de Tuberas

3712.12.Arreglo de Tuberas Crticas

3712.13.Facilidades para Instalaciones Futuras

3812.14.Conexiones a instalaciones existentes

3812.15.Soporte de Tuberas

3812.16.Criterios de Flexibilidad

3912.17.Arreglos

3912.17.1General

4012.17.2Cambio de Direccin

4112.17.3Bolsillos y Extremos Muertos

4112.17.4Drenajes en Tuberas

4212.18.Requerimientos de Acceso

4212.18.1Acceso a Vlvulas

4212.18.2Acceso a Instrumentos

4212.19.Vlvulas

4312.20.Ubicacin de Vlvulas

4412.21.Orientacin de las Vlvulas

4512.22.Bridas y Accesorios

4512.23.Conexiones de Ramales

4512.24.Codificacin de Equipos Mecnicos

4613.CIVIL


4913.2.Criterios Generales

4913.2.1Caractersticas de los Materiales

5213.2.2Parmetros Ssmicos

5313.2.3Viento

5413.2.4Nivel Fretico

5413.2.5Estructuras de Acero

5513.2.6Diseo de Conexiones

5513.2.7Pernos

5713.2.8Soldadura

5813.2.9Planchas

5913.2.10Concreto

Error! Marcador no definido.13.2.11Esfuerzos permisibles en el suelo

6113.2.12Cargas de Diseo

6913.2.13Combinaciones de Carga

7313.2.14Esfuerzos Permisibles

7713.2.1Sealizacin

7813.2.2Alineamiento de la Tubera

7913.2.3Radios de Curvatura

8013.2.4Cruces Tpico, Especiales

8214.ELECTRICIDAD


8414.2.Generalidades

8514.3.Premisas

8614.4.Criterios de Diseo

8614.5.Seleccin de Proteccin

8614.6.Niveles de Voltaje

8714.7.Iluminacin

8814.7.1Niveles de Iluminacin

8814.8.Transformadores de Potencia

8914.8.1Sistema Ininterrumpible de Potencia (UPS)

9014.8.2Centro de Distribucin de Potencia (CDP)

9114.8.3Equipos en reas Clasificadas

9214.8.4Suministro Elctrico de Circuitos Ramales

9214.8.5Cables y Conductores

9314.8.6Capacidad de los Conductores (Ampacidad)

9414.8.7Cada de Tensin

9414.8.8Seleccin por Cortocircuito

9414.8.9Canalizaciones

9514.8.10Bancadas

9714.8.11Tubos Metlicos

9814.8.12Conduit Flexible

9814.8.13Bandejas Portacables

9914.8.14Ducto de Barras

9914.8.15Puesta a Tierra

10114.8.16Puesta a Tierra de Equipos y Estructuras

10214.8.17Proteccin Contra Descargas Atmosfricas

10314.8.18Sistema de Supresin de Picos de Voltaje (TVSS)

10414.8.19Motores

10514.9.Criterios de Diseo Lnea Elctrica 34,5 kV

10514.9.1General

10514.9.2Reservas

10514.9.3Cada de Tensin Permisible

10514.9.4Sistema de Protecciones

10614.9.5Sistema de Puesta a Tierra

10714.9.6Clculos Elctricos de la Lnea

10714.9.6.1Parmetros de Diseo

10714.9.6.2Caractersticas Mecnicas del Conductor

10814.9.6.3Ampacidad del Conductor

10814.9.6.4Cada de Tensin

10814.9.6.5Clculo Mecnico del Conductor y Cable de Guarda


10914.9.6.7Hiptesis de Carga para el Conductor

10914.9.6.8Hiptesis de Carga para el Cable de Guarda.

11014.9.7Dimensionamiento de Apoyos

11014.9.7.1Geometra de los Apoyos

11014.9.7.2Angulo de Apantallamiento contra Sobretensiones

11014.9.7.3Distancias Mnimas de Seguridad

11114.9.7.4Distancia Mnima de Seguridad a Masa

11114.9.7.5Distancia Mnima de Separacin Horizontal entre Conductores de Fase

11114.9.7.6Distancia Vertical Mnima entre Conductores de Fase y Cable de Guarda

11214.9.7.7Altura Mnima Sobre el Nivel del Terreno

11214.9.7.8ngulo Mximo de Oscilacin

11214.9.7.9Longitud Mxima del Vano

11214.9.8Cargas en los Apoyos


11314.9.8.2Angulo de Apantallamiento de los Conductores

11314.9.8.3Aisladores

11314.9.8.4Velocidad del Viento

11414.9.8.5Cargas de Viento

11414.9.8.6Cargas de Viento Sobre los Apoyos

11414.9.8.7Carga de Viento Sobre los Conductores

11514.9.8.8Carga de viento sobre las cadenas de aisladores

11614.9.8.9Factores de Seguridad

11614.9.9Tipos de Cargas Aplicadas a los Apoyos

11614.9.9.1Cargas Verticales

11614.9.9.2Cargas Transversales

11614.9.9.3Cargas Longitudinales

11714.9.9.4Hiptesis de Carga

11714.9.9.5Apoyos de Alineacin

11714.9.9.6Apoyos de ngulos

11814.9.9.7Apoyos de Amarre o Anclaje Intermedio

11914.9.9.8Apoyo en Derivacin

11914.9.9.9Apoyo Terminal o fin de Lnea

12015.INSTRUMENTACIN

12015.1.Simbologa


120Tabla 22. Normas Nacionales a emplear en la Disciplina Instrumentacin

12315.3.Lineamientos de Diseo

12315.3.1General

12815.3.2Instrumentacin Electrnica.

12915.3.3Instrumentacin Neumtica.

13015.3.4Sistema de Distribucin de Aire de Instrumentos

13115.3.5Conexiones de los Instrumentos al Proceso

13215.3.6Montaje de Instrumentos

13415.3.7Canalizaciones

13615.3.8Conductores

13815.3.9Gabinetes, cajas de paso y accesorios de Tuberas.

13915.3.10Sistema de Puesta a Tierra

14015.3.11Clasificacin de rea

14015.4.Criterios para Seleccin de Instrumentos

14015.4.1Instrumentos de Presin

14115.4.2Indicadores de Presin o Manmetros

14215.4.3Transmisores de Presin

14215.4.4Instrumentos de Flujo

14315.4.5Placa Orificio

14315.4.6Coriolis

14415.4.7V-Cone

14515.4.8Instrumentos de Temperatura

14515.4.9Termmetros

14615.4.10Termopozo

14615.4.11Transmisores de Temperatura

14715.4.12Termoresistencias (RTDs)

14715.4.13Vlvulas de Control

15015.5.Identificacin

15016.ANEXOS

1. INTRODUCCINLas instalaciones de produccin de superficie de la Macolla I1 se localizarn en el Bloque Huyapar de la Divisin Ayacucho de la Faja Petrolfera del Orinoco; con ocho (8) pozos y facilidades para una futura expansin, considerando la conexin de pozos adicionales. El mtodo de extraccin del crudo ser por levantamiento artificial, utilizando una Bomba de Cavidad Progresiva (BCP o PCP, por sus siglas en ingls).

Con la puesta en marcha de esta Macolla se lograr la produccin de crudo extrapesado Hamaca con una gravedad de 8,6 API y corte de agua de 15 %, el potencial promedio estimado, suministrado por la Superintendencia de Ingeniera de PDVSA PETROPIAR es de 3.200 BPD. Para facilitar el transporte del crudo por tuberas se mezclar con nafta (diluente de 47 API), obteniendo un crudo diluido (DC o DCO, por sus siglas en ingls) con una gravedad de 15,5 API y una viscosidad hasta cien veces menor a la del crudo de formacin.2. OBJETIVO DEL proyecto

La instalacin y funcionamiento de nuevas Macollas en la Faja Petrolfera del Orinoco permitir el aumento de la produccin, procesamiento y transporte de crudo extrapesado y pesado, as como del gas natural asociado, para satisfacer de forma ntegra el desarrollo sustentable de la explotacin del petrleo y dar cumplimiento a la demanda de los diversos sectores industriales del pas y de los mercados internacionales. 3. ALCANCE DEL PROYECTO

El propsito del proyecto es desarrollar la Ingeniera Bsica y de Detalle de la Macolla L5 e I1, Oleoductos y Lneas Elctricas de 34,5 kV asociadas de PDVSA PETROPIAR, para lo cual se generarn todos los documentos y planos correspondientes para a Macolla, oleoductos y lneas elctricas; desglosados en diferentes disciplinas tales como Procesos, Mecnica, Civil, Electricidad e Instrumentacin.

4. OBJETIVO DEL Documento

El objetivo de este documento es presentar las Bases y Criterios de Diseo para la construccin de la Macolla I1, as como de las instalaciones conexas, equipos, instrumentacin, lneas elctricas y tuberas de transporte que permitan llevar el petrleo extrado hasta el Centro Operativo Bare (COB) de PDVSA PETROPIAR, como parte del proyecto INGENIERA BSICA Y DE DETALLE PARA LAS FACILIDADES DE SUPERFICIE DE LAS MACOLLAS L5 E I1, OLEODUCTOS Y LNEAS ELCTRICAS DE 34,5 kV ASOCIADAS.5. alcance DEL Documento

El presente documento, detalla el proceso y describe los criterios de diseo que sern tomadas como bases para los clculos y ejecucin de los documentos y planos de cada una de las disciplinas involucradas en la elaboracin de la Macolla I1, como parte del alcance del proyecto INGENIERA BSICA Y DE DETALLE PARA LAS FACILIDADES DE SUPERFICIE DE LAS MACOLLAS L5 E I1, OLEODUCTOS Y LNEAS ELCTRICAS DE 34,5 kV ASOCIADAS.6. Ubicacin y despliegue6.1. Sitio

El rea geogrfica donde se implantarn las instalaciones referidas a este proyecto est enmarcada en el Bloque Huyapar, Divisin Ayacucho de la Faja Petrolfera del Orinoco, en la jurisdiccin del Municipio Francisco de Miranda del Estado Anzotegui.6.2. Condiciones del Sitio

En la Tabla 1 se muestran las caractersticas climatolgicas del Centro Operativo Bare (COB).

Tabla 1. Caractersticas Climatolgicas del Centro Operativo Bare.

CaractersticasValor

Temperatura promedio anual, F (mnima / mxima)72 / 88

Humedad relativa, % (mnima / promedio / mxima)62 / 80 / 97

Velocidad del viento, km/h (mxima) direccin Nor-Este112

Temperatura promedio anual, F/C78,8 / 26

Precipitacin aproximada (mm), inicio en Abril y Mayo1.210

Fuente: Informacin de Partida para la IBD de Macolla H1, Correo Electrnico enviado por PDVSA PETROPIAR de fecha 20/02/2013.

6.3. ElevacinEl rea donde construir la Macolla I1 tiene una elevacin de 180 m.s.n.m. correspondiente a la cota de asiento de pavimento y pendientes de drenaje de 0,10% como valor mnimo y 0,30 % como mximo.

6.4. SueloLas caractersticas se encuentra en el informe final de Estudio Geotcnico rea I1 y L4-2/ Municipio Miranda, facilitado por PDVSA Petropiar.6.5. Topografa y VegetacinEl rea se encuentra sobre una topografa uniforme y plana (original) con acceso a travs de picas y trochas sin asfaltar, presenta una vegetacin tipo sabana con relieve de tipo llanura fluvial y predominio de arbusto de altura media.

El cdigo del plano donde detalla la topografa original de la Macolla es 40-I1-00-C-02-26701, realizado en mayo 2013.7. TECNOLOGA DEL PROCESO

Durante la fase de produccin comercial, PDVSA PETROPIAR, ha desarrollado y construido un conjunto de Macollas para la produccin y transporte del crudo diluido con nafta (DCO) hasta el Centro Operativo Bare (COB), por lo cual se cuenta con la tecnologa y experticia para ejecutar el Proyecto.Las facilidades operativas de la Macolla I1 estarn conformadas por los siguientes sistemas: Cabezal de pozo, donde descargan las Bombas de Cavidad Progresiva (BCP), instaladas en el fondo del pozo.

Red de tubera, para recoleccin del gas en la regin anular de cada pozo.

Red de tubera, para la distribucin e inyeccin del diluente (nafta) en el cabezal de cada pozo, en el cabezal de produccin y prueba de crudo, en los medidores multifsicos y en la lnea de produccin de la Macolla. Red de tubera, para la recoleccin del crudo diluido (DCO), a la salida del cabezal de cada pozo.

Cabezales de recepcin y de prueba de gas, para el gas que sale del anular de cada pozo.

Cabezales de produccin y de prueba de crudo, provenientes de cada pozo. Sistema de medicin y de inyeccin del diluente (nafta).

Cabezal de inyeccin del diluente proveniente de patn de inyeccin. Cabezal de Prueba de Diluente. Sistemas de medicin del gas natural asociado.

8. DOCUMENTOS DE REFERENCIA

Para el desarrollo de este documento se consultaron las siguientes referencias, Los cuales se listan a continuacin:

Doc. Bases y Criterios de Diseo Macollas I5 y G4. (N 40-00-00-G-01-23001), Ensayo Crudo Hamaca. 1997. Doc. Del Proyecto Ingeniera Bsica y de Detalle para las facilidades de superficie de las Macollas G1, H1, K1 Y L1, Oleoductos y lneas elctricas de 34,5 Kv asociadas. Doc. Informe del Estudio Geotcnico Wellpad E4 & F5 Expansion (N INF-ST-EG-046-2007) 2007.

9. BASES DE DISEO 9.1. Capacidad de Diseo para la Macolla I1La Macolla I1 manejar la produccin asociada de ocho (8) pozos. Estos pozos sern alineados en una fila en un extremo de la Macolla, dejando facilidad en el otro extremo para la ampliacin a futuro de 6 pozos adicionales. Los parmetros necesarios para los clculos de dimensionamiento de los equipos y tuberas son los siguientes:

Relacin Gas Petrleo (RGP o GOR, por sus siglas en ingls).

Relacin diluente/crudo (obtenida mediante Balance de Masa). Agua y sedimentos (% AyS). Temperatura y presin de operacin (normal y mxima).9.2. Lmites de Batera

La ingeniera a desarrollar considerar nicamente los equipos, lneas e instrumentos localizados dentro del rea de la Macolla I1, as como de las lneas de flujo multifsico (transporta la mezcla crudo, gas y agua desde cada Macolla hasta el punto de interconexin indicado por PDVSA PETROPIAR), la lnea de flujo de diluente (transporta el diluente desde la lnea principal de distribucin hasta cada Macolla).

9.3. Descripcin del Proceso

Las Macollas I1 recolectarn el crudo extrapesado Hamaca proveniente de ocho (8) pozos, con un pronstico estimado de produccin mxima de petrleo por pozo de 400 BPD a 8,6 API, una relacin gas-petrleo (RGP o GOR) mxima de 397SCF/BBL y un contenido de agua mximo de 15 %.Las facilidades de proceso de la Macolla I1 estarn conformadas por: Cabezal de pozo, donde descargan las Bombas de Cavidad Progresiva (BCP) instaladas en el fondo de cada pozo.

Sistema de Recoleccin y Medicin de Crudo.

Sistema de Medicin e Inyeccin de Nafta como Diluente.

Sistemas de Recoleccin y Medicin de Gas.

El crudo extrapesado Hamaca (400 BPD) de 8,6 API proveniente del pozo, y el agua asociada al crudo son succionados por la Bomba de Cavidad Progresiva (BCP), ubicada en el fondo del pozo, y junto con el gas asociado son descargados a la superficie.

Una vez en superficie, la mezcla multifsica (crudo, gas y agua) fluye hacia el Mltiple de Recoleccin de Crudo desde el cabezal del pozo, separando en su recorrido aproximadamente el 30% del gas asociado hacia la red de gas anular. La mezcla multifsica con el 70% restante del gas continua hacia el cabezal de recoleccin de crudo donde se mezclan los ocho (8) pozos que conforman la macolla.

En el extremo de este cabezal, por intermedio de una lnea proveniente del cabezal principal de diluente, se inyecta Nafta a 47 API, previa medicin con los medidores tipo coriolis FE-12, para obtener un crudo diluido (DCO) con gravedad de 15,5 API.

Posteriormente a la salida del cabezal de produccin, aguas abajo de la incorporacin del flujo proveniente del sistema de prueba de pozos (Medidor Multifsico 40-I1-PK-03), se inyecta la cantidad de diluente necesaria (proveniente del Paquete de Medicin de Diluente 40I1PK06) para garantizar la gravedad API del crudo diluido en 15,5.

Una vez diluida, la mezcla multifsica continua su recorrido en la lnea de produccin hacia la interconexin con la lnea de flujo de la Macolla K1 hasta la succin de la MPP H1 desde donde el flujo es enviado a travs de la lnea de flujo que manejar la produccin de las Macollas H1, G1, K1, L1, I1 Y F1 para su posterior interconexin con la troncal en la Junction A4 y envo al COB.

El cabezal de Produccin dispone de un conjunto de vlvulas para desviar el crudo de cada pozo hacia el cabezal de Prueba y de all al Medidor Multifsico (40I1PK-03A). Al concluir con las mediciones, la salida del medidor se conecta con la lnea de produccin. El flujo del gas desde la seccin anular (casing) de cada pozo (aproximadamente 30%) fluye hasta el cabezal de Recoleccin de Gas, el cual recibe la produccin de gas de los ocho (8) pozos. El desvo del gas de cada pozo al cabezal del Mltiple de Prueba de Gas se realiza mediante el cierre y apertura de vlvulas tipo globo, con la finalidad de medir el flujo de gas de un pozo a la vez, mediante un medidor de flujo tipo V-Cone.En la Macolla I1, la medicin y control del flujo de diluente a inyectar, se realiza mediante el Paquete de Medicin de Diluente 40-I1-PK-06, el cual est conformado por dos (02) brazos de medicin/inyeccin, disponiendo cada uno de un medidor de flujo tipo Coriolis y una vlvula de control de flujo, que garantizan la inyeccin de diluente en lnea de produccin (aguas arriba de la medicin multifsica) y la alimentacin a los cabezales de produccin y prueba de diluente que en conjunto conforman el sistema de medicin e inyeccin de diluente. Estos cabezales permiten la inyeccin de nafta, debido a requerimientos operacionales tales como: limpieza y/o alta presin, en los siguientes puntos de la macolla: cabezal de produccin de crudo, cabezal de prueba de crudo, cabezal de pozo y medidor multifsico para prueba de pozo. 9.4. Caracterizacin de las Corrientes de Proceso

9.4.1 Crudo de formacin producido

En la Tabla 2 se muestra la caracterizacin fsica del crudo de formacin Hamaca producido en el Bloque Huyapar de la Divisin Ayacucho. Tabla 2. Caracterizacin Fsica del Crudo Extrapesado Hamaca

PropiedadValor

Gravedad API8,6

Gravedad especfica1,01

Viscosidad @ 140 F (cSt)6.268

Viscosidad @ 210 F (cSt)309,3

Destilacin TBP, F

PropiedadValor

TBP LV 1,31%200

TBP LV 2,10%250

TBP LV 4,40%300

TBP LV 4,40%300

TBP LV 5,34%343

TBP LV 9,54%461

TBP LV 10,37%517

TBP LV 56,32%527

Fuente: Documento N 40-00-00-G-01-23001 Bases y Criterios de Diseo Macollas I5 y G4, Ensayo Crudo Hamaca (1997).

9.4.2 Gas producido

En la Tabla 3 se muestra la composicin tpica del gas separado del crudo Hamaca. Para la Macolla I1, se considerar para efectos de diseo una relacin gas-petrleo (RGP o GOR) mxima de 397SCF/BBL.Tabla 3. Composicin Tpica del Gas Producido

Compuesto% Molar

Nitrgeno0,3000

CO26,0000

CH492,100

C2H60,7500

C3H80,3000

iso-Butano0,1500

normal-Butano0,2000

iso-Pentano0,0583

normal-Pentano0,1000

normal-Hexano0,0167

normal-Heptano0,0250

Fuente: Documento N 40-00-00-G-01-23001 Bases y Criterios de Diseo Macollas I5 y G4.

9.4.3 DiluenteComo base de diseo se utilizar como diluente nafta, el cual se mezclar con el crudo de formacin para obtener crudo diluido (DCO) de 15,5 API. La relacin diluente/crudo ser obtenida mediante balance de masa. En la Tabla 4 se indican las caractersticas del diluente. Tabla 4. Caracterizacin Fsica del diluente Nafta.PropiedadValor

Gravedad (API)47

Viscosidad @ 110 F (cP) 0,558

Viscosidad @ 120 F (cP)0,506

Destilacin TBP, F

TBP LV 10%45

TBP LV 20%69

TBP LV 30%85

TBP LV 40%105

TBP LV 50%120

TBP LV 60%139

TBP LV 70%155

TBP LV 80%180

TBP LV 90%215

Fuente: Documento N 40-00-00-G-01-23001 Bases y Criterios de Diseo Macollas I5 y G4.

9.4.4 Agua de FormacinEn la Tabla 5 se presenta el mximo corte de agua estimado los cuales sern considerados para el diseo de la Macolla.Tabla 5. Agua de Formacin.

CondicinMxima

Agua de formacin15%

Fuente: Informacin de Partida para la IBD de Macolla I1, tomando como referencia los valores ms crticos suministrados en el Proyecto INGENIERA BSICA Y DE DETALLE PARA LAS FACILIDADES DE SUPERFICIE DE LAS MACOLLAS G1, H1, K1 Y L1, OLEODUCTOS Y LNEAS ELCTRICAS DE 34,5 kV ASOCIADAS

9.5. Condiciones de OperacinLas principales condiciones de operacin de la Macolla I1 son las siguientes:

Presin mxima de crudo en el cabezal del pozo: 200 psig. Presin de diluente en la red de distribucin de diluente para la Macolla I1: 274 psig Presin de crudo en el punto de interconexin con la Lnea de Flujo de K1: 150 psig Temperatura de operacin del diluente: 85 F. Temperatura de operacin de crudo en la macolla: 122 F.9.6. Flexibilidad de DiseoEn condiciones normales de operacin, la inyeccin de diluente se realizar en el extremo del cabezal de produccin y finalmente se realizar el ajuste necesario a la salida de la lnea de produccin. No obstante, el diseo contempla las facilidades para la inyeccin de diluente en el cabezal del pozo, en el cabezal de prueba y en los medidores multifsicos para efectos de limpieza, o para adaptar un sistema alterno de inyeccin al cabezal si la presin en el fondo del pozo lo amerita.Tambin, ser considerado en el diseo la inyeccin de productos qumicos (desemulsionantes, inhibidores de asfaltenos, humectantes, entre otros) en las lneas de crudo a la salida de los pozos (despus de la inyeccin del diluente) y en el cabezal de produccin que va a la lnea de flujo.Para la medicin individual del gas se considera un medidor de flujo de presin diferencial V-Cone, el cual ser instalado en la tubera de prueba. El gas total producido podr medirse mediante una placa de orificio, antes de unirse nuevamente a la lnea de crudo diluido (DCO).

10. CRITERIOS DE DISEO

10.1. General

Las instalaciones cumplirn con todas las legislaciones vigentes, nacionales y locales, en particular con los aspectos de seguridad y proteccin ambiental.

Los criterios que privarn, a la hora de hacer un diseo y/o especificacin sern:

Mxima seguridad de operacin.

Mxima operatividad y simplicidad de operacin, diseo y construccin.

Mnimo impacto ambiental y/o daos a terceros.

Mximo factor de servicio.

Mnimo costo de inversin.

Todas las instalaciones o modificaciones consideradas en este proyecto, debern cumplir con todas las exigencias de PDVSA en cuanto a seguridad, operatividad, impacto ambiental y mantenibilidad de las instalaciones, de acuerdo con las Leyes de Venezuela, las Normas PDVSA, y Estndares Internacionales mencionados en las secciones 9.1, 10.1, 11.1, 12.1 y 13.2.10.2. Idioma de Documentos y Planos

Se establece como idioma oficial del proyecto el espaol. Por lo tanto, toda la documentacin generada, como producto del desarrollo de la ingeniera, estar en este idioma.10.3. Unidades de Medicin

Las unidades a ser empleadas en este proyecto, corresponden a una combinacin de los sistemas mtrico e ingls, segn la costumbre del rea de trabajo (Anexo 1).10.4. Presin y Temperatura de Diseo para Tuberas

10.4.1 Presin de diseoLa presin de diseo estar ajustada a la presin del rating de la tubera para la mxima temperatura de diseo, de acuerdo a la ASME B.16.5 Tabla II-2.1.1 (ao 2009) para materiales del Grupo 1.1, la cual toma en cuenta la brida por ser el elemento ms dbil de la tubera.

10.4.2 Temperatura de diseo

La temperatura de diseo ser determinada de acuerdo a la norma de PDVSA MDP-01-DP-01 Manual de Procesos Temperatura y Presin de Diseo, la cual enuncia lo siguiente: Como no se prevn temperaturas de diseo superiores a 752 F, la temperatura de diseo se determinar de manera general, adicionando 50 F a la temperatura de operacin normal.

Como mnimo, la temperatura de diseo deber estar 18 F por encima de la mxima temperatura de operacin esperada, pero en ningn caso debe ser inferior que la mxima temperatura en casos de emergencia (a las condiciones coincidentes ms severas, de temperatura y presin, a las que va a estar sujeto el sistema). Este criterio es aplicable para el diseo mecnico de tuberas y equipos.

Para sistemas protegidos por vlvulas de alivio, la temperatura de diseo debe ser al menos la mxima temperatura coincidente con la presin de ajuste de la vlvula de alivio respectiva.10.5. Tuberas de Lquido

Todas las tuberas de proceso sern diseadas para el flujo de diseo.

La velocidad del fluido en las tuberas no debe exceder la velocidad de erosin, dada por la ecuacin:

Ec. 1

Donde:

( : Densidad a condiciones de operacin en lb/ft3.De acuerdo al MID N 90616.1.024 Dimensionamiento de Tuberas de Proceso, la velocidad mxima del fluido en la tubera no debe exceder el 60% de la velocidad de erosin.

Para lquidos conteniendo slidos en suspensin, la velocidad no debe ser menor de 3 ft/s para minimizar la deposicin de los mismos.

Los criterios hidrulicos para lquidos en servicio de proceso y equipos se indican en la tabla 6.Tabla 6. Velocidad Recomendada y (P mxima para Lquidos en Tuberas de Acero al Carbono Tuberas para Lquidos en Servicio de Proceso y Equipos Tipo de ServicioVelocidad(ft/s)(P mximo (psi/100 ft)

1. Recomendacin General5-154

2. Flujo Laminar4-5()

3. Flujo Turbulento

Densidad del Lquido (Ib/ft3)

1005-8(1)

506-10(1)

2010-15(1)

4. Succin de Bomba

Lquido Hirviente2-60,4

Lquido no Hirviente4-80,4

5. Descarga de Bomba

0-250 gpm6-84

250 - 700 gpm8-104

> 700 gpm10-152

6. Salida de Fondos de Recipientes4-60,6

7. Trampa de Salida de Rehervidor1-40,15

8. Lquido del Condensador3-60,5

9. Lquido para Enfriadores4-6

10.Tuberas Refrigerantes2-40,4

11. Tuberas de Circulacin por Gravedad3-80,4

12. Suministro de Lquido para Torres4-6

Fuente: Norma PDVSA L-TP-1.5 Clculo Hidrulico de Tuberas

10.6. Tuberas de GasEn general, la velocidad en las tuberas de gas no deber exceder los 60 pie/s, para evitar problemas de ruido. En ningn caso debe exceder el 60% de la velocidad de erosin.

Los criterios hidrulicos para gases y vapores (no vapor de agua) se encuentran reflejados en la Tabla 7.Tabla 7. Velocidad recomendada y (P mxima en tuberas con servicio de gasTipo de ServicioVelocidad(ft/s)(P mximo (psi/100 ft)

1. Recomendacin General

Nivel de Presin (psig)

P > 500()2,0

200 < P < 500(2)1,5

150 < P < 200(3)0,6

50 < P < 150(3)0,3

0 < P < 50(3)0,15

Subatmosfrica(3)0,1

2.Tuberas de Gas dentro de los Lmites de Bateras(3)0,5

3. Tubera de Succin del Compresor(3)0,3

4. Tubera de Descarga del Compresor()0,5

Fuente: Norma PDVSA L-TP-1.5 Clculo Hidrulico de Tuberas

10.7. Tuberas Bifsicas La principal preocupacin en el diseo de una tubera para flujo bifsico (gas/liq) son los diferentes patrones de flujo que pueden ocurrir. Es importante evitar en lo posible el rgimen de flujo tipo slug (tapn).

La velocidad en las tuberas bifsicas estar limitada por el 60% de la velocidad de erosin.10.8. Seguridad

Se aplicar aislamiento para proteccin del personal (PP) a las superficies que cumplan con las siguientes condiciones:

Cuando la temperatura de la superficie sea mayor de 150 F. Cuando la superficie debe estar confinada dentro de reas de trabajo normal y est situada donde el personal pueda inadvertidamente hacer contacto con ella.

11. PROCESOS

11.1. Estndares y Normas

El diseo se realizar de acuerdo a las Normas PDVSA, cdigos y estndares nacionales e internacionales. En caso de existir ambigedad o contradicciones entre dos o ms normas, guas o cdigos, stas sern consultadas y acordadas con PDVSA. Ninguno de los requerimientos especificados releva la responsabilidad de disear de acuerdo a requerimientos exigidos con las buenas prcticas de ingeniera.

En general, el orden de precedencia de los documentos referenciales para diseo ser primero las Normas PDVSA y por segundo los Cdigos y Estndares Internacionales.

En las siguientes tablas se presentan las normas de diseo aplicables que se usarn en este proyecto.Tabla 8. Normas Nacionales a emplear en la Disciplina Procesos

CdigoDescripcin

PDVSA L-TP 1.1Preparacin de Diagramas de Proceso

PDVSA L-STP-031Estudio de Flujos en Tuberas y Anlisis Hidrulico

PDVSA H-251Process and Utility Piping Design Requirements

PDVSA MDP-01-DP-01Temperatura y Presin de Diseo

PDVSA IR-S-02 Criterios para el Anlisis Cuantitativo de Riesgos (ACR)

PDVSA 90616.1.024Dimensionamiento de Tuberas de Proceso

PDVSA L-TP 1.5 Clculo Hidrulico de Tuberas

PDVSA MDP-02-FF-01Introduccin

PDVSA MDP-02-FF-02Principios Bsicos

PDVSA MDP-02-FF-04Flujo en Fase Gaseosa

PDVSA MDP-02-FF-05Flujo Bifsico Lquido-Vapor

PDVSA MDP-02-FF-03Flujo en Fase Lquida.

Tabla 9. Normas Internacionales a emplear en la Disciplina Procesos

CdigoDescripcin

API 12JSpecification for Oil & Gas Separation

API 14CRecommended Practice for Analysis, Design, Installation and Testing of Basic Surface Safety Systems for Offshore Production Platforms

ASME B31.8Gas Transmission and Distribution Piping Systems

ASME B31.3Process Piping

Tabla 9. Normas Internacionales a emplear en la Disciplina Procesos.(Continuacin)

CdigoDescripcin

ASME B31.4Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and other Liquids

ASME B16.5Pipe Flanges and Flanged Fittings NPS Through NPS 24 Metric/Inch Standard

API RP 14ERecommended Practice for Design and Installation of Offshore Production Platform Piping Systems

11.2. Accesorios

La cada de presin a travs de accesorios y vlvulas deben ser expresadas para el clculo de la longitud equivalente y adicionada a la longitud real de la tubera. 11.3. Nombre y Nmero de Lneas, Equipos e InstrumentosPara el desarrollo de la presente Ingeniera, los cdigos e identificacin de las lneas, instrumentos y equipos son establecidos en los siguientes documentos y normas: PDVSA L-TP-1.2 "Simbologa para plano de proceso". PP-COB-PR-0PCT-PR-00-000001: Procedimiento para Codificacin de Equipos, Instrumentos y Tuberas Nuevas Rev. 01 28/11/12.

12. MECNICA12.1. Estndares y NormasPara el desarrollo de la ingeniera Bsica-Detalle, se considerarn como base las normas y regulaciones venezolanas, incluyendo estndares y especificaciones aplicables contenidas en el manual de normas tcnicas PDVSA, as como los cdigos y normas internacionales que apliquen, en su edicin ms reciente.

De haber conflicto entre dos o ms normas, se considerar el criterio ms exigente y que brinde mayor beneficio al proyecto.Tabla 10. Normas Nacionales a emplear en la Disciplina Mecnica

CdigoDescripcin

PDVSA HA-211-POTVlvulas y Materiales para Oleoductos

PDVSA H-221Materiales para Tuberas

PDVSA H-231Piping fabrication requirements

PDVSA H-251Process and utility piping design requirements

PDVSA IR-M-02Ubicacin de Equipos e Instalaciones con relacin a Terceros

PDVSA 10605.2.311Figure 8 Line Blinds Spacers and Blinds for Class 300 R-F

PDVSA O-201"Seleccin y Especificaciones de Aplicacin de Sistemas Protectivos de Pinturas"

PDVSA IR-M-01Separacin entre Equipos e Instalaciones

Tabla 11. Normas Internacionales a emplear en la Disciplina Mecnica

CdigoDescripcin

ASME B31.3Process Piping

ASME B31.4Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and other Liquids

ASME B31.8Gas Transmission and Distribution Piping Systems

ASME B16.5Pipe Flanges and Flanged Fittings NPS Through NPS 24 Metric/Inch Standard

ASME B16.9Factory - Made Wrought Buttwelding Fittings

ASME B16.10Face-to-Face and End-to-End Dimensions of Valves

ASME B16.11Forged Fittings, Socket-Welded and Threaded

ASME B16.47Large Diameter Steel Flanges. NPS 26 Through NPS 60 Metric/Inch Standard

ASME B16.21Nonmetallic Flat Gaskets for Pipe Flanges

Tabla 11. Normas Internacionales a emplear en la Disciplina Mecnica. (Continuacin)

CdigoDescripcin

ASME B16.34Valves - Flanged, Threaded, and Welding End

API 5LSpecification for Line Pipe

ASTM A106/A106MStandard Specification for Seamless Carbon Steel Pipe for High-Temperature Service

ASTM A-234Piping Fittings and Wrought Carbon Steel and Alloy Steel for Moderate and Elevate Temperature

ASTM A-105Standard Specification for Carbon Steel Forgings for Piping Applications

ASTM A53/A53MStandard Specification for Pipe, Steel Black and Hot-Dipped, Zinc Coated, Welded and Seamless

cNACE SP 0169-2007Control of External Corrosion on Underground or Submerged Metallic Pipeline Systems

NACE SP 0286-2007Electrical Isolation of Cathodically Protected Pipelines

MSS SP-25-2008Standard Marking System for Valves, Fittings, Flanges and Unions

12.2. Criterios de Diseo

Los criterios de diseo utilizados estn acorde a lo establecido en los Cdigos ASME B31.3 Process Piping, ASME B31.4 Pipeline Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and other Liquids y ASME B31.8 Gas Transmission and Distribution Piping Systems. Los arreglos de tuberas se consideran econmicos, seguros, fciles de operar y mantener.12.3. Clases de acuerdo a la presin y temperatura

Las clases o presiones mximas de trabajo permitida de acuerdo a la temperatura, se seleccionan siguiendo la tabla 2, del cdigo ASME B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings .

12.4. Diseo y especificaciones de tuberas

El diseo y especificaciones de tuberas se realizar de conformidad con las Normas PDVSA H-221 Materiales para Tuberas, PDVSA HA-211-POT Vlvulas y Materiales para Oleoductos. ASME B31.3 Process Piping para instalaciones dentro de reas operacionales y ASME B31.4 Pipeline Transportation System for Liquid Hydrocarbons and other Liquids basados en las condiciones de diseo (presin y temperatura) y el servicio.

El valor correspondiente a la presin de diseo estar ajustada a lo indicado en el aparte 10.4.1 y la temperatura de diseo de las tuberas se establecer en base al Manual de Diseo de Procesos de PDVSA MDP 01-DP-01 Temperatura y Presin de Diseo indicado en el aparte 10.4.2. Ambos criterios sern definidos por la Disciplina Procesos.Las dimensiones de las tuberas debern estar acorde con lo indicado en la norma ASME B36.10 Welded and Seamless Wrought Steel Pipe o API 5L Specification for Line Pipe, segn apliquen.

Sern excluidos de este criterio todos aquellos materiales que previa autorizacin de PDVSA PETROPIAR deban ser sustituidos o reemplazados porque la construccin de la facilidad as lo requiere.12.5. Cambio de Especificacin de los Materiales

Cuando en un sistema de tuberas, una cierta especificacin de lnea se conecta a un sistema con una especificacin de lnea que tiene un material de mayor clase, la conexin de tubera ser construida con el material indicado en la especificacin de lnea de mayor clase, hasta incluir la primera vlvula de conexin del arreglo.

La especificacin de lnea con el material de mayor clase ser utilizada hasta incluir la vlvula en el bypass alrededor de un equipo o vlvulas reductoras de presin.

Vlvulas de bloqueo despus de las vlvulas reductoras sern de la especificacin de lnea que tenga el material de ms alta clase.

En los recipientes a presin diseados con ms alta clase que las lneas de conexin, las vlvulas del recipiente deben tener una clase igual a la del recipiente.12.6. Tamaos de Lneas

Considerando los dimetros de tuberas comerciales y con la finalidad de estandarizar los diseos de tuberas, se deber usar los siguientes dimetros de tuberas: , , 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 26, 30 y 36, de acuerdo a lo indicado en la Normas PDVSA H-221 Materiales de Tuberas y PDVSA HA-211-POT Vlvulas y Materiales para Oleoductos

Los tamaos de tubera nominal de 1-1/4, 2, 3 y tamaos numerados impares 5, 7, etc., no sern utilizados. Los tamaos de lneas estarn acorde con lo indicado en los Diagramas de Tuberas e Instrumentacin a desarrollar en el proyecto.12.7. Corrosin Permitida

La corrosin mnima permisible prevista para todos los sistemas de acero al carbono deber ser de 1/16 pulgadas (0,0625 pulgadas), de acuerdo a lo indicado en las normas PDVSA H-221 Materiales de Tuberas y PDVSA HA-211-POT Vlvulas y Materiales para Oleoductos.12.8. Espesor de Pared de Tuberas

Para el clculo de los espesores se utilizarn las ecuaciones establecidas en Norma ASME B31.3, ecuacin (3a) establecida en el prrafo 304.1.2.

Ec. 2

Dnde:

t = Espesor Mnimo Requerido por Presin Interna, pulgadas.

P= Presin de Diseo (psig).

D= Dimetro Externo de la Tubera (pulgadas).

S= Mnimo Esfuerzo de Fluencia, Puig, (ASME B31.3, Anexo A, Tabla A1).

Y= Coeficiente de la Tabla 304.1.1 vlido para t

Documents

Bases y criterios de diseño