Normatividad Internacional Que Regula La Tuberia Flexible Para Aplicaciones Costa Afuera

8/19/2019 Normatividad Internacional Que Regula La Tuberia Flexible Para Aplicaciones Costa Afuera

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NORMATIVIDAD INTERNACIONAL QUE REGULA LA TUBERIA FLEXIBLE PARAAPLICACIONES COSTA AFUERA

Realizado por: Aprobado por:Ing. José Luis Pinto Ing. Sarah Kawas


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PEMEX / MexicoNormativa de la Tubería Flexible para aplicaciones

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Tabla de Contenido

Introducción................................................................................................................................. 3

Normativa PEMEX - Tubería flexible costa afuera .................................................................... 4

NRF-012-2009 Tubería de Resina Reforzada con Fibra De Vidrio para Recolección y

Transporte De Hidrocarburos y Fluidos Corrosivos Líquidos................................................. 4

NRF-185-2008 Tubería Plástica Reforzada Enrollable Para La Recolección y Transporte

de Hidrocarburos Líquidos y Gaseosos. ................................................................................. 5

Normativa de PEMEX - Instalación de tubería costa afuera .................................................... 6

NRF-106-2005 Construcción, Instalación, Y Desmantelamiento De Ductos

Submarinos .......................................................................................................................... 6

NRF-013-2009 Diseño De Líneas Submarinas En El Golfo De México ........................ 7

Norma Internacionales - Manufactura, Instalación, Transportación de la Tubería Flexible ...... 8

API17J - Uso de ―Diablos‖ ................................................................................................. 11

API 17 B – Ruta a seguir por la tubería flexible en el lecho marino ................................. 11

API 17B - Estabilidad del tubo en el lecho marino ............................................................ 12

DNV – RP – 109/305 – Estabilidad Absoluta .................................................................... 12

DNV – RP – 109 en su punto 3.4: ..................................................................................... 14

API 17B – Upheaval Buckling ............................................................................................ 15

API17B – Cruces de Lineas ............................................................................................... 16

API17B – Instalación de la Tubería Flexible ..................................................................... 16

Comentarios .............................................................................................................................. 16

Referencias: .............................................................................................................................. 17


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Introducción

Wellstream International Limited (WIL), en pro de incentivar a la confiabilidad de los

productos que ofrece, en el área de desarrollo de campos en aguas profundas; hace eldesarrollo de su tecnología basado en las normas internacionales con la finalidad de poderlograr su aplicabilidad y utilización a nivel mundial.

De acuerdo con lo anterior, WIL se apoya en las normas API, normas ISO, y concer tificaciones por terceras partes como LOYDS Type of Approval ―International Third PartyVerification‖; la verificación de los modelos matemáticos por parte de Loyd’s asegurar laintegridad de los procesos, programas de cálculos de ingeniería y la veraz aplicación de lasnormas internacional, garantizando sí la manufacturación de una tubería altamente eficientey de alto rendimiento.

Por ende; los procesos de diseño y manufactura de la tubería son muy estrictos, para evitar

discrepancias en la aplicación de las normas durante la ingeniería y el proceso deproducción, así como el cumplimiento de los factores de seguridad, en concordancia con losorganismos reguladores antes mencionados.

Referente a la ingeniería de instalación, la norma API17B muestra un proceso mucho másabierto y que depende de condiciones variables mucho más complejas. La instalación; al serun proceso menos estricto, promueve tanto al instalador como al cliente, a evaluar dichoproceso al detalle, con la finalidad de obtener la instalación de tubería más rápida, con losmayores niveles de seguridad, dados por un proceso de transición que dependedirectamente del balance de dinero en el tiempo.

Esta diversidad hace que no exista un proceso definido para el proceso de instalación de

tubería flexible en aguas, ya sean someras o profundas, motivado que cada pozo, superficiede fondo marino, e instalaciones adyacentes tiene una identidad propia, haciendo de cadaproyecto de instalación un reto diferente, al cual, se le pueden aplicar ideas de experienciasrealizadas con éxito en otros campos con la finalidad de alcanzar las metas trazadas.


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Normativa PEMEX - Tubería flexible costa afuera

PEMEX ha procurado tener normas de referencia, especialmente para las nuevas

tecnologías que ofrecen soluciones a los desafíos que se presentan los campos del territorioMexicano.

Wellstream International Ltd ha hecho una revisión de las Normas de Referencia de Pemexen sus secciones 1A, y 2A, encontramos solo algunas referencias específicas para tuberías,dichas normatividades en líneas generales dan los parámetros de aplicación de tuberíaflexible pero PARA APLICACIONES EN TIERRA. Por ende, estas normativas no aplican a latubería flexible costa afuera, a pesar de estar referenciadas bajo las mismas normasinternacionales ISO, API o DNV.

NRF-012-2009 Tubería de Resin a Reforzada co n Fibra De Vidrio paraRecolección y Transpo rte De Hidroc arburo s y Fluido s Corrosivo s Líquid os


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P.2.0730.02 Sep2010 Tubería Flexib le No Ad herid a Con Acero De Refuerzo.

NRF-185-2008 Tub ería Plást ica Refo rzada Enro llab le Para La Reco lección yTranspo rte de Hidroc arburo s Líqu idos y Gaseoso s.


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Normativa de PEMEX - Instalación de Tubería Costa Afuera

En relación con instalaciones de tubería costa afuera PEMEX solo cuenta 2 normas muyespecificas relacionadas con la instalación de ductos.

La norma NRF-106-2005 y la norma NRF-013-2009; esta última toma en cuenta laestabilidad hidrodinámica de la tubería, el cual es un punto de importancia en aguassomeras (hasta 200mts)

Ambas normas aplican exclusivamente para la los procesos de suministro, manejo,transporte de materiales, construcción e instalación de TUBERIA RIGIDA.

Por ende; aunque estas normas podrían ser referenciales para ciertos aspectos de lainstalación de una tubería flexible, no es la norma International que ha regido la instalaciónde la tubería flexible en el resto del mundo, incluyendo el golfo de México (Norte América).Estas normas no orientan, determinan, controlan o rigen otros muchos factores críticos de

ingeniería, manejo, transporte y logística; referentes y dirigidos específicamente a la tuberíaflexible.

Las normativas de PEMEX son las siguientes:

NRF-106-2005 Construcción, Instalación, y Desmantelamiento de DuctosSubmarinos


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NRF-013-2009 Diseño de Líneas Submarinas en El Golfo De México


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Norma Internacionales - Manufactura, Instalación, Transportaciónde la Tubería Flexible

Las normas internacionales son una herramienta creada con la finalidad deestandarizar los procesos que son de práctica común a nivel mundial. La tuberíaflexible para procesos costa afuera no es ajena a estas prácticas, todos los procesosde diseño, manufactura, transporte e instalación están asociados estrechamente conlas normas internacionales. Las siguientes normas son las que principalmente rigenlos procesos generales en la tubería flexible costa afuera.

API 17 B RECOMMENDED PRACTICE FOR FLEXIBLE PIPE (Practica recomendadapara tubería flexible)

API 17 J SPECIFICATION FOR UNBOUNDED FLEXIBLE PIPE (Especificaciones para

tubería flexible ―unbounded‖) DNV-RP-109 ON-BOTTOM STABILITY DESIGN OF SUBMARINES PIPELINES (Diseñode estabilidad en fondo para tuberías submarinas)

ISO 13628 - 1 PETROLEUM AND NATURAL GAS INDUSTRIES — DESIGN ANDOPERATION OF SUBSEA PRODUCTION SYSTEMS — PART 1: GENERALREQUIREMENTS AND RECOMMENDATIONS (Industria del petróleo y gas – diseño yoperación de los sistemas de producción costa afuera – parte 1: recomendaciones yrequerimientos generales)

ISO 13628-2 PETROLEUM AND NATURAL GAS INDUSTRIES -- DESIGN ANDOPERATION OF SUBSEA PRODUCTION SYSTEMS -- PART 2: UNBONDED FLEXIBLEPIPE SYSTEMS FOR SUBSEA AND MARINE APPLICATIONS (Industria del petróleo y gas

– diseño y operación de los sistemas de producción costa afuera – parte 2: Sistemas detubería flexible ―Unbounded‖ para aplicaciones marinas y submarinas)

ISO 13628-3 PETROLEUM AND NATURAL GAS INDUSTRIES -- DESIGN ANDOPERATION OF SUBSEA PRODUCTION SYSTEMS -- PART 3: THROUGH FLOWLINE(TFL) SYSTEMS (Industria del petróleo y gas – diseño y operación de los sistemas deproducción costa afuera – parte 3: (A través de los sistemas de líneas de flujo)

Todas estas normas desempeñan un papel en la tubería flexible, que a su vez juega unpapel muy importante en el desarrollo de campos en aguas profundas.

En líneas generales la norma que abarca en un contexto global todos los aspectos de latubería Flexible es la API 17 B. El objetivo de la norma mencionada es el siguiente:

http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=38613http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=24202http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=24202http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=38613


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Traducción:“La practica recomendada d a las guías para el diseño, análisis, manufactura, prueba, instalación yoperación de de líneas y sistemas de tubería flexible para aplicaciones en tierra, marinas ysubmarinas. esta práctica complementa la practica recomendada 17J y 17K, las cuales especificanlos mínimos requerimientos para el diseño, selección de materiales, manufactura, prueba, marcado yempacado de de tuberías flexibles “unbounded” y “bonded” respectivamente.

En general, la tubería flexible es una tubería hecha a la medida que puede ser fabricada por unavariedad de métodos. Este documento no tiene la intención de mostrar una novedad o de mostrarnuevos desarrollos en el tema de la tubería flexible. Al contrario, es reconocido la variedad dediseños y métodos de análisis que son posibles. Por esta razón, algunos tópicos son presentados entérminos generales con la finalidad de proveer una guía al usuario. Mientras se deja abierta la

posibilidad de usar procedimientos alternativos.

El lector debe estar advertido que la tecnología de la tubería flexible (p.e. conceptos, diseño yanálisis/criterios metodológicos, componentes manufacturados y pruebas, funciones y requerimientosoperacionales, inspección y mantenimiento, etc.) están en un estado de constante evolución. Usuarios

potenciales deberán entonces tener cuidado en la aplicación de las recomendaciones dadas en laeste documento.”

La norma API 17B aplica para tuberías ascendentes, líneas de flujo y líneas de inyección,que presten servicio dulce o amargo, en el transporte de gas, crudo o químicos. Este puntoes cubierto en la sección 1.3 de la mencionada norma.


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La norma API 17B esta seccionada de la siguiente manera:


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En líneas generales lo procesos de diseño, prueba y manufactura, siguen una normatividadestándar, la cual, hace de estos procesos, un sistema rígido, el cual varia solamente endependencia de los requerimientos del cliente.

Una de estas variaciones se ve reflejada en el diseño del sistema de la tubería flexible,especificados en el punto 7 de la presente norma; ya que aquí se decide cual va a ser eldiseño de la tubería y cuál será su interacción con el medio que la rodeará a futuro.

API17J - Uso de “Diablos”

Un primer punto de discrepancia viene con el uso de los ―diablos‖ o Pigs (nombre en ingles).Para la tubería flexible es de vital importancia que se usen POLIPIGS. NO SE DEBEN USARPIGS TIPO RASPADOR. Este punto es resaltado en la norma en el numeral 7.2.6.2. acontinuación, se presenta el extracto de la norma en su forma original:

API 17 B – Ruta a seguir por la tubería flexible en el lecho marino

Otro punto de importancia el cual tiene muchas opiniones encontradas, es la ruta a seguirpor la tubería flexible en el lecho marino. Este es un punto que se cubre en la norma API 17B específicamente en el punto 7.3, el cual habla sobre los requerimientos del diseño de lalínea de flujo. La norma es muy clara en el numeral 7.3.1 al comentar que el enrutamiento dela tubería a través del lecho marino es de vital importancia para evitar problemáticas con lostráficos de barcos, las actividades de pesca, y otras actividades de importancia que debenser tomadas en cuenta y que se mencionan en dicho punto.


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Adicionalmente 7.3.1.2 hace mención al hecho de que en enrutamiento de la tubería debeasegurar que LA PREPARACION DEL LECHO MARINO SEA LA MENOR POSIBLE y queen caso de requerir un zanjado, haya espacio suficiente para realizar el mismo. El extractode la norma se presenta a continuación:

La protección de la tubería es un tema que se toma en cuenta en el diseño del sistema de latubería, y que la norma toma en cuenta en el apartado 7.3.3. es de importancia destacar,que los factores de protección son tanto de forma como de fondo; es decir, que es deimportancia la robustas de la tubería ante posibles agentes externos, pero también esimportante proteger la tubería con agentes externos en puntos calientes donde exista laposibilidad de daños por agentes endógenos.

De allí es muy importante que la tubería sea diseñada con una óptima evaluación técnicatomando en cuenta la relación de costos asociados a dichas protecciones. Esta evaluacióndebe hacerse tomando en cuenta los puntos nombrados en el numeral 7.3.2.4 de la normamencionada.

API 17B - Estabilidad del tubo en el lecho marino

Otro punto importante dentro de la protección de la tubería es la estabilidad en fondo o como

su nombre indica ―ON-BOTTOM STABILITY‖. ESTE ES UN PUNTO DE VITALIMPORTANCIA, YA QUE ES EL DISEÑO DE LA TUBERÍA QUIEN PARTE PROVEE LAPROTECCIÓN CONTRA LOS EMBATES AMBIENTALES PREVISTOS A FUTURO EN SUFUNCIONAMIENTO. La norma recoge unos puntos de vital importancia en el numeral 7.3.3.

El diseño de la tubería, se debe engranar con las posibles condiciones ambientales, su pesoen el diseño, asegura una buena resistencia desarrollada por el suelo circundante enrelación con la tubería en cuestión. Este tipo de análisis también asegura que la tuberíasumergida cumple con los criterios de estabilidad en fondo sin necesidad del enterramientode la misma. Este punto es resaltado en el numeral 7.3.3.1.1 de la norma.

El punto 7.3.3.1.2 resalta el hecho de que las matrices de concretos (colchacretos) o bolsas

de rocas, son requeridas para proveer una mayor estabilidad de la tubería en caso de quesea necesario; tomando en cuenta que donde se vaya a ubicar el colchacreto, se debeproteger la capa externa de la tubería.

DNV – RP – 109/305 – Estabilidad Absoluta

El análisis de estabilidad de la tubería es de vital importancia, ya que aporta parámetrosimportantes en la geometría final del diseño planteado para la tubería en cuestión. La norma

API 17B resalta los pasos a seguir en este análisis en el numeral 7.3.3.2. Cabe destacar que


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la norma DNV – RP – 109/305 estudian a detalle este hecho, y son las que rigen losparámetros a seguir para lograr en la tubería una ―estabilidad absoluta‖. A continuación unextracto de la norma API 17B donde se expone este punto:

Para el análisis dinámico lateral nombrado en la norma API 17B en el punto ―a‖ del numeral7.3.3.2.1, la norma DNV – RP – 109 en su punto 3.4, desarrolla los cálculos matemáticosque se deben llevar a cabo para establecer los parámetros de diseño necesarios paraasegurar la estabilidad dinámica. En líneas generales se especifican los siguientes criterioscomo la base de sus cálculos:


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DNV – RP – 109 en su punto 3.4:

Para el análisis generalizado de estabilidad lateral nombrado en la norma API 17B en elpunto ―b‖ del numeral 7.3.3.2.1; la norma DNV – RP – 109 en su punto 3.5.2, desarrolla los

parámetros de estabilidad, basados en los datos de estabilidad dinámica y considerando elmovimiento de la tubería en un rango de hasta 10 diámetros a condiciones extremas.

En la norma DNV – RP – 109 también da los procedimientos matemáticos para el cálculo dela ESTABILIDAD ABSOLUTA en la tubería flexible tomando en cuenta los aspectosambientales tomando como referencia datos del Mar del Norte y del Golfo de México Norte.El punto 3.6 y 3.6.3 de esta norma explica a detalle dichos procedimientos.


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API 17B – Upheaval Buckling

Otro punto de importancia a ser tomado en cuenta es el hecho de la posibilidad de

encontrarse con el efecto del ―upheaval buckling‖, en caso de que se decida tender la tuberíaen una zanja submarina ―abierta‖. El punto 7.3.4 de la norma API 17B desarrolla este puntoa detalle.

La prevención del efecto ―upheaval buckling‖ se muestra en el punto 7.4.3.2 se destaca elhecho de que enterrar la tubería en la zanja puede ser una forma de solucionar la presenciade este posible inconveniente o hacer una zanja lo suficiente mente ancha como parapermitir los desplazamientos de la tubería ―Snaking‖.


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API17B – Cruces de Líneas

Para el caso de los cruces de líneas, se aplica el mismo principio que en la tubería rígida, sedeben separar las tuberías con protecciones, ya sean estructuras, colchacretos o sacos de

arena. Esto se habla a detalle en punto 7.3.5 de la norma API17B.

API17B – Instalación de la Tubería Flexible

Como último punto variante en los procesos generales de la tubería flexible se encuentra elproceso de instalación de la tubería. Ya que queda a gusto del cliente decidir cuál es elmejor proceso para el optimo desempeño de sus operaciones tomando en cuenta siempre,una correcta relación costo / beneficio y por sobre todas las cosas, una producción tempranaa plazo más corto. La norma API17B hace referencia a este punto en su numeral 11.4.8.

Comentarios Generales

Es de vital importancia, la definición de los procesos operativos de ingeniería y construccióndesde el punto de vista del cliente y desde el punto de vista del proveedor de tubería flexible.El desarrollo de ideas en conjunto optimiza sustancialmente los recursos desde la fase deingeniería, ya que no se da espacio a improvisaciones.

Otro punto importante es tomar en cuenta la necesidad de PEMEX para el desarrollo denuevas normas que logren abarcar completamente el mundo de aguas profundas y los retosque se presentan en el Golfo de México. Estos puntos ya han sido expuestos conanterioridad en conferencias en donde se desarrollan a detalle las normas necesarias para lamayoría de los procesos involucrados en la extracción de crudos en aguas profundas. En lasiguiente dirección electrónica podrán encontrar una presentación a detalle sobre el puntoantes mencionado.

―LA ADOPCION TECNICA EN PEMEX DE LAS NORMAS GLOBALES ISO/IEC COMOFACTOR DE ÉXITO EN LA EXPLOTACION Y TRANSPORTACION DE HIDROCARBUROSEN AGUAS PROFUNDAS‖

http://tinyurl.com/34a66os

http://tinyurl.com/34a66oshttp://tinyurl.com/34a66os


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Referencias:

Dirección electrónica donde se encuentra la API 17Bhttp://mycommittees.api.org/standards/isotc67sc4/NDocs/2003/n246annex.pdf

Dirección electrónica donde se encuentra la API 17Jhttp://mycommittees.api.org/standards/isotc67sc4/NDocs/2003/n247annex.pdf

Dirección donde se encuentra la DNV RP E-305/F-109 (on bottom stability design)http://exchange.dnv.com/OGPI/OffshorePubs/Members/rp-f109.pdf

Dirección donde se encuentra el paper de estabilización de tubería en lecho marino licuadohttp://www-

civ.eng.cam.ac.uk/geotech_new/people/bolton/mdb_pub/170_ASCE_2006_132_Teh. pdf
http://mycommittees.api.org/standards/isotc67sc4/NDocs/2003/n246annex.pdfhttp://mycommittees.api.org/standards/isotc67sc4/NDocs/2003/n246annex.pdfhttp://mycommittees.api.org/standards/isotc67sc4/NDocs/2003/n247annex.pdfhttp://mycommittees.api.org/standards/isotc67sc4/NDocs/2003/n247annex.pdfhttp://exchange.dnv.com/OGPI/OffshorePubs/Members/rp-f109.pdfhttp://exchange.dnv.com/OGPI/OffshorePubs/Members/rp-f109.pdfhttp://www-civ.eng.cam.ac.uk/geotech_new/people/bolton/mdb_pub/170_ASCE_2006_132_Teh.pdfhttp://www-civ.eng.cam.ac.uk/geotech_new/people/bolton/mdb_pub/170_ASCE_2006_132_Teh.pdfhttp://www-civ.eng.cam.ac.uk/geotech_new/people/bolton/mdb_pub/170_ASCE_2006_132_Teh.pdfhttp://www-civ.eng.cam.ac.uk/geotech_new/people/bolton/mdb_pub/170_ASCE_2006_132_Teh.pdfhttp://www-civ.eng.cam.ac.uk/geotech_new/people/bolton/mdb_pub/170_ASCE_2006_132_Teh.pdfhttp://www-civ.eng.cam.ac.uk/geotech_new/people/bolton/mdb_pub/170_ASCE_2006_132_Teh.pdfhttp://www-civ.eng.cam.ac.uk/geotech_new/people/bolton/mdb_pub/170_ASCE_2006_132_Teh.pdfhttp://exchange.dnv.com/OGPI/OffshorePubs/Members/rp-f109.pdfhttp://mycommittees.api.org/standards/isotc67sc4/NDocs/2003/n247annex.pdfhttp://mycommittees.api.org/standards/isotc67sc4/NDocs/2003/n246annex.pdf

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