Universidad Privada Pr ivada del Valle alle Carrera: Ing. Petróleo Gas y Energías
PROPUESTA DE DISEÑO DEL GASODUCTO INCAHUASI-COCABAMBA (GIC)
NOMBRE: Alex Javier Basto Triveño PROYECTO DE GRADO:
Co!a"a#"a $ Bolivia
1.-ANTECEDENTES E% siste#a de trans&orte de !idroar"'ros gaseosos onte#&la dos #erados el (I )(erado Interno*+ (E )(erado de Ex&ortaión*.
El (I esta onstit'ido &or los Gasod'tos los 'ales son no#"rados seg'n el vol'#en ,'e trans&ortan: GAA )Gasod'to al Alti&lano*+ GCC )Gasod'to Carraso Co!a"a#"a*+ GTC ) Gasod'to ta&irani -'re*+ G-P )Gasod'to -'re Potosi*+ GVT ) Gasod'to Villa#ontes Taria*+ en &ro#edio el vol'#en trans&ortado en la gestion /012 llego a 11 ((#d. 3'ente. 4P3B T5A6-P75TE -A El (E esta onstit'ido &or los gasod'tos de ex&ortaion: GTB )Gasod'to Trans Boliviano*+ GIJA )Gasod'to Integraion J'ana A8'rd'y*+ G7B ) Gasod'to 7riente Boliviano*+ en &ro#edio el vol'#en trans&ortado en la gestion /012 llego a 9 ((#d 3'ente. 4P3B T5A6-P75TE -A %a &rod'ion &ara satis;aer la de#anda interna y de ex&ortaion de"e llegar a los 20 ((#d+ seg> ((#d ,'e se &rod'ia en ot'"re de /01? a //.2 ((#d en 'nio de /012. 3'ente: 4P3B T5A6-P75TE+ 6o#inaion de trans&orte gas nat'ral. El a#&o Ina!'asi desarrollado &or la o#&añía &etrolera ;ranesa Total E@P o#en8o a &rod'ir en #ayo del año /012 'n &ro#edio de 9.= ((#d+ este n'evo a#&o vino a s'&lir la red'ion de &rod'ion de los a#&os -an Al"erto+ -an Antonio y (argarita. %a &rod'ion del a#&o Ina!'asi es trans&ortado &or el )4AB7G* el 'al tiene 'na a&aidad delarada de 910 ((&d tra#o -ai&'r'5G+ 90 ((&d tra#o Ta,'i&erenda-ai&'r'+ 9/0 ((&d tra#o Caig'aTa,'i&erenda. Ca"e !aer notar ,'e esto se &'do lograr de"ido a la red'ion en la &rod'ion de los a#&os #enionados lineas arri"a. C'ya &rod'ion es trans&ortada en &arte &or el 4AB7G y el G-C4 El a#&o Ina!'asi onte#&la a'#entar s' &rod'ion a 1? ((#d &ara la gestion /01+ este vol'#en adiional no &odra ser trans&ortado &or el 4AB7G ya ,'e exedera s' a&aidad de trans&orte lo 'al dañaria la integridad del d'to. 3'ente: 4P3B T5A6-P75TE -A En este ontexto 4P3B Trans&orte -A !a &ro&'esto la onstr'ion de 'n n'evo gasod'to deno#inado Gasod'to Ina!'asi Co!a"a#"a )GIC* el 'al tendra dos ;ases. 1era ;ase: I#&le#entaion del d'to )sin estaiones de o#&resion* ,'e &er#itira trans&ortar a&roxi#ada#ente 2+= ((#d.
/da ;ase: -e de"e inre#entar la a&aidad de trans&orte a 1? ((#d &ara esto es neesario la i#&le#entaion de estaiones de o#&resion.
3.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Para 'na #eor identi;iaión y &osterior ;or#'laión del &ro"le#a+ el &lantea#iento del &ro"le#a se divide en dos &artes+ detallados a ontin'aión:
a. Identificación de !"#$e%a iagra#a a'sa y e;eto:
E&ECTOS El 4AB7G se en'entra o&erando era a s' a&aidad #xi#a de trans&orte. %o 'al genera #ayores aídas de &resion
(ayores aídas de &resión+ daño a la integridad del d'to &or veloidad de erosión.
Vol<#enes de gas no &'eden llegar a los ons'#idores ;inales
(enor &resión de o&eraión red'e la a&aidad de trans&orte del d'to
Capacidad de transporte del YABOG es insufciente para transportar los nuevos volúmenes de gas natural que producirá el
%a &rod'ión del a#&o Ina!'asi en s' 1era ;ase es 9+= ((#d
%a &rod'ión del a#&o Ina!'asi en s' /da ;ase ser de 1? ((#d
6'evos vol<#enes &rod'idos &or el a#&o Ina!'asi en s' /da ;ase
(xi#a &resión de o&eraión de 4AB7G 1100 &sig
CA'SAS 3'ente: Ela"oraión &ro&ia
3.1. &#"%(ación de P"#$e%a Desarrollar la ingeniería one&t'al del n'evo gasod'to Ina!'asiCo!a"a#"a en "ase a nor#as internaionales A-(E+ API+ A6-I &er#itir deter#inar la trayetoria #s onveniente &ara trans&ortar el gas &rod'ido &or el a#&o Ina!'asi al (erado interno del oidente )Co!a"a#"a+ 7r'ro+ %a Pa8*F
D%a &ro&'esta de diseño del n'evo tra#o Ina!'asiCo!a"a#"a en "ase a nor#as internaionales A-(E+ API+ A6-I &er#itir deter#inar el tra8ado #s onveniente y seleión de di#etros de t'"ería &ara trans&ortar el gas del a#&o Ina!'asi !asta los ons'#idores del #erado interno del oidente del &aís+ on la #enor inversión &osi"leF
).-*'STI&ICACI+N ).1.- *'STI&ICACI+N TECNICA Es evidente la neesidad de ontar on 'n n'evo gasod'to ,'e &'eda trans&ortar los vol<#enes ,'e sern &rod'idos en la seg'nda eta&a &or la o#&añía Total E@P on el a#&o de Ina!'asi. e"ido a ,'e la a&aidad del 4AB7G ser so"re&asada+ este gasod'to ,'edar s'"di#ensionado y se &rod'ir daños a s' integraión &or elevadas aídas de &resión.
).,.-*'STI&ICACI+N ECONOMICA %a &resente &ro&'esta de diseño del n'evo gasod'to GIC &er#itir trans&ortar los vol<#enes adiionales ,'e &rod'ir el a#&o Ina!'asi lo 'al ontri"'ir on los vol<#enes de#andados &or el #erado interno y los ontratos de venta de gas ,'e se tiene on Brasil y Argentina.
.-OB*ETIOS .1.-O$/eti0# ene"a Pro&oner 'n diseño &ara el gasod'to Ina!'asiCo!a"a#"a )GIC* en "ase a nor#as internaionales A-(E B?1.+ API =%+ A6-I &ara deter#inar la trayetoria #s onveniente y seleión de di#etros de añería &ara trans&ortar el gas del a#&o Ina!'asi !asta los ons'#idores ;inales )#erado interno del oidente* on la #enor inversión &osi"le.
.,.- O$/eti0#2 e2!ecfic#2
•
5eali8ar el releva#iento to&ogr;io &ara deter#inar la trayetoria o&ti#a del tra#o Ina!'asi Co!a"a#"a on la a#&liaión Google Eart!
•
A&liar e'aiones de ;l'o de ;l'idos &or d'tos )AGA+ ey#o'!t* &ara deter#inar la !idr'lia del tra#o Ina!'asiCo!a"a#"a )eter#inaión di#etro ó&ti#o de añería+ anlisis de i#&le#entaión de estaiones de o#&resión*
•
Validar los l'los #an'ales #ediante si#'laión 'sando el so;tHare Pi&esys
•
eter#inar &ar#etros tnios de la añería+ vlv'las y aesorios )l'lo de es&esores de &ared+ s!ed'le de añeria+ Ca&aidad de ;l'o CV*
•
Ela"oraión de &lanos P3+ P@I
4.-ALCANCE 4.1.- Acance te%!#"a
El tra"ao de grado se reali8ar d'rante el &ri#er se#estre de la gestión /01 4.,.- Acance e#"5fic#
%os l'los de diseño del d'to sern a&liados &ara el tra#o de añería Ina!'asi Co!a"a#"a ,'e o#&rende los de&arta#entos de C!','isaa y Co!a"a#"a 4.3.- Acance te%5tic#
Para el &resente &royeto se a&liar los onoi#ientos ad,'iridos en las asignat'ras de: Trans&orte de C+ Ing. del Gas 6at'ral+ %a"oratorio de -i#'laión. 6.-
MARCO TEORICO
6.1.- Ga2 Nat("a
El gas nat'ral es 'n o#&'esto no tóxio+ inoloro e inodoro+ onstit'ido &or 'na #e8la de !idroar"'ros en la ,'e s' &rini&al o#&onente es el #etano )C9*+ 'na #ol'la senilla ;or#ada &or 1 to#o de ar"ono y 9 to#os de !idrógeno. -' o#&osiión ,'í#ia+ no o"stante+ varía sensi"le#ente seg
6.,.- Ca2ificación de Ga2 Nat("a El gas nat'ral seg
6.,.1.-Ga2 P#$"e Es el gas nat'ral ,'e ontiene &oo o nada de !idroar"'ros o#erial#ente re'&era"le o#o &rod'to lí,'ido+ en otras &ala"ras &ro&ano y #s &esados+ on a&roxi#ada#ente >=L de #etano o #s. )GP-A+ /009*
6.,.,.-Ga2 Ric# Es el gas nat'ral ,'e ontiene antidades onsidera"les de !idroar"'ros re'&era"les o#erial#ente o#o &rod'to lí,'ido+ es deir &ro&ano y #s &esados+ alrededor de >= #? de estos &or #? de gas nat'ral. )GP-A+ /009*
6.,.3.-Ga2 78%ed# Es el gas ,'e ontiene altas antidades de ag'a ya sea &or,'e se #e8ló on va&or o &or,'e no &aso &or ning>2*
6.,.).-Ga2 Sec# Es el gas ,'e &aso &or 'n &roeso de des!idrataión y ,'e tiene 'na onentraión de ag'a &or de"ao de 19 #? &or #? de gas nat'ral. )Bn8er+ 1>>2*
6.,..-Ga2 A"i# Es el gas nat'ral ,'e ontiene #s de 9 &artes &or #illón de /- &or #? de gas nat'ral yMo #s de 1L en vol'#en de C7/+ ta#"in se &'ede deir ,'e es el gas ,'e no &aso &or ning
6.,.4.-Ga2 D(ce Es el gas nat'ral ,'e ontiene #enos de 9 &artes &or #illón de /- y #enos de 1L en vol'#en de C7/+ lo 'al se alan8a &or lo general l'ego de 'n &roeso de end'l8a#iento. )A-(E+ /010*
6.3.- SISTEMA DE IN&ORMACI+N GEOGR9&ICA Bsia#ente+ 'n -IG !a de &er#itir la reali8aión las sig'ientes o&eraiones: •
%et'ra+ ediión+ al#aena#iento y+ en tr#inos generales+ gestión de datos
•
es&aiales. Anlisis de di!os datos. Esto &'ede inl'ir desde ons'ltas senillas a la ela"oraión de o#&leos #odelos+ y &'ede llevarse a a"o tanto so"re la o#&onente es&aial de los datos )la loali8aión de ada valor o ele#ento* o#o
•
so"re la o#&onente te#tia )el valor o el ele#ento en sí*. Generaión de res'ltados tales o#o #a&as+ in;or#es+ gr;ios+ et.
En ;'nión de 'l de estos as&etos se valore o#o #s i#&ortante+ enontra#os distintas de;iniiones ;or#ales del one&to de 'n -IG. Una de;iniión lsia es la de To#lin )1>>0*+ &ara ,'ien 'n -IG es 'n ele#ento ,'e &er#ite ))anali8ar+ &resentar e inter&retar !e!os relativos a la s'&er;iie terrestre**. El #is#o a'tor arg'#enta+ no o"stante+ ,'e ))esta es 'na de;iniión #'y a#&lia+ y !a"it'al#ente se e#&lea otra #s onreta. En &ala"ras !a"it'ales+ 'n -IG es 'n on'nto de so;tHare y !ardHare diseñado es&eí;ia#ente &ara la ad,'isiión+ #anteni#iento y 'so de datos artogr;ios**. En 'na línea si#ilar+ -tar y Estes )1>>0* de;ine 'n -IG o#o 'n ))siste#a de in;or#aión diseñado &ara tra"aar on datos re;ereniados #ediante oordenadas es&aiales o geogr;ias. En otras &ala"ras+ 'n -IG es tanto 'n siste#a de "ase de datos on a&aidades es&eí;ias &ara datos georre;ereniados+ o#o 'n on'nto de o&eraiones &ara tra"aar on esos datos. En ierto #odo+ 'n -IG es 'n #a&a de orden s'&erior**. A#"as de;iniiones reogen el one&to ;'nda#ental de los -IG en el #o#ento en ,'e ;'eron esritas+ &ero la realidad !oy en día !ae neesario reoger otras ideas+ y la de;iniión at'al de 'n -IG de"e ;'nda#entarse so"re todo en el one&to de siste#a o#o ele#ento integrador ,'e englo"a a 'n on'nto de o#&onentes interrelaionados. )7laya+ /011*
6.).-
SISTEMAS DE TRANSPORTE DE GAS NAT'RAL
%a &arte de trans&orte de la ind'stria del gas es res&onsa"le de trans&ortar el gas nat'ral del &rod'tor a las reas de venta &or #edio de t'"erías. El siste#a de trans&orte est o#&'esto de t'"erías+ estaiones de o#&resión+ estaiones de tras&aso de 'stodia o Nity gatesO+ e instalaiones de al#aena#iento. )Argonne+ /00*
6.).1.- T($e"a2 de T"an2!#"te de Ga2 # Ga2#d(ct#2 Gasoducto son todas las &artes de las instalaiones ;ísias a travs de las 'ales se #'eve el
gas en s' trans&orte+ inl'yendo t'"erías vlv'las+ aesorios+ "ridas )inl'yendo el e#&ernado y las e#&a,'etad'ras*+ reg'ladores+ rei&iente a &resión+ a#ortig'adores de &'lsaión+ vlv'las de des;og'e+ y otros aesorios instalados en la t'"ería+ 'nidades de o#&resión+ estaiones de #ediión+ estaiones de reg'laión+ y on'ntos ;a"riados. -e inl'yen en esta de;iniión las líneas de trans&orte y reoleión de gas+ inl'yendo s's o#&le#entos o aesorios ,'e se !alla instalados osta ;'era &ara el trans&orte de gas desde las instalaiones de &rod'ión a loalidades en tierra y e,'i&os de al#aena#ientos de gas del ti&o de t'"ería errada+ ,'e se ;a"rian o se ;oran de t'"ería o se ;a"rian on t'"ería y aesorios. )A-(E+ /010* %as t'"erías de trans&orte estn !e!as de aero y general#ente o&eran en 'n rango de &resiones de entre =00 a 1900 li"ras &or &'lgada 'adrada #ano#tria )&sig*. %as t'"erías &'eden tener de 2 a 9 &'lgadas de di#etro+ a'n,'e iertas seiones de los o#&onentes de 'n gasod'to &'eden ser t'"erías on 'n di#etro !asta de 0.= &'lgadas. -in e#"argo+ estas t'"erías de di#etro &e,'eño son 'sadas &or lo general solo en siste#as de reoleión y distri"'ión+ ade#s alg'nas son 'sadas o#o líneas de ontrol o #ediión. %as t'"erías de las líneas &rini&ales del siste#a tienen nor#al#ente 'n di#etro de entre 12 a 9 &'lgadas. %as t'"erías laterales+ ,'e son las ,'e llevan gas nat'ral a o desde la t'"ería &rini&al+ tienen &or lo general 'n di#etro entre 2 a 12 &'lgadas. %a t'"ería en sí+ o#
%a t'"ería es &rod'ida en ;"rias de aero+ ,'e en alg'nas oasiones son es&eiali8adas &ara &rod'ir solo o#&onentes de alidad de t'"erías. ay dos tnias de &rod'ión+ 'na &ara t'"erías de di#etro &e,'eño y otra &ara t'"erías de gran di#etro. Para las t'"erías de gran di#etro+ de /0 a 9/ &'lgadas de di#etro+ las t'"erías se &rod'en de l#inas de aero do"ladas en ;or#a de t'"os+ y los extre#os son soldados o ;'sionados entre sí &ara ;or#ar 'na seión de t'"ería. %as t'"erías de di#etro &e,'eño+ &or otro lado+ &'eden &rod'irse sin ost'ra o soldad'ra. Esta tnia invol'ra alentar 'na "arra de #etal a te#&erat'ras #'y altas y l'ego !aer 'n !'eo &or el #edio de la "arra &ara &rod'ir 'n t'"o a!'eado. En 'al,'ier aso+ la t'"ería es &ro"ada antes de ser enviada de la ;"ria de aero &ara aseg'rar ,'e alan8a los estndares de &resión y es;'er8o &ara trans&ortar gas nat'ral. %as t'"erías son &or lo general enterradas en el s'"s'elo+ la &ro;'ndidad de entierro varía de&endiendo la loaión geogr;ia a lo largo de la r'ta de la t'"ería. %as &ro;'ndidades nor#ales re,'eridas son de / a 9 &ies desde el to&e de la t'"ería. Varias o#&añías de trans&orte &or t'"erías trans&ortan gas a #erados #etro&olitanos. %a 3ig'ra / #'estra la instalaión de 'na t'"ería de trans&orte tí&ia en 'na loaión re#ota. )Argonne+ /00*
&IG'RA 1: INSTALACI+N TPICA DE 'N GASOD'CTO
3'ente: Argonne+ /00Q
6..-
SIM'LACI+N DE PROCESOS
%as tnias de si#'laión se a&lian en el anlisis de la o&eraión de redes existentes o en el diseño de a#&liaiones o #odi;iaiones. Estas tnias re,'ieren de la onstr'ión de
'n #odelo #ate#tio si#&li;iado ,'e ;ailita la re&resentaión de las ondiiones de o&eraiones )at'ales o ;'t'ras*+ lo ,'e a s' ve8 si#&li;ia la o"servaión de los &ar#etros o&erativos en todo el siste#a y s' res&'esta ;rente a distintas alternativas de #odi;iaión. %os res'ltados o"tenidos &or la a&liaión de las tnias de si#'laión re;lean on #'!a exatit'd las variaiones de las varia"les de ontrol reales solo en a,'ellos asos en ,'e el #odelo se a'sta a la red &or anali8ar. Por lo ex&'esto+ es neesario invertir tie#&o en la onstr'ión y veri;iaión del #odelo+ anali8ando las si#&li;iaiones &or introd'ir y o#&arando los res'ltados o"tenidos de la si#'laión on valores reales o"tenidos de la red. El #odelo de si#'laión de"e inl'ir "sia#ente la sig'iente in;or#aión: araterístias del ;l'ido &or trans&ortar+ araterístias geo#trias #s i#&ortantes de la red y distri"'ión y araterístia de la de#anda a"asteida. )Rlvares+ /01/* ;.- TEMARIO TENTATIO CAPIT'LO I GENERALIDADES
1. A6TECEE6TE/.I6T57UCCI76 ?.P%A6TEA(IE6T7 E P57B%E(A 9. 7BJETIV79.1 7BJETIV7 GE6E5A% 9./ 7BJETIV7- E-PECI3IC7=. JU-TI3ICACI76 2. A%CA6CE 2.1 A%CA6CE TE(ATIC7 2./ A%CA6CE GE7G5A3IC7 2.? A%CA6CE TE(P75A% CAPIT'LO II MARCO TEORICO Y CONCEPT'AL
/.1 CA5ACTE5I-TICA- E% GA- 6ATU5A% /./.P57PIEAE- 3S-ICA- E% GA- 6ATU5A% /./.1 Gravedad Es&eí;ia del Gas /././.Peso #ole'lar a&arente /./.?. Pro&iedades &se'dorítia y &se'dored'idas /./.9.3ator de Co#&resi"ilidad /.? C%A-I3ICACI76 E% GA- 6ATU5A% /.?.1. Gas &o"re /.?./. Gas 5io /.?.?. Gas -eo /.?.?. Gas !'#edo /.?.9. Gas d'le /.?.=. Gas agrio ?. T7P7G5A3IA ?.1. e;iniion e I#&ortania ?./.%evanta#iento to&ogtra;io ?./.1.Plani#entria ?././.Alti#etria 9. -I-TE(A- E I6375(ACI76 GE7G5A3ICA 9.1. e;iniión 9./.A&liaión de Google Eart! =. -I-TE(A- E T5A6-P75TE E GA- 6ATU5A% P75 UCT7=.1. Estaiones de o#&resion =./. Estaiones de #ediión =.?. Valv'las y Aesorios =.9. Presiones en el Gasod'to =.9.1.Presion de iseño
=.9./. (axi#a &resión de o&eraión &er#itida )(7P* =.9.?. (axi#a &resión ad#isi"le de o&eraión )(A7P* =.=. E'aion de ;l'o de ;l'idos &or d'tos =.=.1. E'aion de ey#o't! =.=./. E'aion de AGA =.=.?. E'aion de Pan!andle A y B
4.- NORMAS DE DISE
6.- ELABORACION DE PLANOS: LAYO'T= P>ID .1. Plano layo't ./.iagra#a de T'"erías e Instr'#entaión P@I .?. %istado Preli#inar de Instr'#entos .9. oas de es&ei;iaión de instr'#entos .=. Plano layo't
CAPIT'LO III DIAGNOSTICO DE LA SIT'ACION ACT'AL
?.1. Anlisis de la &rod'ión y de#anda de C en el &aís. ?./.Proyeion de la &rod'ión de gas nat'ral del a#&o Ina!'asi ?.?. -it'aión at'al del gasod'to 4AB7G y G-C4 CAPIT'LO I DESARROLLO DE LA PR9CTICA 9.1. 5eleva#iento to&ogr;io on la a&liaión Google Eart!
9.1.1.Analisis de r'tas alternativas &ara el tra8ado del d'to. 9.1./.Ela"oraion del &er;il de elevaiones. 9./. P57PIEAE- 3I-ICA- E% GA- 6ATU5A%
9./.1.eter#inaión de las &ro&iedades ;isio,'í#ias del gas nat'ral 9.? I-E7 E% GA-7UCT7 I6CAUA-IC7CABA(BA
9.?.1. Anlisis de nor#as a&lia"les al diseño de t'"erías de gas y &'entes de #ediión y reg'laión. 9.?.1.1.Alane y li#itaiones de A-(E B?1. 9.?.1./. Alane y li#itaiones de API =% 9.?.1.?. A6-I 12.= Aesorios y "ridas 9.?./. eter#inaión del di#etro ó&ti#o de añería. 9.?.?.Cal'lo de es&esor interno+ &or orrosión y error de ;a"riaión 9.?.9. -eleión del di#etro o#erial y lase de añería. 9.9. -I(U%ACI76 E% GA-7UCT7 I6CAUA-IC7CABA(BA
9.9.1. Creaión del diagra#a de ;l'o e introd'ión de datos. 9.9./.1Ela"oraión de !oa de datos de e,'i&os y es&ei;iaiones tnias. =. E%AB75ACI76 E P%A67-
=.1.Ela"oraion del iagra#a "sio de ;l'o del gasod'to Ina!'asiCo!a"a#"a 4.- EAL'ACION TECNICA - ECONOMICA 6.-CONCL'SIONES Y RECOMENDACIONES RE&ERENCIAS BIBLIOGRA&ICAS ANE?OS ;.- BIBLIOGRA&IA
•
API. )/009*. -&ei;iation ;or %ine Pi&e. En A. P. Instit'te+ 5L. as!ington .C.: API P'"lis!ing -ervies.
•
•
•
A-(E. )/010*. Gas Trans#ission and istri"'tion Pi&ing -yste#s. En B 31.8 )&gs. ?990*. 6eH 4or: TE A(E5ICA6 -7CIET4 73 (ECA6ICA% E6GI6EE5-. A-PE6TEC. )/019*. Aspen Hysys. 5e'&erado el 1/ de A"ril de /019+ de A-PE6TEC: !tt&s:MMHHH.as&ente!.o#M&rod'tsMas&en!ysys.as&x (artíne8+ 5. P.(. )1>>9*. Ingeniería del gas 6at'ral. Vene8'ela.
