TEMA:

CONSTRUCCIÓN DE OLEODUCTOS Y GASODUCTOS SUBMARINOS

Integrantes

ALVARADO GONZALEZ RICARDO RAMIREZ CELAYA DAVID A LUGO CORDOVA LUIS ANTONIO

Instituto Tecnológico Superior De Coatzacoalcos.

Materia:Construcción De Instalaciones

Petroleras.

INTRODUCCIÓN

Gran parte de los ductos han superado su vida útil de diseño y a pesar del constante mantenimiento, inspección y patrullaje, ocurren problemas ocasionados por efectos como: Las condiciones de oleaje y corriente inestabilidad del suelo Corrosión daños por terceros anclas de barcos o actividades pesqueras errores de operación errores del diseño, los cuales, pueden conducir a la falla del sistema.

¿QUE ES UN DUCTO MARINO ?

TIPOS DE DUCTOS MARINOS

• Oleoductos ( transportan  crudo) • Gasoductos (transportan  gas) •Oleo gasoductos (transportan  crudo  y  gas) 

CLASIFICACIÓN DE DUCTOS MARINOS

PARTES DE UN DUCTO MARINO

A) ducto ascendente B)curva de expansión C) línea regular

A) DUCTO ASCENDENTE

B)CURVA DE EXPANSIÓN C) LÍNEA REGULAR

CLASIFICACIÓN DE TENDIDOS DE DUCTOS

TIPO S

Puede emplear tanto en zonas poco profundas como muy profundas (hasta 2.500 metros).

TIPO J

El tendido en J supone la soldadura de los tubos en posición vertical.

TIPO O

TRACCIÓN / REMOLQUEEl gasoducto submarino se ensambla en tierra y luego remolcado a la ubicación. En cuanto a los procedimientos de remolque, una serie de configuraciones se puede utilizar, que puede ser categorizado como sigue:

• Remolque de superficie• Remolque de catenaria• Remolque de fondo

LA CONFIGURACIÓN DE LA LÍNEA AL SER TENDIDA  SE  DIVIDE  EN  DOS  ZONAS   PARA  SU  ESTUDIO: 

Zona  superior  o  zona  alta.

Zona  inferior  o  zona  baja.

Embarcaciones  de  instalación. 

a)  Barcaza  común. b)  Barco. c)  Semisumergible. 

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO El procedimiento para lograr el diseño optimo de un ducto marino, es un proceso iterativo en  base  a  condiciones  de  instalación  y  operación, en el que se determina: • Espesor  de  la  tubería. • Ruta  de  la  línea  regular. • Tipo  de  protección  anticorrosiva. • Espesor  del  lastre  de  concreto. • Detalles  de  conexión  y  construcción. • Análisis de esfuerzos de la línea. 

Los  análisis  que  se  realizarán  son: 

a)  Determinación  del  espesor  de  la  tubería  por  presión interna (Pb)  b)  Revisión por propagación de pandeo (Pp)  c)  Revisión por presión de colapso (Pc)  d)  Revisión por tensión longitudinal (T)  e)  Revisión por momento flexionante (Mu)  f)  Interacción tensión – flexión transversal (T Mu) 

Datos de diseño. Con la finalidad de evaluar los factores de diseño obtenidos en capítulos anteriores y seleccionar los mas adecuados en base a los resultados de diseño y su comparación con otras especificaciones de diseño se consideran el análisis de las líneas regulares, tomando diámetros de 10 16 20 24 y 36 pulgadas, variaciones en la presión máxima de operación de 100-1500 y profundidades de tendidos de 30 50 y 80 m.

CONSIDERACIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN DUCTO

Por lo tanto se deben conocer perfectamente las condiciones de instalación y operación en ductos marinos, debido que algunos de las principales efectos que se presentan en estos, generalmente son: Oleaje. Corrientes. Viento. Impactos de objetos arrojados o de anclas. Actividad sísmica. Movimiento de las plataformas. Cambios de temperatura. Tirantes de agua. Pesos propios. Cargar axiales . Actividad pesquera.

PROTECCIÓN CATÓDICA

Ánodos de sacrificio. Corriente impresa.

Video

FUERZAS ACTUANTES EN UNA LÍNEA REGULAR DURANTE SU TENDIDO.

FUERZAS ACTUANTES EN UN DUCTO MARINO EN OPERACIÓN

ESFUERZOS EN DUCTOS MARINOS

Los principales esfuerzos que se deben analizar en los ductos marinos son:a) Esfuerzos axialesb) Esfuerzos flexionantesc) Esfuerzos tangencialesd) Combinación de esfuerzos o esfuerzos equivalente

LOS SIGUIENTES ANÁLISIS SON REALIZADOS PARA EVALUAR ESTOS ESFUERZOS.

a) Reventamiento en la tubería por presión internab) Colapso y propagación de pandeo por presión externa en tberia

vacía o llenac) Combinación de esfuerzos durante su instalación y operación d) Expansión y contracción por temperaturae) Estabilidad contra desplazamientos (movimientos verticales y Fatiga

debido a cargas hidrodinámicasf) Cruce entre tuberías e irregularidades del fondo marino.

CÓDIGOS PARA EL DISEÑO DE TUBERÍA Actualmente existen códigos aceptados internacionalmente para el diseño de sistemas de tuberías, entre los cuales los mas aceptados son:

EVALUACIÓN DE RIESGOS

En la evaluación del riesgo, es necesario primero identificar todos los posibles modos de falla a las  que estará sujeto nuestro sistema estructural. Por ejemplo, daños por terceros (golpes por anclaje  de barcos, objetos arrojados, etc.), 

Fallas del material La sobrepresión La flexión excesiva  La  corrosión interna / externa

El análisis de riesgo nos permite responder preguntas como:

¿ que factores de seguridad se deben utilizar en el diseño para garantizar el funcionamiento deseado?¿Cual es la probabilidad de falla de una particular ?Si el sistema falla ¿Cuál es el costo por suspensión de suministro y cuales sus consecuencias?? Que tan probable es que la falla se presente en una zona con actividad humana?¿Qué criterios se deben de seguir para reparar o cambiar un tramo de línea?¿ cual es el diseño optimo que nos proporciona la mejor relación costo beneficio?

FASE DE INSTALACIÓN

Para la con sideración del costo incremental ( Ci) se estima que para disminuir la probabilidad de falla de la línea, se colocan anillos rigidizadores (arriostradores) a cada 60 m ( 5 tubos) se evalúa los costos de instalación (materiales, mano de obra, equipo y herramienta),el costo de cada arriostrador,esta en función de la longitud de sustitución y el diámetro de la tubería.

ANÁLISIS DE CONFIABILIDAD

COSTO DE REPARACIÓN

Costo de recuperación de la tubería dañada. Costo de material e instalación de nueva tubería. Costo de producción diferida. costo por limpieza por derrame. Costo de reposición de la plataforma.

FASE DE OPERACIÓN A) línea regular: se considera que para disminuir la

probabilidad de falla, la tubería será enterrada un metro en el lecho marino, por lo que para dicha actividad se hace una evaluación de costos del personal y equipos además del dragado, considerándose un rendimiento de 1000 m/día.

B)ducto ascendente: se considera que el ducto tendrá una longitud de anclaje en el lecho marino, para evitar movimiento producidos por condiciones hidrodinámicos.

RIESGOS EN LA FASE DE OPERACIÓN

Accidentales. Defectos inanticipados o daños de las líneas regulares o ductos ascendentes  por errores humanos y organizacionales.

  Operacionales. Cambios anticipados del esfuerzo (perdida de contenido) de

 una línea  regular o ducto ascendente debido a presiones internas y externas (presión de reventamiento  y estabilidad del fondo). 

La capacidad de reventamiento de la línea submarina o ducto ascendente pueden ser influenciada por corrosión interna, corrosión externa o ambas. La corrosión puede depender de las medidas de protección para aminorar la misma y de la vida proyectada de la línea submarina o ducto ascendente.

La estabilidad del fondo de la línea submarina o del ducto ascendente puede ser influenciada por el peso, fuerzas de arrastre inducidas por las olas de los huracanes y corrientes y por vientos del fondo marino.

Formula de probabilidad de falla total.

LASTRADO DE TUBERÍA ¿Qué es lastrado de tubería?

¿Para que se utiliza?

LASTRADO DE TUBERÍA Antes de iniciar el lastrado, el recubrimiento anticorrosivo de la

tubería se verifica por medio de un equipo detector dieléctrico (SPY detector) para comprobar la integridad de la continuidad del recubrimiento.

Cada tramo de tubería se recubre de concreto de forma continua y en una sola capa.

Antes de iniciar el lanzamiento del lastre sobre el tubo, se sujeta la malla sobre una capa de recubrimiento previamente aplicado de tal manera que bajo ninguna circunstancia la malla está en contacto con el recubrimiento anticorrosivo así como no permanece expuesta sobre la superficie lastrada.

Conforme el tubo se lastra,se le agrega un aditivo líquido impermeable para el curado del concreto, evitando la pérdida rápida del contenido de humedad que pueda presentar agrietamientos que debiliten la función propia del lastrado.

COLCHACRETO (CONCRETE MATTRESS)

PANDEO DE TUBERÍAS

La propagación de pandeo describe la situación cuando una imperfección geométrica local en la tubería(abolladura transversal u ovalamiento) es causada por la flexión excesiva o cualquier otra causa.

Las líneas submarinas pueden colapsarse por una propagación de pandeo ocasionada por la presión hidrostática actuando en una tubería con una relación de diámetro-espesor y con una presión interna baja o nula.

Se muestra la interacción de la presión externa sobre una tubería, con respecto al tiempo en que esta se pandea y se propaga en el pandeo.se observa que se requiere de una presión externa mayor para que en una tubería se inicie el pandeo en algún punto.

Limpieza, verificación y guiado de ductos

Una vez que ya están instalados los ductos para el tendido de los cables, es importante comprobar que las condiciones en el interior de los ductos sea la óptima, de la misma manera como es necesario hacer una limpieza de éstos para asegurar que los cables entrarán sin sufrir ningún daño o avanzar sin ningún problema, para verificarlo se utiliza un dispositivo cilíndrico, el cual se hace pasar por el interior así como para limpiar los ductos de lodo, tierra o algún otro material extraño se utilizan dispositivos metálicos. Como prueba final de que los ductos están adecuadamente dispuestos para recibir al cable de potencia sin problema, se recomienda hacer pasar una guía de un grosor adecuado para verificarlo, sin embargo y como mejor recomendación, no existe mejor material que sirva para verificar las condiciones del ducto que una muestra del mismo cable o por lo menos del mismo calibre que el que se va a instalar

Uniones de bridasLas uniones Brida a brida son ampliamente usadas para conectar ductos en aplicaciones de control de polvo o humo, en aplicaciones en exteriores y como refuerzo adicional en aplicaciones con presiones negativas o positivas.Las uniones brida a brida son sujetadas por medio de tornillos para instalaciones permanentes y para instalaciones donde el ducto debe acoplarse a ventiladores u otro equipo para movimiento de aire.Cuando se necesita mantenimiento o limpieza frecuente se utilizan mordazas para bridas.Recomendamos para unir los pares de bridas, se coloque un empaque de elastómero de al menos 5 mm de espesor, cuya Dureza sea entre 60 y 80 ; este empaque debe ser liso y de cara completa.

Planeación de la construcción un gasoducto

• Naturaleza del proyecto.• Selección de sitio.• Plano de localización,ubicasion de proyecto.• Inversión.• Dimensiones de proyecto.

• Urbanización del área.• Descripción de servicios

requeridos.• Programa general del trabajo.• Preparación de sitio.• Actividades provinciales del

proyecto.• Envió de plataforma.• Trampa de diablo.• Instrumentación.• Sistema de control.• Etapa de construcción.• Etapa de construcción.• Etapa de abandono de sitio.

IMPACTOS DIRECTOS: OLEODUCTOS COSTA AFUERA

La instalación de oleoductos costa afuera o cerca de la orilla puede causar la pérdida de los organismos bénticos y los que se alimentan en el fondo, debido a la excavación de las zanjas o la turbiedad relacionada con la colocación de la tubería. El significado de estos impactos dependerá del tipo de recurso acuático que sea afectado y la magnitud del efecto.

La construcción del oleoducto puede producir la resuspensión temporal de los sedimentos del fondo. Esa redisposición puede alterar las características de los hábitat acuáticos y provocar cambios en la composición de las especies. El significado de estos efectos dependerá del tipo e importancia de los organismos acuáticos afectados. Por ejemplo, el significado de la alteración del hábitat de la hierba marina o de los arrecifes de coral, que son considerados importantes como hábitat para la alimentación y reproducción de los peces y otros animales, puede ser mayor que la alteración de hábitat béntico profundo costa afuera