MC-478-LS-BN-9000rev0

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FORMA: SC-IG-105-F0

CPI INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓNDE PROYECTOS, S. A. DE C. V.

HOJA 1 DE 17

CONTRATO: 420837803ELABORÓ:

ESPECIALIDAD: LÍNEAS SUBMARINAS ING. JUAN CARLOS LÓPEZ R.

"TRABAJOS PARA LA OPERACIÓN DE POZOS (DOS) EN AKAL-DB(POZO 3084) Y AKAL-BN (POZO 1092) CON TERMINACIONESSUBMARINAS, CONSISTENTES EN: INGENIERÍA, PROCURA YCONSTRUCCIÓN DE DOS DUCTOS MARINOS PARA TRANSPORTE DELA MEZCLA, DOS DUCTOS PARA INYECCIÓN DE GAS DE B.N., DOSUMBILICALES Y TRABAJOS SOBRE CUBIERTA, EN LA SONDA DECAMPECHE, GOLFO DE MÉXICO”

REVISO:

ING. IRVING GARCÍA LÓPEZ.

APROBÓ:

ING. JOSÉ L. MARROQUÍN H.

COPYRIGHT ©

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FECHA DE ELABORACIÓN: 15/05/2003

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MEMORIA DE CÁLCULO DE ESPESORES DE TUBERÍA DEL DUCTO ASCENDENTECURVA EXPANSIÓN, LÍNEA REGULAR E INTERCONEXIÓN SUBMARINA

LÍNEA 6" Ø

LÍNEA"GASODUCTO DE B. N. DE 6”Ø X 0.158 KM APROX. DE LONGITUD DE LA

PLATAFORMA AKAL-BN AL POZO 1092"

CLIENTE: PEP

LOCALIZACIÓN DE LA OBRA: SONDA DE CAMPECHE

REFERENCIAS: PRÁCTICA API RP 1111, ESPECIFICACIÓN API 5L, BASESDE DISEÑO, NORMA DE REFERENCIA DE PEMEX NRF-013-PEMEX-2005 “DISEÑO DE LÍNEAS SUBMARINAS ENEL GOLFO DE MÉXICO” Y AGENDA DE JUNTA DETRABAJO DEL 20/03/07 “AVANCES DE PROYECTO DETERMINACIONES SUBMARINAS PARA LOS POZOSC-1092 Y C-1092”.

CONTROL DE REVISIONES

REV. FECHAEDICIÓN FINALIDAD DEL DOCUMENTOFIRMA DE

APROBACIÓNDIAVAZ

FIRMA DEAPROBACIÓN DEL

CLIENTEFECHA DEAUTORIZACIÓN

A 04-JUNIO-07 PARA REVISIÓN INTERNA.

B 06-JUNIO-07 PARA APROBACIÓN Y/O COMENTARIOS.

0 08-JUNIO-07 APROBADO PARA CONSTRUCCIÓN.



SC. REV. 3/2001 FORMA: SC-IG-105-F05

CPI INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS, S.A. DE C.V. HOJA 2 DE 17

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ÍNDICE

1.0 ALCANCE DE LOS CÁLCULOS.

2.0 DATOS.

3.0 BASES DE LOS CÁLCULOS.

4.0 LISTADO DE RESULTADOS DE LOS CÁLCULOS.

5.0 RESUMEN DE RESULTADOS.

6.0 CONCLUSIONES.





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1.0 ALCANCE DE LOS CÁLCULOS.

Este reporte comprende el cálculo de los espesores de pared de los componentes de la línea

submarina “Gasoducto de B.N. de 6”Ø x 0.158 km., de longitud que sale de la plataforma

AKAL-BN hacia el pozo 1092”.

Se calcularon los espesores de pared de tubería del ducto ascendente y de la curva de expansión

a instalarse en la plataforma AKAL-BN, de la interconexión submarina de 6”Ø en el pozo 1092

y de la línea regular del “Gasoducto de B.N. de 6”Ø x 0.158 km., de longitud que sale de la

plataforma AKAL-BN hacia el pozo 1092”, para las condiciones de presión interna, colapso y

propagación de pandeo. Los cálculos fueron realizados conforme a los lineamientos

establecidos en las secciones 4.3.1, 4.3.2.1 y 4.3.2.3 del API RP 1111 “Design, Construction,

Operation, and Maintenance of Offshore Hydrocarbon Pipelines” (Limit State Design), tercera

edición, Julio de 1999.





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2.0 DATOS.

Servicio: GASODUCTO DE B.N.

Presión de Diseño: 351.5 kg/cm²

Temperatura de Diseño: 38.0 °C

Diámetro Exterior: 6.625 pulg.

Esfuerzo Mínimo de Fluencia (S): 60 ksi

Esfuerzo Último de Tensión (U): 75 ksi

Módulo de Elasticidad (E): 29500 ksi

Profundidad Máxima (POZO 1092): 48.40 m

Profundidad Mínima (AKAL-BN): 48.20 m

*Vida útil de la tubería: 10 años

Tolerancia por Corrosión para Línea Regular: 0.0625 pulg.Tolerancia por Corrosión para Ducto Ascendente,Curva de Expansión e Interconexión Submarina: 0.0625 pulg.

*La vida útil de diseño fue considerada conforme a lo indicado en la agenda de junta de trabajo del 20/03/2007

“Avances de proyecto de terminaciones submarinas para los pozos C-1092 y C-3084”.





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3.0 BASES DE LOS CÁLCULOS.

Los espesores de pared de la tubería submarina fueron calculados por presión interna, colapso

debido a presión externa y propagación de pandeo. La presión hidrostática externa es la carga

producida por el tirante de agua más el 70% de la altura de la ola máxima para una tormenta

con un periodo de retorno de 10 años. La información de la altura de ola máxima, para la

tormenta con periodo de retorno de 10 años, utilizada para el cálculo del espesor de pared de

tubería por colapso y por propagación de pandeo, se obtuvo de la norma de referencia de

Pemex NRF-013-PEMEX-2005 “Diseño de Líneas Submarinas en el Golfo de México”,

Rev.0. Estos cálculos se realizaron conforme a los lineamientos establecidos en las secciones

4.3.1, 4.3.2.1 y 4.3.2.3 del API RP 1111 “Design, Construction, Operation, and Maintenance

of Offshore Hydrocarbon Pipelines (Limit State Design)”, tercera edición, julio de 1999.

Al espesor de pared de la tubería calculado por presión interna se le adiciona la tolerancia

por corrosión para una vida útil de 10 años y la tolerancia por fabricación, conforme a lo

indicado en la norma de referencia de Pemex NRF-013-PEMEX-2005 “Diseño de Líneas

Submarinas en el Golfo de México”, Rev. 0

A los espesores de pared obtenidos por colapso y por propagación de pandeo solamente se

les adiciona la tolerancia por fabricación. Los espesores a utilizarse en la línea submarina

(ducto ascendente, curva de expansión, línea regular e interconexión submarina) serán los

que resulten mayores bajo las condiciones arriba mencionadas.





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4.0 L I S T A D O D E R E S U L T A D O S D E L O S C Á L C U L O S.





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4.1 Ducto Ascendente y Curva de Expansión en la Plataforma Akal-BN.

4.1.1 Cálculo del Espesor de Pared por Presión Interna.

(4) t)-(D

tU)(S0.90Pb

(3) Pt0.90Pa

(2) Pt0.80Pd

(1) PbftfefdPt

+=

≤

≤

≤

Donde:

Pt = Presión de prueba hidrostáticaFd = Factor de diseñoFe = Factor de junta de soldaduraFt = Factor de temperaturaP b= Presión de reventamientoPd= Presión de diseñoPa= Sobrepresión accidentalS = Esfuerzo mínimo de fluenciaU = Esfuerzo último de tensiónD = Diámetro externo de la tuberíaT = Espesor nominal de pared de la tubería

Despejando y sustituyendo los valores en la ecuación (4), tenemos que el espesor de paredrequerido por presión interna (t) es:

t = 0.425 pulg.

El espesor requerido por presión interna más las tolerancias por corrosión y fabricación es:

tr = 0.557 pulg.





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4.1.2 Cálculo del Espesor de Pared por Colapso debido a Presión Externa.

Donde:

Po= Presión hidrostática externaPi = Presión internaf o = Factor de colapsoPc = Presión de colapso

(6)

Donde:

Py = Presión de fluencia en el colapsoPe= Presión de colapso elásticoE = Módulo de elasticidad del acero ν = Relación de poisson

El espesor requerido (t) por colapso debido a presión externa es:

t = 0.080 pulg.

El espesor requerido por colapso debido a presión externa más la tolerancia por fabricaciónes:

tr = 0.091 pulg.

( ) 5.022

e y

e y

P P

P P Pc

+

=

=

d

t S Py 2

)1(2

2

3

ν −

=d

t

E Pe

(5) Pcfo)Pi-(Po ≤





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4.1.3 Cálculo del Espesor de Pared debido a la Propagación de Pandeo.

DONDE:

(8)

P p= Presión de propagación de pandeofp = Factor de propagación de pandeoS = Esfuerzo de fluencia de la tubería

El espesor requerido por propagación de pandeo (t) es:

t = 0.117 pulg.

El espesor requerido por propagación de pandeo más la tolerancia por fabricación es:

tr = 0.134 pulg.

EL ESPESOR DE PARED COMERCIAL DE TUBERÍA MÍNIMO REQUERIDO PARAEL DUCTO ASCENDENTE Y LA CURVA DE EXPANSIÓN EN LA PLATAFORMAAKAL-BN ES:

tcom = 0.562 pulg.

4.2

24

=

D

t S Pp

(7) Pfp)Pi-(Po P≥





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4.2 Línea Regular.


(4) t)-(D

tU)(S0.90Pb

(3) Pt0.90Pa

(2) Pt0.80Pd

(1) PbftfefdPt

+=

≤

≤

≤

Donde:

Pt = Presión de prueba hidrostáticaf d = Factor de diseñof e = Factor de junta de soldaduraf t = Factor de temperaturaP b= Presión de reventamientoPd= Presión de diseñoPa= Sobrepresión accidentalS = Esfuerzo mínimo de fluenciaU = Esfuerzo último de tensiónD = Diámetro externo de la tuberíat = Espesor nominal de pared de la tubería


t = 0.358 pulg.


tr = 0.481 pulg.





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Donde:


(6)

Donde:



t = 0.080 pulg.

El espesor requerido por colapso debido a presión externa más la tolerancia por fabricación

es:tr = 0.091 pulg.

( ) 5.022

e y

e y

P P

P P Pc

+

=

=

d

t S Py 2

)1(2

2

3

ν −

=d

t

E Pe

(5) Pcfo)Pi-(Po ≤





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donde:

(8)



t = 0.117 pulg.


tr = 0.134 pulg.

EL ESPESOR DE PARED COMERCIAL DE TUBERÍA MÍNIMO REQUERIDO PARALA LÍNEA REGULAR ES:

tcom = 0.500 pulg.

4.2

24

=

D

t S Pp

(7) Pfp)Pi-(Po P≥





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4.3 Interconexión Submarina en el Pozo 1092.


(4) t)-(D

tU)(S0.90Pb

(3) Pt0.90Pa

(2) Pt0.80Pd

(1) PbftfefdPt

+=

≤

≤

≤

Donde:

Pt = Presión de prueba hidrostáticaf d = Factor de diseñof e = Factor de junta de soldaduraf t = Factor de temperaturaP b= Presión de reventamientoPd= Presión de diseñoPa= Sobrepresión accidentalS = Esfuerzo mínimo de fluenciaU = Esfuerzo último de tensiónD = Diámetro externo de la tuberíat = Espesor nominal de pared de la tubería


t = 0.425 pulg.


tr = 0.557 pulg.





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Donde:


(6)

Donde:



t = 0.080 pulg.

El espesor requerido por colapso debido a presión externa más la tolerancia por fabricaciónes:

tr = 0.091 pulg.

( )5.0

22e y

e y

P P

P P Pc

+

=

=

d

t S Py 2

)1(2

2

3

ν −

=d

t

E Pe

(5) Pcfo)Pi-(Po ≤





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Donde:

(8)



t = 0.117 pulg.


tr = 0.134 pulg.

EL ESPESOR DE PARED COMERCIAL DE TUBERÍA MÍNIMO REQUERIDO PARALA INTERCONEXIÓN SUBMARINA EN EL POZO 1092 ES:

tcom = 0.562 pulg.

4.2

24

=

D

t S Pp

(7) Pfp)Pi-(Po P≥





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5.0 RESUMEN DE RESULTADOS.

En la siguiente tabla se presenta el resumen de resultados de los cálculos de espesores de pared

del Gasoducto de B.N. de 6”Ø x 0.158 km., de longitud que sale de la plataforma AKAL-BN

hacia el pozo 1092:

PARTE DE LA LÍNEASUBMARINA

ESPESOR DE PAREDMÍNIMO REQUERIDO POR

DISEÑO

DUCTO ASCENDENTE Y CURVADE EXPANSIÓN EN LA

PLATAFORMA AKAL-BN0.562 PULG.

LÍNEA REGULAR 0.500 PULG.

INTERCONEXIÓN SUBMARINAEN EL POZO 1092

0.562 PULG.





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6.0 CONCLUSIONES.

Después de haber realizado los cálculos de espesores de pared de la línea submarina Gasoducto

de B.N. de 6”Ø x 0.158 km., de longitud que sale de la plataforma AKAL-BN hacia el pozo

1092, se concluye lo siguiente:

• EL ESPESOR DE PARED MÍNIMO REQUERIDO POR DISEÑO PARA

LA TUBERÍA DEL DUCTO ASCENDENTE Y LA CURVA DE EXPANSIÓN EN LA

PLATAFORMA AKAL-BN ES DE 0.562 PULG.


LA TUBERÍA DE LA LÍNEA REGULAR ES DE 0.500 PULG., POR LO QUE SE

ACEPTA EL ESPESOR DE 0.562 PULG., PARA ESTA PARTE DE LA LÍNEA

SUBMARINA.


LA TUBERÍA DE LA INTERCONEXIÓN SUBMARINA EN EL POZO 1092 ES DE

0.562 PULG.

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