173838.pdf

INGENIERÍA BÁSICA DE UN GASODUCTO DE ACERO DE DISTRIBUCIÓN
DE GAS NATURAL DESDE LA ESTACIÓN DE RECIBO PARA
TRANSFERENCIA DE CUSTODIA GUAMA HASTA LA CONEXIÓN CON EL
GASODUCTO DE DISTRIBUCIÓN DE ACERO DIAM. 8” GASCARIBE
PUEBLO NUEVO - BOSCONIA
NESTOR JESUS RAMOS ORDOSGOITIA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE CIENCIAS FISICOQUIMICAS
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
ESPECIALIZACION EN INGENIERIA DEL GAS
BUCARAMANGA
2018

DE GAS NATURAL DESDE LA ESTACIÓN DE RECIBO PARA
TRANSFERENCIA DE CUSTODIA GUAMA HASTA LA CONEXIÓN CON EL
GASODUCTO DE DISTRIBUCIÓN DE ACERO DIAM. 8” GASCARIBE
MONOGRAFÍA PARA OPTAR EL TÍTULO DE
ESPECIALISTA EN INGENIERÍA DEL GAS
DIRECTOR:
ERNESTO CALDERÓN CARRILLO
MAGISTER EN INFORMÁTICA
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
FACULTAD DE CIENCIAS FISICOQUIMICAS
ESCUELA DE INGENIERIA DE PETROLEOS
ESPECIALIZACION EN INGENIERIA DEL GAS
BUCARAMANGA
2018

5
CONTENIDO
Pag.
INTRODUCCION................................................................................................13
1. MARCO TEORICO ..........................................................................................14
1.1 EMPRESA.....................................................................................................14
1.2 EL GAS NATURAL ........................................................................................14
1.2.1 Tratamiento de gas natural. .....................................................................16
1.2.1.1 Deshidratación.......................................................................................16
1.2.1.2 Endulzamiento.......................................................................................17
1.2.2 Procesamiento de gas natural. .................................................................17
1.2.2.1 Procesamiento.......................................................................................17
2. DESCRIPCION DEL PROYECTO......................................................................19
2.1 GASODUCTO ...............................................................................................19
2.2 ESTACIONES ...............................................................................................19
2.3 VALVULAS DE SECCIONAMIENTO ...............................................................19
2.4 INTERCONEXIÓN CON LA ERM PUEBLO NUEVO.........................................20
3. ACRÓNIMOS..................................................................................................20
4. ESTANDARES DE DISEÑO .............................................................................21
4.1 NORMAS Y ESTÁNDARES APLICABLES........................................................21
4.1.1 NORMAS DE TUBERÍA ..............................................................................21
4.1.1.1 Especificaciones de las tuberías.............................................................21
4.1.1.2 Soldadura. .............................................................................................21
4.1.1.3 Bridas. ...................................................................................................21
4.1.1.4 Empaques..............................................................................................21
4.1.1.5 Espárragos y tuercas.............................................................................21
4.1.2 VÁLVULAS.................................................................................................22
4.1.3 ASME B31.8..............................................................................................22
4.1.3.1 Clase de localidad (Class Location)........................................................22

6
4.1.3.2 Presión de prueba hidrostática. .............................................................22
4.1.3.3 Separación entre válvulas seccionadoras. .............................................23
4.1.4 REGLAMENTO ÚNICO DE TRANSPORTE (RUT) ........................................24
4.1.5 CONSTRUCCIÓN.......................................................................................25
5. BASES Y CRITERIOS DE DISEÑO ..................................................................26
5.1 CARACTERISTICAS DEL GAS.......................................................................26
5.2 CONDICIONES DE DISEÑO..........................................................................28
5.3 CRITERIOS DE DISEÑO DEL GASODUCTO..................................................28
5.3.1 CONDICIONES DE DISEÑO DEL GASODUCTO .........................................28
5.3.2 RADIO DE CURVATURA MÍNIMO..............................................................28
5.3.3 CLASE DE LOCALIDAD..............................................................................28
5.3.4 FACTOR F DE DISEÑO..............................................................................29
5.3.5 FACTOR DE JUNTA LONGITUDINAL, E.....................................................30
5.3.6 FACTOR DE TEMPERATURA, T .................................................................31
5.3.7 ESPECIFICACIONES DE LA TUBERÍA A USAR EN EL GASODUCTO...........32
5.4 CRITERIOS DE DISEÑO DE ESTACIONES....................................................32
5.4.1 CONDICIONES DE DISEÑO DE LAS ESTACIONES ....................................32
5.4.2 FACTOR F DE DISEÑO..............................................................................33
5.4.3 FACTOR DE JUNTA LONGITUDINAL, E.....................................................33
5.4.4 FACTOR DE TEMPERATURA, T .................................................................34
5.4.5 DIÁMETROS DE TUBERÍA.........................................................................35
5.4.6 SISTEMA DE MEDICIÓN ...........................................................................35
5.4.7 SISTEMA DE REGULACIÓN.......................................................................35
5.4.8 TRAMPAS DE RASPATUBOS......................................................................36
5.5 ESPESOR DE PARED DE LAS TUBERÍAS ......................................................36
6. TRAZADO DEL PROYECTO.............................................................................38
6.1 CONDICIONES AMBIENTALES .....................................................................39
7. DISEÑO HIDRAULICO Y MECANICO GASODUCTO ........................................40
7.1 CÁLCULO HIDRÁULICO GASODUCTO..........................................................40
7.1.1 Ecuación de flujo ......................................................................................40
7.1.2 Resultados calculo hidráulico del gasoducto.............................................41
7.1.3 Resultados calculo hidráulico de elementos asociados al gasoducto. .......43

7
7.1.3.1 Cálculo hidráulico válvula seccionadora y by pass.................................44
7.2 CÁLCULO MECÁNICO GASODUCTO.............................................................45
8. DISEÑO HIDRAULICO Y MECANICO DE LA ESTACIÓN..................................47
8.1 CÁLCULO HIDRÁULICO ESTACIÓN..............................................................48
8.2 CÁLCULO MECÁNICO DE LA ESTACIÓN ......................................................51
9. SELECCIÓN DE LA MEDICIÓN .......................................................................52
10. DIAGRAMAS.................................................................................................54
10.1 ESQUEMA GENERAL GASODUCTO.............................................................54
10.2 ESQUEMA Y DETALLE 3D DE VÁLVULA SECCIONADORA TÍPICA ..............54
10.3 ESQUEMA DE LA ESTACIÓN ......................................................................56
11. LISTADO DE EQUIPOS MAYORES DEL GASODUCTO Y LA ESTACIÓN.........57
12. CONCLUSIONES ..........................................................................................60
13. RECOMENDACIONES ...................................................................................62
BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................63

8
LISTADO DE TABLAS
Pág.
Tabla 1 - Cromatografía y calidad del gas C6+.................................................26
Tabla 2 - Condiciones de diseño. ......................................................................28
Tabla 3 - Clase de localidad en función de la cantidad de edificaciones. ..........29
Tabla 4 - Características tubería........................................................................32
Tabla 5 - Velocidades NTC 3949 .......................................................................35
Tabla 6 - Factores de diseño para cálculo de espesores. ..................................37
Tabla 7 - Condiciones ambientales del sitio. .....................................................39
Tabla 8 - Resumen tubería requerida para gasoducto y elementos asociados a
este. ..................................................................................................................47
Tabla 9 - Resumen cálculo hidráulico estación..................................................48
Tabla 10 - Resumen cálculo mecánico o espesores de tubería para la estación.
..........................................................................................................................52
Tabla 11 - Configuración de la medición de la estación. ...................................53
Tabla 12 - Listado de equipos mayores del gasoducto......................................57
Tabla 13 - Listado de equipos mayores de la estación......................................58

9
LISTADO DE ECUACIONES
Pág.
Ecuación 1- Ecuación AGA para flujo totalmente turbulento.............................41
Ecuación 2 - Ecuación de velocidad. .................................................................43

10
LISTADO DE ILUSTRACIONES
Pág.
Ilustración 1 - Esquema de diferentes tipos de yacimientos y metodologías de
perforación........................................................................................................15
Ilustración 2 - Presión de prueba en función de la clase de localidad...............23
Ilustración 3 - Distanciamiento entre válvulas...................................................24
Ilustración 4 - Especificaciones calidad de gas según RUT ...............................24
Ilustración 5 – Cálculo de gravedad específica y poder calorífico de gas. .........27
Ilustración 6 - Gráfica del diagrama de fases del gas del Campo Guama..........27
Ilustración 7 - Extracto norma selección factor F formula de Barlow ................30
Ilustración 8 - Extracto norma selección factor E formula de Barlow................31
Ilustración 9 - Extracto norma selección Factor T formula de Barlow ...............32
Ilustración 10 - Extracto norma selección factor F formula de Barlow ..............33
Ilustración 11 - Extracto norma selección factor E formula de Barlow ..............34
Ilustración 12 - Extracto norma selección Factor T formula de Barlow .............34
Ilustración 13 - Ecuación de Barlow código ASME B31.8...................................36
Ilustración 14 - Trazado Campo Guama – Pueblo Nuevo planteado .................38
Ilustración 15 - Ubicación nuevo Gasoducto respecto al existente....................39
Ilustración 16 - Factor de transmisión vs datos de operación ...........................40
Ilustración 17 - Esquema Gasoducto.................................................................42
Ilustración 18 – Cálculo hidráulico.....................................................................42
Ilustración 19 - Histórico de presiones en gasoducto Gascaribe .......................43
Ilustración 20 - Cálculo factor z @800 Psig y 120°F..........................................44
Ilustración 21 - Cálculo de velocidades elementos asociados al gasoducto.......45
Ilustración 22 - Cálculo de espesores del gasoducto.........................................46
Ilustración 23 - Cálculo de espesores elementos asociados gasoducto.............46
Ilustración 24 - Diagrama BFD de la Estación ...................................................48
Ilustración 25 - Resultados análisis de velocidades para la estación.................50
Ilustración 26 - Límites de velocidad NTC 3949 ................................................51
Ilustración 27 - Cálculo espesores para la estación...........................................51
Ilustración 28 - Selección de medidores para la estación..................................53
Ilustración 29 - Esquema general del gasoducto...............................................54
Ilustración 30 - Esquema válvula seccionadora típica. ......................................55
Ilustración 31 - Detalle 3D de válvula seccionadora típica. ...............................55
Ilustración 32 - Diagrama P&ID de la estación. ................................................56
Ilustración 33 - Detalle 3D de la estación planteada.........................................56

11
RESUMEN
TITULO:
DE GAS NATURAL DESDE LA ESTACIÓN DE REGULACIÓN Y MEDICIÓN
PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA GUAMA HASTA LA CONEXIÓN CON
EL GASODUCTO DE DISTRIBUCIÓN DE ACERO DIAM. 8 GASCARIBE
AUTOR:
PALABRAS CLAVES:
Gasoducto, distribución gas natural, Estación, cálculo, válvulas seccionadoras.
DESCRIPCION:
El presente trabajo consiste en la elaboración de la ingeniería básica de un
gasoducto de acero de 8” con recubrimiento tricapa (3LPE) para la distribución
de gas natural.
Este gasoducto contará con una longitud aproximada de 40 kilómetros y
conectará la estación de regulación y medición (ERM) Guama con el gasoducto
de distribución de acero de 8” Gascaribe Pueblo Nuevo – Bosconia. Dicha
conexión al gasoducto de acero Gascaribe se realizará a través de la estación
de regulación y medición Pueblo Nuevo, la cual dispone de un punto de conexión
proyectado para recibir el gas del campo Guama.
Con la construcción de este gasoducto se busca aprovechar el gas proveniente
del campo Guama y suministrarlo al gasoducto de distribución Gascaribe, y así
poder satisfacer la demanda del gas requerida en el sector.
Para la elaboración de este proyecto se usaron los softwares:
- HYSYS versión académica propiedad UIS, para la elaboración del
diagrama de fases teniendo como base la cromatografía suministrada por
el campo Guama.
- GOOGLE EARTH, versión libre, para destacar el trazado del gasoducto.
- AUTODESK INVENTOR licencia Gascaribe, para la representación
gráfica de los elementos que conforman el diseño (ERM Guama, válvulas
seccionadoras.)
- EXCEL licencia Gascaribe, donde se realizarán la mayoría de los cálculos
hidráulicos y mecánicos.

12
ABSTRACT
TITLE:
BASIC ENGINEERING OF A NATURAL GAS DISTRIBUTION, STEEL GAS
PIPELINE FROM THE REGULATION AND MEASUREMENT STATION FOR
TRANSFER OF CUSTODY, GUAMA TO THE CONNECTION WITH THE DIAM
STEEL DISTRIBUTION GAS PIPELINE. 8” GASCARIBE PUEBLO NUEVO -
BOSCONIA
AUTHOR:
KEYWORDS:
Gas pipeline, natural gas distribution, Station, calculation, sectioning valves.
DESCRIPTION:
The present work consists in the elaboration of the basic engineering of an 8"
steel pipeline with three-layer coating (3LPE) for the distribution of natural gas.
This gas pipeline will have an approximate length of 40 kilometers and will
connect the Guama regulation and measurement station (ERM) with the 8
"Gascaribe Pueblo Nuevo - Bosconia steel distribution pipeline". This connection
to the Gascaribe steel pipeline will be made through the Pueblo Nuevo regulation
and measurement station, which has a connection point designed to receive gas
from the Guama field.
The construction of this gas pipeline seeks to take advantage of the gas coming
from the Guama field and supply it to the Gascaribe distribution pipeline, in order
to satisfy the gas demand required in the sector.
For the elaboration of this project the following software was used:
- HYSYS academic version, for the preparation of the phase diagram based
on the chromatography provided by the Guama field.
- GOOGLE EARTH, to highlight the gas pipeline layout.
- AUTODESK INVENTOR, for the graphic representation of the elements
that make up the design (ERM Guama, sectionalizing valves.)
- EXCEL, where the majority of hydraulic and mechanical calculations will
be carried out.

13
INTRODUCCION
En el sector del gas, Gases del Caribe es una empresa dedicada a la distribución
de gas natural al sector industrial y residencial en los departamentos del
Atlántico, Magdalena y Cesar. Debido a la alta demanda del consumo de gas
natural en la zona, la compañía ha buscado satisfacer dicha demanda a través
de diferentes campos menores de gas natural ubicados en el sector.
Por tal motivo se ha visto en la necesidad de buscar nuevas maneras de
interconectar las redes existentes con estos campos menores. Dichas
alternativas consisten en la construcción de gasoductos de acero y estaciones
de regulación que interconecten los nuevos campos con las redes ya existentes.
Teniendo en cuenta de que Gases del Caribe es una empresa que maneja su
distribución de gas a través de redes de polietileno; cada vez que requiere
contemplar alternativas de gasoductos en tubería de acero, ésta debido a la falta
de conocimiento y experiencia del área técnica en este tipo de proyectos, la
compañía se ve en la necesidad de contratar los servicios de firmas externas
que realicen los correspondientes diseños, ocasionando así demora o retrasos
en la toma de decisiones para la viabilidad del proyecto.
En el presente trabajo se busca afianzar los conocimientos respecto a este tipo
de proyectos y así mejorar los tiempos en la toma de decisiones y reducción de
costos, realizando el diseño de la ingeniería básica de un gasoducto de acero de
aproximadamente 40 km que conecte el campo Guama con la red de distribución
a través de la estación Pueblo Nuevo.

14
1. MARCO TEORICO
1.1 EMPRESA
Gases del Caribe S.A EMPRESAS DE SERVICIOS PUBLICOS es una empresa
dedicada a la distribución y comercialización de Gas natural y a promover su
utilización como fuente de energía limpia y eficiente, tiene presencia
principalmente en la Costa Norte de Colombia, más exactamente en los
departamentos de Atlántico, Magdalena y Cesar. Actualmente se atienden 45
ciudades, municipios o poblaciones para un total 800.000 usuarios abastecidos
con el servicio público de gas natural.
Gases del Caribe S.A. EMPRESA DE SERVICIOS PÚBLICOS fue constituida el
19 de octubre de 1966, y comenzó operaciones el 2 de enero de 1967 con ventas
de gas propano. Debido al continuo declive de la producción de gas propano, la
Empresa comenzó a planear su sustitución gradual por gas natural traído desde
La Guajira.1
En el año 1977 comenzó a suministrar gas natural domiciliario en la ciudad de
Barranquilla a través de la red de distribución interna conectada al gasoducto
Ballena - Barranquilla, propiedad de Promigas S.A. A finales de 1978 se
comenzó el suministro al Rodadero; a mediados de 1982 a Sabanalarga y ha
continuado expandiendo sus redes en los departamentos del Atlántico (en el
municipio de Galapa, Baranoa, Luruaco, Polonuevo, Ponedera, Sabanagrande,
Palmar de Varela, Santo Tomás, Soledad, Malambo, Tubará, Piojó, Calamar,
Puerto Colombia, entre otros.), en Magdalena (Santa Marta, Ciénaga,
Fundación, Sevilla, La Gran Vía, Aracataca, entre otros), en el Cesar (Valledupar,
Manaure y La Paz).2
1.2 EL GAS NATURAL
El gas natural hoy en día es una de las principales fuentes de energía no
renovable producto de los ambiciosos planes a nivel mundial de masificación del
consumo de gas natural iniciados en el siglo XX. El gas natural aporta calidad de
vida y desarrollo a la población mundial, gracias a sus principales usos como gas
natural domiciliario y vehicular, generación de energía eléctrica limpia y fuente
de calor para la industria.
El gas natural es un combustible fósil no renovable, el cual es producido por la
descomposición de inmensas cantidades de materia orgánica sometidas a
1,2 Gases del Caribe [en línea] <
http://www.gascaribe.com/Contenido/Default.aspx?Id=738 >

15
grandes presiones y temperaturas, quedando atrapado en trampas geológicas
que han permitido con el paso de millones de años que se acumulen formando
yacimientos.
El gas natural se encuentra atrapado en yacimientos a grandes profundidades,
puede estar asociado o no a hidrocarburos líquidos. Existen diferentes métodos
de extracción como perforación vertical o perforación horizontal
Ilustración 1 - Esquema de diferentes tipos de yacimientos y metodologías de perforación
Fuente: <http://energiaadebate.com/wp-content/uploads/2011/01/1.1.jpg
El gas natural está compuesto principalmente de metano (CH4) y etano (C2H6),
pero también posee rastros de otros alcanos como propano, butanos y otros de
mayor peso molecular. Por otro lado, el gas natural también se encuentra
acompañado de impurezas tales como gases inertes como nitrógeno o helio y
de moléculas de agua (H20), dióxido de carbono (CO2) y ácido sulfhídrico (H2S).
Antes de ser usado con fines comerciales el gas debe ser tratado con el fin de
remover las impurezas y obtener el gas dentro de las especificaciones de calidad
que rigen en cada país.
El uso industrializado del gas se remonta al año 1792 cuando Willian Murdock
logra iluminar su casa con gas producido por medio del carbón y se desarrolla
ampliamente en el siglo XX gracias a los avances en las tecnologías de
perforación y las tecnologías que permiten fabricación de las uniones a prueba
de filtraciones, con lo que se desarrollaron los gasoductos de transporte y
distribución.

16
1.2.1 Tratamiento de gas natural.
El tratamiento de gas natural consiste en retirarle las impurezas como son el
agua, tanto en fase liquida como en fase gaseosa, inclusive retirarle por debajo
de su saturación proceso conocido como deshidratación y los contaminantes
ácidos, como el H2S y CO2, proceso que se llama endulzamiento, una vez tratado
puede ser procesado3.
Este proceso involucra plantas de gas, es decir se utiliza tecnología como torres
contractoras, sistemas de regeneración, bombas, separadores, etc, por lo tanto,
estas plantas o facilidades de superficie deben ser diseñadas específicamente
con las variables operacionales de cada yacimiento para poder convertir este
gas en gas de venta dentro de las especificaciones de presión, temperatura y
calidad del gas que la normativa vigente en Colombia (ver ilustración 4 –
especificaciones calidad del gas según RUT).
El tratamiento de gas se divide principalmente en dos procesos: Deshidratación
y Endulzamiento.
1.2.1.1 Deshidratación.
Debido a la gran cantidad de agua en fase liquida y gaseosa que contiene el gas
natural, es necesario someterlo a un proceso conocido como deshidratación el
cual consiste en la remoción parcial del valor de agua que está asociada al gas.
Previo a este proceso el agua en fase liquida es removida por medio de
separadores y filtros. El contenido de vapor de agua en el gas natural depende
de la presión y temperatura, en promedio tiene un valor de 25 – 120 lbs de
H2O/MMSCF de gas4.
Las principales razones para deshidratar el gas son5:
 Evitar la formación de hidratos
 Evitar la corrosión de la infraestructura
 Evitar problemas operativos y de mantenimiento debido a la condensación
de valor de agua
 Optimizar funcionamiento de los compresores
 Cumplir con la calidad del gas exigido por el RUT.
Las tecnologías disponibles para la deshidratación del gas son las siguientes:
1. Absorción en Plantas de Glicol
2. Adsorción en Plantas de tamices moleculares
3. Expansión – Refrigeración en Plantas Joule- Thomson
4. Twister
3 6 SANTOS, Nicolas. Operación de Unidades de Tratamiento y Procesamiento del Gas Natural
2014.
4 STERAT, M. M. et al. Gas dehydratation Field Manual. Elsevier 2011.

17
1.2.1.2 Endulzamiento.
El dióxido de carbono (CO2), el sulfuro de hidrogeno (H2S) y otros componentes
del azufre hacen parte de las contaminantes no deseables de gas natural; al
proceso de remoción completa o parcial de estos contaminantes se le denomina
Endulzamiento. Al igual que el contenido de agua, el contenido de estos
contaminantes también está regulado en Colombia por el reglamento único de
transporte (RUT) (ver ilustración 4 – especificaciones calidad del gas según
RUT).
Todo gas natural que contenga estos contaminantes fuera de los parámetros
nacionales e internaciones se le denomina gas acido.
Las principales razones para endulzar el gas son:
 Seguridad debido a que el H2S en altas concentraciones es mortal
 Evitar la corrosión de la infraestructura
 Disminuir costos de compresión
 Cumplir con la calidad del gas exigido por el RUT
 Satisfacer las exigencias ambientales
Las tecnologías disponibles más utilizadas para el endulzamiento del gas son las
siguientes:
1. Adsorción en Plantas de tamices moleculares, Esponja de Hierro u Óxido
de Zinc
2. Solventes químicos tipo Aminas
3. Solventes físicos tipo Sulfinol
1.2.2 Procesamiento de gas natural.
1.2.2.1 Procesamiento.
El procesamiento de gas natural se realiza cuando el gas es rico en
hidrocarburos y consiste principalmente en la obtención de líquidos a partir del
gas natural, sea como productos puros como propano, butano, pentano y otros
componentes más pesados o sus mezclas como el GLP (gas licuado del
petróleo). Todo esto con el fin de retirar la cantidad de componentes pesados del
gas natural, para que pueda cumplir con los requisitos del RUT en cuanto a poder
calorífico. Entre más pesado es el componente del gas natural más poder
calorífico tiene y como en Colombia el poder calorífico está regulado se hace
indispensable este proceso. (ver 3.2 ESPECIFICACIONES GAS NATURAL
SEGÚN REGLAMENTO UNICO DE TRANSPORTE (RTU)).
Al igual que el tratamiento de gas natural el procesamiento involucra la
construcción de plantas de gas o facilidades de superficie las cuales deben ser
diseñadas en función de la calidad de gas y contenido de impurezas en boca de
pozo, para poder llevar este gas a condiciones de gas de venta y poderlo
comercializar por medio del sistema nacional de transporte.
Las principales razones para procesar el gas natural son:

18
 Acondicionar el gas para cumplir con el RUT mediante el control de punto
de rocío de hidrocarburos
 Obtener ingresos adicionales a la venta de gas natural mediante la
comercialización de Líquidos del Gas Natural (LGN)
 Evitar problemas operativos y de mantenimientos asociado a la
condensación de hidrocarburos en los gasoductos.
Las tecnologías disponibles para el procesamiento del gas natural son las
siguientes:
1. Absorción con aceite pobre
2. Plantas de refrigeración mecánica.
3. Plantas Joule-Thomson
4. Turbo expander
5. Adsorción con lecho solido
6. Separación con membranas
7. Twister

19
2. DESCRIPCION DEL PROYECTO
2.1 GASODUCTO
El gasoducto tiene una longitud aproximada de 40 km y diámetro nominal de 8”
en acero al carbón con recubrimiento tricapa (3LPE). Este gasoducto conecta la
estación de regulación y medición (ERM) Guama, ubicada contigua a la estación
del productor Pacific Energy en campo Guama, con el gasoducto de acero de
distribución Gascaribe Pueblo Nuevo – Bosconia.
La conexión al gasoducto de acero de distribución Gascaribe Pueblo Nuevo –
Bosconia, se realizará a través de la estación de regulación y medición Pueblo
Nuevo, la cual cuenta con un punto de conexión proyectado el cual recibirá o
conectará con el gasoducto de acero Guama.
Cabe anotar que este gasoducto contará con dos válvulas de seccionamiento
superficiales de 8” y trampas de envío y recibo bidireccionales ubicadas en
ambos extremos del gasoducto, o en otras palabras ubicadas en las estaciones
de regulación y medición Guama y Pueblo Nuevo.
2.2 ESTACIONES
La estación de regulación y medición (ERM) Guama, contará con sistemas de
filtración, sistema de control de presión y sobrepresión, sistema de medición con
medidores tipo rotatorios, sistema de comunicación SCADA que transmite los
datos o las variables de operación al centro de control de Gases del Caribe
ubicado en Barranquilla.
La estación de regulación y medición (ERM) Pueblo Nuevo donde se realizará la
conexión para el suministro de gas natural al gasoducto Gascaribe, cuenta con
sistemas de filtración, sistemas de control de presión y sobrepresión, sistema de
medición con medidores tipo rotatorios. Adicionalmente esta cuenta con sistema
de comunicación SCADA la cual transmite las variables de operación al centro
de control ubicado en Barranquilla.
2.3 VALVULAS DE SECCIONAMIENTO
Las dos válvulas seccionadoras o válvulas de seccionamiento son superficiales
y tendrán el mismo diámetro del gasoducto de acero (8”). Cada una de estas
válvulas seccionadoras contarán con un by pass de igualación de presión con
válvulas de bola de 4” de diámetro.
Adicionalmente una de estas válvulas de bola de 4” contará con un actuador, el
cual podrá ser controlado remotamente desde centro de control ubicado en
Barranquilla.

20
La válvula seccionadora contará con una conexión bridada en su by pass, el cual
será usado para futuras conexiones.
2.4 INTERCONEXIÓN CON LA ERM PUEBLO NUEVO
El gasoducto Guama – Pueblo Nuevo se interconectará en la ERM Pueblo Nuevo
a través de una conexión proyectada ubicada en dicha estación. Esta conexión
permitirá suministrar el gas proveniente del Campo Guama al gasoducto de
acero de distribución Gascaribe Pueblo Nuevo – Bosconia.
3. ACRÓNIMOS
AGA American gas association
ANSI American national standard Institute
ASME American society of mechanical Engineer
ASTM American society for testing materials
AWS American welding society
DOT Department of transportation
ISA Instrument society of America
ISO International standard
GTC Guía técnica Colombiana
HSE Health, safety and environmental
NACE National association corrosion engineer
NFPA National fire prevention association
NTC Norma técnica colombiana
SSPC Steel Structural Painting Council
AISC American Institute of Steel Construction
ICONTEC Instituto colombiano de normas técnicas
A.C.I. American Concrete Institute

21
4. ESTANDARES DE DISEÑO
4.1 NORMAS Y ESTÁNDARES APLICABLES
4.1.1 NORMAS DE TUBERÍA
4.1.1.1 Especificaciones de las tuberías.
API 5L Especification for Line Pipe
API RP 5LW Transportation of line pipe on barges and marine Vessels
4.1.1.2 Soldadura.
API 1104 Welding of pipelines and related facilities
AWS A3.0 Welding Terms and definitions
NTC 2156 Siderúrgica. Soldadura. Ensayos mecánicos de soldadura
4.1.1.3 Bridas.
ASME B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings: NPS ½ through 24
ASME 16.11 Forged Fittings Socket Welding and Threaded
4.1.1.4 Empaques.
ASME B16.20 Metallic Gaskets for Pipe Flanges: Ring Joint Spiral Wound
4.1.1.5 Espárragos y tuercas.
ASME B 18.2.1 Square and hex bolts and Screws
ASME B18.2.2 Square and Hex bolts and Screws, inch Series

22
4.1.2 VÁLVULAS
API Spec. 6D/ISO 14313 Specification for Pipeline Valves
API Std 598 Valve inspection and testing
ASME B 16.34 Valves Flanged, Threaded and Welding End
ASME 16.33 Manually Operated Metallic Gas Valves
4.1.3 ASME B31.8.
4.1.3.1 Clase de localidad (Class Location).
La clase de localidad es un espacio geográfico a lo largo del eje del gasoducto
que está definido por la cantidad de viviendas que hay en ella entre otras
características, las cuales determinan el factor de diseño del gasoducto, presión
de operación, la presión y método de prueba de presión, etc.
Esta metodología consiste en un espacio geográfico de 0.4 kilómetros de ancho,
200 metros a cada lado del eje de la tubería del gasoducto y 1.6 kilómetros de
largo, y consiste en dividir la longitud de la tubería en estas áreas aleatoriamente
de tal manera que incluyan la mayor cantidad de viviendas de habitación humana
posibles.
4.1.3.2 Presión de prueba hidrostática.
El código establece una presión de prueba hidrostática a toda la tubería
ensamblada o construida a través de juntas soldadas o mecánicas. El propósito
de esta prueba consiste en verificar el estado de la tubería y los elementos que
la conforman, así como las condiciones de operación para la cual fue diseñada.
Cabe anotar que la presión de prueba hidrostática es realizada dependiendo de
la clase de localidad en la que se encuentra ubicada la tubería o los elementos
que la conforman, así como la máxima presión de operación que operará. Los
parámetros para realizar dicha prueba se muestran en la siguiente ilustración:

23
Ilustración 2 - Presión de prueba en función de la clase de localidad.
Fuente: ASME B31.8 Capitulo 841.3 TESTING AFTER CONSTRUCCTION.
4.1.3.3 Separación entre válvulas seccionadoras.
Con el propósito de seccionar el gasoducto o la línea, el código establece dos
(2) formas diferentes de evaluar o definir la ubicación de las válvulas
seccionadoras. La primera forma consiste en evaluar diferentes factores tales
como la cantidad de gas liberado en caso de un mantenimiento o reparación del
tramo debido a rotura o fugas, también el impacto que este venteo genera en el
área afecta, molestias por la demora en la continuidad del servicio por la
reparación, proyecciones de crecimiento poblacional, entre otras.
La segunda forma que establece el código para establecer la distancia entre las
válvulas seccionadoras se indica en la siguiente ilustración:

24
Ilustración 3 - Distanciamiento entre válvulas.
Fuente: ASME B31.8 – Capitulo 846 Valves/ 846.1 Required Spacing of valves/846.1.1
Transmission Lines.
Cabe anotar que las distancias indicadas en la anterior ilustración pueden ser
modificadas para ubicar dichas válvulas en sitios de fácil acceso.
4.1.4 REGLAMENTO ÚNICO DE TRANSPORTE (RUT)
Este reglamento establece las condiciones en las cuales debe ser
comercializado el gas en Colombia. Mediante la resolución 054 de la CREG del
21 de junio del 2007 que modificó el articulo 6.3 correspondiente a Calidad del
gas, dichas condiciones del gas se indican en la siguiente ilustración:
Ilustración 4 - Especificaciones calidad de gas según RUT

25
Fuente: Resolución 054 de la CREG del 21 de junio del 2007 – Modificación al reglamento
único de transporte de gas natural (RUT), numeral 6.3 Calidad del Gas.
4.1.5 CONSTRUCCIÓN
NTC 2505 Instalaciones para suministro de gas destinadas a usos
Residenciales y comerciales.
NTC 3728 Gasoductos. Líneas de transporte y Redes de distribución
Urbana de gas.
NTC 3949 Gasoductos. Estaciones de regulación de presión para
Líneas de transporte y redes de distribución de gas
Combustible.

26
5. BASES Y CRITERIOS DE DISEÑO
En el presente capitulo, se definen las bases y criterios de diseño que se
utilizarán en el desarrollo de la “INGENIERÍA BÁSICA DE UN GASODUCTO DE
ACERO DE DISTRIBUCIÓN DE GAS NATURAL DESDE LA ESTACIÓN DE
RECIBO PARA TRANSFERENCIA DE CUSTODIA GUAMA HASTA LA
CONEXIÓN CON EL GASODUCTO DE DISTRIBUCIÓN DE ACERO DIAM. 8
GASCARIBE PUEBLO NUEVO – BOSCONIA”.
5.1 CARACTERISTICAS DEL GAS
La composición o cromatografía (C₆+) del gas natural recibido por parte del
campo Guama es la indicada en la siguiente tabla:
Tabla 1 - Cromatografía y calidad del gas C6+.
Compuesto % molar Fracción molar
Metano C1 95.475% 0.95475
Etano C2 0.873% 0.00873
Propano C3 1.266% 0.01266
n-Butano n-C4 0.683% 0.00683
i-Butano i-C4 0.675% 0.00675
n-Pentano n-C5 0.103% 0.00103
i-Pentano i-C5 0.221% 0.00221
Hexano C6+ 0.037% 0.00037
Diox. Carb. CO₂ 0.394% 0.00394
Nitrógeno N₂ 0.273% 0.00273
Total 100.000% 1.00000
A partir de la información de la tabla 1, se determina la gravedad especifica
promedio de 0.60 y el poder calorífico de 1070 @ 14.65 Psia y 60°F, con factor
de compresibilidad a condiciones estándar de 0.9943, tal como se indica en la
ilustración 5.

27
Ilustración 5 – Cálculo de gravedad específica y poder calorífico de gas.
Con base a la cromatografía indicada en la tabla 1, y con ayuda del software
HYSYS, se elabora el diagrama de fases del gas suministrado por el campo
Guama. Este resultado es el siguiente:
Ilustración 6 - Gráfica del diagrama de fases del gas del Campo Guama
En la ilustración 6 se obtiene como resultado un cricondentherm de 3.5°F (-
15.81°C) lo cual cumple con las condiciones RUT.
SIMBOLO
Patm
P
T 60 °F 519.21 °R
1 95.48 % 0.95475 15.3161 -116.66 °F 343.01 °R 667.00 Psia 327.49 636.82 868.2497 BTU/P³ 964.2975 BTU/P³
2 0.87 % 0.00873 0.262502 89.92 °F 549.59 °R 706.60 Psia 4.80 6.17 14.1313 BTU/P³ 15.4495 BTU/P³
3 1.27 % 0.01266 0.558255 205.92 °F 665.59 °R 615.50 Psia 8.43 7.79 29.3066 BTU/P³ 31.8551 BTU/P³
4 0.68 % 0.00675 0.392324 274.41 °F 734.08 °R 527.90 Psia 4.96 3.56 20.2527 BTU/P³ 21.9510 BTU/P³
5 0.68 % 0.00683 0.396973 305.55 °F 765.22 °R 550.90 Psia 5.23 3.76 20.5638 BTU/P³ 22.2795 BTU/P³
6 0.22 % 0.00221 0.159449 369.00 °F 828.67 °R 490.40 Psia 1.83 1.08 8.1748 BTU/P³ 8.8420 BTU/P³
7 0.10 % 0.00103 0.074313 385.80 °F 845.47 °R 488.80 Psia 0.87 0.50 3.8181 BTU/P³ 4.1290 BTU/P³
8 0.00 % 0 0 321.00 °F 780.67 °R 463.50 Psia 0.00 0.00 0.0000 BTU/P³ 0.0000 BTU/P³
9 0.04 % 0.00037 0.031885 453.80 °F 913.47 °R 436.90 Psia 0.34 0.16 1.6294 BTU/P³ 1.7597 BTU/P³
52 0.00 % 0 0 -220.63 °F 239.04 °R 506.70 Psia 0.00 0.00 0.0000 BTU/P³ 0.0000 BTU/P³
53 0.39 % 0.00394 0.173399 87.76 °F 547.43 °R 1070.00 Psia 2.16 4.22 0.0000 BTU/P³ 0.0000 BTU/P³
60 0.27 % 0.00273 0.076477 -232.53 °F 227.14 °R 492.50 Psia 0.62 1.34 0.0000 BTU/P³ 0.0000 BTU/P³
100.00 % 17.44168 356.71 665.41 966.1 BTU/P³ 1070.6 BTU/P³
SIMBOLO
GS
Tsr
Psr
Factor de compres. Z (Met. De Papay)@ 14.65 Psig Z
umáx 328.9 ft/s 100.26 m/s
Poder calorífico superior 1070.56 BTU/P³
Poder calorífico inferior 966.13 BTU/P³
0.9943 Ecuación
Velocidad de erosión del gas Ecuación
Gravedad especifica 0.6023
Temperatura Pseudoreducida 1.46
Presión Pseudoreducida 0.04
Σyi*Mi
Temperat
ura
Presión
Pseudocri
RESULTADOS
VARIABLE VALOR
Nitrogen N₂ 28.0135 0.0 BTU/P³ 0.0 BTU/P³
Carbon dioxide CO₂ 44.0100 0.0 BTU/P³ 0.0 BTU/P³
Carbon monoxide CO 28.0100 320.5 BTU/P³ 320.5 BTU/P³
n-Hexane C₆H₁₄ 86.1750 4403.8 BTU/P³ 4756.0 BTU/P³
n-Pentane C₅H₁₂ 72.1490 3706.9 BTU/P³ 4008.7 BTU/P³
Neopentane C₅H₁₂ 72.1490 3682.9 BTU/P³ 3984.8 BTU/P³
n-Butane C₄H₁₀ 58.1220 3010.8 BTU/P³ 3262.0 BTU/P³
Isopentane C₅H₁₂ 72.1490 3699.0 BTU/P³ 4000.9 BTU/P³
Propane C₃H₈ 44.0960 2314.9 BTU/P³ 2516.2 BTU/P³
Isobutane C₄H₁₀ 58.1220 3000.4 BTU/P³ 3252.0 BTU/P³
Methane CH₄ 16.0420 909.4 BTU/P³ 1010.0 BTU/P³
Ethane C₂H₆ 30.0690 1618.7 BTU/P³ 1769.7 BTU/P³
PRESIÓN
CRITICA Yi * Tc Yi * Pc
Net Gross
Ideal Gas 14.696 Ideal Gas 14.696
Heating Value, 60°F
NUMERO COMPONENTE FORMULA
FRACCIÓ
N MOLAR
FRACCIÓN
MOLAR (Yi)
PESO MOLECULAR
(Lb/Lbmol) Yi*Mi
TEMPERA
TURA
TEMPERA
TURA
Presión analizada 15 Psig 29.34 Psia
Temperatura analizada 15.30 °C
DATOS DE ENTRADA CALCULAR FACTOR Z
VARIABLE VALOR
Presión atmosferica del sitio 14.69 Psia CALCULAR PRESIÓN ATMOSF.

28
5.2 CONDICIONES DE DISEÑO
Estas condiciones corresponden a los parámetros que se tendrán en cuenta para
el diseño del gasoducto, válvulas seccionadoras y estaciones relacionadas al
proyecto. En la siguiente tabla se definen las condiciones de diseño:
Tabla 2 - Condiciones de diseño.
Presión mínima de recibo del campo 800 Psig 55.1 barg
Presión máxima de recibo del campo 1200 Psig 82.73 barg
Presión mínima de operación 400 Psig 27.57 barg
Presión máxima de operación 1200 Psig 82.73 barg
Presión de diseño 1200 Psig 82.73 barg
Temperatura máxima 120°F 48.8°C
Temperatura mínima 80°F 26.6°C
Flujo máximo 25 MMSCFD 29467.23 Sm³/hr
Flujo mínimo 3 MMSCFD 3536 Sm³/hr
5.3 CRITERIOS DE DISEÑO DEL GASODUCTO
5.3.1 CONDICIONES DE DISEÑO DEL GASODUCTO
Serán las mismas especificadas en la tabla 2 mencionada anteriormente.
5.3.2 RADIO DE CURVATURA MÍNIMO
El radio de curvatura mínimo de la tubería de 8” y menores será de 18 veces el
Diámetro externo.
5.3.3 CLASE DE LOCALIDAD
Para el gasoducto y según estudio previo realizado, el área que atraviesa se
clasifica en su mayoría como clase de localidad 1, debido a que la tubería
atraviesa en su totalidad zonas rurales, fincas y áreas escasamente pobladas.
Sin embargo, para efectos de este diseño y previendo un desarrollo urbanístico
de escuelas, iglesias, etc. El gasoducto será tomado como clase 3.

29
Cabe anotar que la clase de localidad está definida por el número de viviendas
o construcciones para la habitación humana dentro de un área geográfica.
Dichas áreas se encuentran definidas según la siguiente tabla:
Tabla 3 - Clase de localidad en función de la cantidad de edificaciones.
CLASE DE
LOCALIDAD
NUMERO DE
EDIFICACIONES
TIPO DE
EDIFICACIONES
TIPO DE ZONAS
1 10 O MENOS CASAS
PARAMOS, MONTAÑAS, GRANJAS, FINCAS Y
AREA ESCACASAMENTE POBLADAS
2
MAS DE 10 Y
MENOS DE 46
CASAS
AREAS ALREDEDOR DE CIUDADES Y
PUEBLOS, AREAS INDUSTRIALES, ZONAS
RURALES
3 46 O MAS
IGLESIAS,
ESCUELAS,
HOSPITALES
AREA SUBURBANAS, CENTROS
COMERCIALES, ZONAS INDUSTRIALES,
COMERCIALES.
4 NA EDIFICIOS
ZONAS DE TRAFICO PESADO, OTROS
SERVICIOS BAJO TIERRA
Fuente: ASME B31.8 Capitulo 840 Design, Installation and Testing – Numeral 840.2.2 Location
Clases For Design and Construction.
5.3.4 FACTOR F DE DISEÑO
Para cumplir con el código ASME B31.8, cada sección del gasoducto será
categorizada por ubicación, clase y tipo de construcción las cuales serán
determinadas durante la fase del diseño detallado del proyecto.
La base para evaluar la clasificación de la localidad está relacionada con el
número de edificios dentro de un corredor de 400 metros de ancho, medido
desde la línea central del derecho de vía del gasoducto.
La selección de la clase de localidad fue establecida con la ayuda de la aplicación
Google earth, evitando en lo posible la cercanía de viviendas a una distancia no
menor de 100 mts al eje del gasoducto. Para efectos del diseño de este
gasoducto, se consideró como localidad clase 3.

30
Ilustración 7 - Extracto norma selección factor F formula de Barlow
Fuente: ASME B31.8 Gas Transmition and Distribution Piping Sistems 2010, Tabla 841.1.6-1.
5.3.5 FACTOR DE JUNTA LONGITUDINAL, E
Este factor depende del procedimiento o método usado para la fabricación de la
tubería. Para este diseño se tiene una tubería la cual fue fabricada mediante la
tecnología de Electric Resistance Welde (ERW), lo cual según el código ASME
B31.8 se tiene un factor E igual a 1. Este valor se obtiene de la siguiente tabla:

31
Ilustración 8 - Extracto norma selección factor E formula de Barlow
5.3.6 FACTOR DE TEMPERATURA, T
El factor de temperatura se obtiene teniendo como base la temperatura máxima
que se tendrá en el gasoducto, la cual corresponde a 120°F tal como se indica
en la tabla 5 de este documento. Cabe anotar que debido a que la mayoría del
gasoducto es enterrado, este no tendrá incrementos en la temperatura, por lo
que esta se mantendría constante o podría incluso disminuir. Según lo anterior,
el factor de temperatura T, se obtiene de la siguiente ilustración:

32
Ilustración 9 - Extracto norma selección Factor T formula de Barlow
Fuente: ASME B31.8 Gas Transmition and Distribution Piping Sistems 2010, Tabla 841.1.8 -1.
5.3.7 ESPECIFICACIONES DE LA TUBERÍA A USAR EN EL GASODUCTO
Es importante aclarar que actualmente Gases del Caribe cuenta con un
inventario extenso de tubería de acero de 8”, lo cual, por decisión del área
técnica, se determinó que esta sería la tubería para usar para este proyecto. Las
especificaciones actuales de esta tubería son las indicadas en la siguiente tabla:
Tabla 4 - Características tubería.
Diámetro nominal 8" 219.07 mm
Diámetro exterior 8.625" 219.07 mm
Espesor 0.277" 7.04 mm
Resistencia a la fluencia 52000 Psi 3585.3 bar
Material Acero API 5LX52
Tecnología de fabricación Electric Resistance Welded (ERW)
Revestimiento exterior Tricapa PE
5.4 CRITERIOS DE DISEÑO DE ESTACIONES
5.4.1 CONDICIONES DE DISEÑO DE LAS ESTACIONES
Serán las mismas especificadas en la tabla 2 mencionada anteriormente.

33
5.4.2 FACTOR F DE DISEÑO
Para las estaciones de regulación este factor es definido según lo establecido en
la norma técnica colombiana NTC 3949, lo cual contempla localidad tipo 4.
Según la tabla mostrada a continuación, este factor F tendría un valor de 0.40.
Ilustración 10 - Extracto norma selección factor F formula de Barlow
5.4.3 FACTOR DE JUNTA LONGITUDINAL, E
Este factor depende del procedimiento o método usado para la fabricación de la
tubería. Para este diseño se tiene una tubería la cual fue fabricada mediante la
tecnología de Electric Resistance Welde (ERW), lo cual según el código ASME
B31.8 se tiene un factor E igual a 1. Este valor se obtiene de la siguiente tabla:

34
Ilustración 11 - Extracto norma selección factor E formula de Barlow
5.4.4 FACTOR DE TEMPERATURA, T
Para las estaciones se define el factor de temperatura igual a 1.
Ilustración 12 - Extracto norma selección Factor T formula de Barlow
Fuente: ASME B31.8 Gas Transmition and Distribution Piping Sistems 2010, Tabla 841.1.8 -1.

35
5.4.5 DIÁMETROS DE TUBERÍA
Para establecer el diámetro de la tubería en la estación, la norma técnica
colombiana NTC 3949 establece unos límites o parámetros para evitar el ruido
y/o erosión en la tubería a causa de excesos de velocidades. En la siguiente
tabla se indican los valores de velocidades que se tendrán en cuenta para el
dimensionamiento de la tubería.
Tabla 5 - Velocidades NTC 3949
Tipo de Línea Velocidad
Líneas de proceso ≤ 20 m/s
Líneas de by pass ≤ 20 m/s
Líneas de regulación ≤ 60 m/s
Cabezales ≤ 20 m/s
Fuente: NTC 3949 Estaciones de Regulación.
5.4.6 SISTEMA DE MEDICIÓN
El sistema de medición estará compuesto por medidores de alta presión,
accesorios y la instrumentación necesaria para la determinación de temperatura
y presión para la lectura de las variables para posterior corrección del caudal.
Cabe anotar que para la selección de los medidores se considerará los flujos
máximos y mínimos indicados en la tabla 2. Con esto se garantizará que la
lectura de la medición se encuentre dentro de la rangeabilidad del medidor o
medidores seleccionados.
5.4.7 SISTEMA DE REGULACIÓN
El sistema de regulación contará con dos (2) trenes de regulación con válvula de
control de flujo.

36
5.4.8 TRAMPAS DE RASPATUBOS
Las dos (2) trampas que se instalarán, permitirán el lanzamiento y recibo de
instrumentos de limpieza e inspección. Estas serán de tipo bidireccionales y
ubicadas de la siguiente manera: la primera de envío en la estación del campo
Guama y la segunda de recibo en la estación Pueblo Nuevo.
5.5 ESPESOR DE PARED DE LAS TUBERÍAS
El espesor de pared de las tuberías será calculado de acuerdo con lo establecido
en el código ASME B31.8. En la siguiente ilustración se señala el extracto del
código:
Ilustración 13 - Ecuación de Barlow código ASME B31.8

37
Fuente: ASME B31.8 Gas Transmition and Distribution Piping Sistems 2010. 841.1.1 Formula
de Diseño Tubería Acero.
En resumen, los factores para el cálculo de los espesores para el gasoducto y
estaciones quedan definidos en la siguiente tabla:
Tabla 6 - Factores de diseño para cálculo de espesores.
Tipo de factor Gasoducto Estaciones
Factor de diseño, F 0.50 0.40
Factor de junta longitudinal, E 1.00 1.00
Factor de Temperatura, T 1.00 1.00

38
6. TRAZADO DEL PROYECTO
El proyecto está localizado en el departamento del Magdalena, y su recorrido
inicia en la Planta Guama específicamente en la coordenada 9°39´35.94” N y
74°7´30.90” O, elevación de 101 m. A partir de este punto y tomando como
referencia la carretera que conduce desde Campo Guama hacia El Difícil,
discurre hasta encontrar el derecho de vía del gasoducto de polietileno Pueblo
Nuevo – El Difícil; y por este hasta la ERM de Pueblo Nuevo donde se
interconecta con este. Es importante aclarar que una vez este gasoducto llegue
a la estación Pueblo Nuevo, este gas será suministrado al gasoducto de acero
de 8” existente de propiedad Gascaribe. Actualmente la estación cuenta con un
punto de conexión proyectado para la llegada del gas del campo Guama.
Cabe anotar que este trazado fue suministrado por el comité técnico de
Gascaribe, el cual fue establecido a través de una visita de campo y previo
levantamiento topográfico.
Ilustración 14 - Trazado Campo Guama – Pueblo Nuevo planteado

39
En la siguiente ilustración se ubica el gasoducto Guama – Pueblo Nuevo
proyectado con respecto al gasoducto de acero Gascaribe que se encuentra en
operación:
Ilustración 15 - Ubicación nuevo Gasoducto respecto al existente
6.1 CONDICIONES AMBIENTALES
Las condiciones ambientales promedio de la zona donde se desarrollará el
proyecto se relacionan en la siguiente tabla:
Tabla 7 - Condiciones ambientales del sitio.
Tipo de factor
Temperatura promedio 36°C
Temporada mojada (lluvias) 8.8 meses (30 de marzo al 23 de diciembre)
Temporada seca (sin lluvias) 3.2 meses (23 de diciembre al 30 de marzo)
Viento 3.4 km/hr
Fuente: <https://es.weatherspark.com/y/23453/Clima-promedio-en-Ariguan%C3%AD-Colombia-
durante-todo-el-a%C3%B1o>

40
7. DISEÑO HIDRAULICO Y MECANICO GASODUCTO
En este capítulo se realizará el diseño hidráulico y mecánico del gasoducto y
todos los elementos que hacen parte de este. Dichos elementos corresponden a
las válvulas seccionadoras con sus respectivos by pass y las trampas de envío
y recibo de marranos.
Con el diseño hidráulico se definirá el diámetro necesario requerido para la
distribución o suministro del flujo requerido.
El diseño mecánico permitirá conocer los espesores mínimos requeridos para
que el sistema tenga la capacidad de soportar las presiones de operación a la
cual estará sometido.
7.1 CÁLCULO HIDRÁULICO GASODUCTO
7.1.1 Ecuación de flujo
Para la determinación del diámetro mínimo requerido para las condiciones
indicadas en la tabla 2 se usará la ecuación de AGA para flujo totalmente
turbulento, la cual es la más usada para sistemas operados a altas presiones. La
siguiente ilustración relaciona el comportamiento del factor trasmisión en función
del caudal y del número de Reynolds de AGA con respecto a otras ecuaciones:
Ilustración 16 - Factor de transmisión vs datos de operación

41
Fuente: Asme publication No 77 pet 14,1978.
Como se aprecia en la ilustración 16, la ecuación de AGA es la que mejor
resultados de campo presenta. La ecuación es la siguiente:
Ecuación 1- Ecuación AGA para flujo totalmente turbulento.
𝑄𝑏 = 38.774 ∗
𝑇𝑏
𝑃𝑏
[
𝑃1
2
− 𝑃2
2
− 𝐸
𝐺𝐿𝑇𝑓𝑍𝑎𝑣𝑔
]
0,5
[4𝑙𝑜𝑔10
3,71𝐷
𝐾𝑒
] 𝐷25
Donde,
𝑄 = 𝑅𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜, 𝑀𝑀𝑆𝐶𝐹𝐷
𝑇𝑏 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑒, 60°𝐹
𝑃𝑏 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑏𝑎𝑠𝑒, 14.65 𝑃𝑆𝑖𝑎
𝑃1 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎, 𝑃𝑠𝑖𝑎
𝑃2 = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜, 𝑃𝑠𝑖𝑎
𝐺 = 𝐺𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑔𝑎𝑠
𝑇𝑓 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜, °𝑅, °𝑅 = °𝐹 + 460
𝑍𝑎𝑣𝑔 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜, 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑡𝑖𝑝𝑖𝑐𝑜 0.85 − 0.95
𝐿 = 𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎, 𝑀𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠
𝐷 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑜, 𝑃𝑢𝑙𝑔
𝐾𝑒 = 𝑅𝑢𝑔𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎, 𝑝𝑢𝑙𝑔, 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑜𝑠 𝑡𝑖𝑝𝑖𝑐𝑜𝑠 0.0012 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑢𝑏𝑒𝑟𝑖𝑎 𝑛𝑢𝑒𝑣𝑎
Fuente: CAMARGO, Faustino. Diseño y Operación de Gasoductos (2014).
7.1.2 Resultados calculo hidráulico del gasoducto
En la siguiente ilustración se realiza un esquema del gasoducto, en el cual se
indican los diferentes puntos o referencias de presión para posteriormente hacer
un análisis de los resultados obtenidos:

42
Ilustración 17 - Esquema Gasoducto
Aplicando la ecuación de AGA mencionada en el capítulo anterior, y con ayuda de una hoja Excel
se obtienen los siguientes resultados:
Ilustración 18 – Cálculo hidráulico.
Como se aprecia en la ilustración 18, se analizan cuatro (4) casos o hipótesis de
operación que se pueden presentar en el gasoducto. Todos estos casos son
analizados con tubería de 8” sch. 30 la cual fue la escogida por Gascaribe para
el diseño del gasoducto. Las presiones que se establecieron en el punto P2 son
las actuales presiones que se tienen en el sitio. En la ilustración 20 se muestra
el rango de presiones históricos en P2 los cuales oscilan entre valores de 400 –
700 Psig correspondientes al actual gasoducto de acero donde se quiere
suministrar el gas del campo Guama. En todos los casos exceptuando el caso 3,
el gasoducto tiene la capacidad de entregar caudales por encima del
especificado en la tabla 2. Sin embargo, este no tendrá la capacidad de
suministrar el caudal máximo cuando se presenten las condiciones de 800 Psig
en el campo Guama y 700 Psig en el gasoducto actual Gascaribe.

43
Ilustración 19 - Histórico de presiones en gasoducto Gascaribe
7.1.3 Resultados calculo hidráulico de elementos asociados al gasoducto.
Como se mencionó al inicio de este capítulo, dichos elementos asociados al
gasoducto corresponden a las válvulas seccionadoras con su respectivo by pass
y las trampas de envío y recibo de marranos.
El criterio usado para el dimensionamiento de estos elementos consiste en
revisar los límites de velocidad exigidos por la norma técnica colombiana NTC
3949 la cual establece unos límites para evitar erosión y ruido en la tubería. Estas
velocidades se pueden observar en la tabla 4.
Para el cálculo de la velocidad de la sección analizada, se utilizará la siguiente
formula:
Ecuación 2 - Ecuación de velocidad.
Donde,
𝑄 = 𝑅𝑎𝑡𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑟𝑒𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛, 𝑚3
/ℎ𝑟

44
Se asume una presión mínima de operación de 800 Psig y temperatura de 120°F.
Para esta presión y temperatura se tiene un factor de compresibilidad z de
0.9109 el cual es calculado con ayuda de una hoja Excel y señalado en la
siguiente ilustración:
Ilustración 20 - Cálculo factor z @800 Psig y 120°F
7.1.3.1 Cálculo hidráulico válvula seccionadora y by pass
Se analizan las velocidades para un flujo de 25 MMSFCD (25900 Sm³/hr) y los
resultados se indican en la siguiente ilustración:
SIMBOLO
Patm
P
T 120 °F 579.87 °R
1 95.48 % 0.95475 15.3160995 -116.66 °F 343.01 °R 667.00 Psia 327.49 636.82 868.2497 BTU/P³ 964.2975 BTU/P³
2 0.87 % 0.00873 0.26250237 89.92 °F 549.59 °R 706.60 Psia 4.80 6.17 14.1313 BTU/P³ 15.4495 BTU/P³
3 1.27 % 0.01266 0.55825536 205.92 °F 665.59 °R 615.50 Psia 8.43 7.79 29.3066 BTU/P³ 31.8551 BTU/P³
4 0.68 % 0.00675 0.3923235 274.41 °F 734.08 °R 527.90 Psia 4.96 3.56 20.2527 BTU/P³ 21.9510 BTU/P³
5 0.68 % 0.00683 0.39697326 305.55 °F 765.22 °R 550.90 Psia 5.23 3.76 20.5638 BTU/P³ 22.2795 BTU/P³
6 0.22 % 0.00221 0.15944929 369.00 °F 828.67 °R 490.40 Psia 1.83 1.08 8.1748 BTU/P³ 8.8420 BTU/P³
7 0.10 % 0.00103 0.07431347 385.80 °F 845.47 °R 488.80 Psia 0.87 0.50 3.8181 BTU/P³ 4.1290 BTU/P³
8 0.00 % 0 0 321.00 °F 780.67 °R 463.50 Psia 0.00 0.00 0.0000 BTU/P³ 0.0000 BTU/P³
9 0.04 % 0.00037 0.03188475 453.80 °F 913.47 °R 436.90 Psia 0.34 0.16 1.6294 BTU/P³ 1.7597 BTU/P³
53 0.39 % 0.00394 0.1733994 87.76 °F 547.43 °R 1070.00 Psia 2.16 4.22 0.0000 BTU/P³ 0.0000 BTU/P³
60 0.27 % 0.00273 0.07647686 -232.53 °F 227.14 °R 492.50 Psia 0.62 1.34 0.0000 BTU/P³ 0.0000 BTU/P³
100.00 % 17.4416778 356.71 665.41 966.1 BTU/P³ 1070.6 BTU/P³
SIMBOLO
Tsr
Psr
Factor de compres. Z (Met. De Papay) @ 800.00 Psig Z
umáx 63.1 ft/s 19.25 m/s
0.9109 Ecuación
Velocidad de erosión del gas Ecuación
Temperatura Pseudoreducida 1.63
Presión Pseudoreducida 1.22
Σyi*Mi
Temperatura
Pseudocritica
Presión
Pseudocritica
RESULTADOS
VARIABLE VALOR
Nitrogen N₂ 28.0135 0.0 BTU/P³ 0.0 BTU/P³
Carbon dioxide CO₂ 44.0100 0.0 BTU/P³ 0.0 BTU/P³
n-Hexane C₆H₁₄ 86.1750 4403.8 BTU/P³ 4756.0 BTU/P³
n-Pentane C₅H₁₂ 72.1490 3706.9 BTU/P³ 4008.7 BTU/P³
Neopentane C₅H₁₂ 72.1490 3682.9 BTU/P³ 3984.8 BTU/P³
n-Butane C₄H₁₀ 58.1220 3010.8 BTU/P³ 3262.0 BTU/P³
Isopentane C₅H₁₂ 72.1490 3699.0 BTU/P³ 4000.9 BTU/P³
Propane C₃H₈ 44.0960 2314.9 BTU/P³ 2516.2 BTU/P³
Isobutane C₄H₁₀ 58.1220 3000.4 BTU/P³ 3252.0 BTU/P³
Methane CH₄ 16.0420 909.4 BTU/P³ 1010.0 BTU/P³
Ethane C₂H₆ 30.0690 1618.7 BTU/P³ 1769.7 BTU/P³
PRESIÓN CRITICA Yi * Tc Yi * Pc
Net Gross
Ideal Gas 14.696 Psia Ideal Gas 14.696 Psia
NUMERO COMPONENTE FORMULA
FRACCIÓN
MOLAR % FRACCIÓN MOLAR (Yi)
PESO MOLECULAR
(Lb/Lbmol) Yi*Mi
TEMPERATURA
CRITICA
TEMPERATURA
CRITICA
Presión analizada 800 Psig 814.69 Psia
Temperatura analizada 49.00 °C
DATOS DE ENTRADA CALCULAR FACTOR Z
VARIABLE VALOR
Presión atmosferica del sitio 14.69 Psia CALCULAR PRESIÓN ATMOSF.

45
Ilustración 21 - Cálculo de velocidades elementos asociados al gasoducto
De la anterior ilustración se puede observar los diámetros recomendados para
un flujo de 25 MMSCFD. Conociendo esto, la tubería escogida para el by pass
de las válvulas seccionadoras será de diámetro 4”.
Para las trampas de recibo y envío de marrano, se conservará el diámetro de 8”
sch. 30 con una ampliación para el lanzamiento del marrano de diámetro 12”.
7.2 CÁLCULO MECÁNICO GASODUCTO
El diseño mecánico consiste en el cálculo de espesores requerido para las
presiones de operación que se tendrán en el gasoducto. Estos cálculos son
realizados con la ecuación de Barlow especificada en el código ASME B31.8.
Esta ecuación y los factores requeridos son establecidos en el numeral 5.5 de
este documento.
Los resultados son calculados con la ayuda de una hoja Excel, y estos se indican
en las siguientes ilustraciones:

46
Ilustración 22 - Cálculo de espesores del gasoducto
De la ilustración anterior se puede observar que la tubería empleada para el
gasoducto correspondiente a tubería de acero al carbón diámetro 8” Sch. 30 API
5LX52 de espesor 0.277” tiene la capacidad de resistir presiones de 1670 Psig,
muy por encima de la presión de diseño planteada de 1200 Psig.
Ilustración 23 - Cálculo de espesores elementos asociados gasoducto
En la ilustración 23 se puede ver el análisis de la ecuación de Barlow para los
elementos asociados al gasoducto.
Los by pass de las válvulas seccionadoras se realizarán con tubería de acero
diámetro 4” sch. 40 API 5L grado B. Cabe anotar que los accesorios planteados
para la derivación de los by pass de las válvulas seccionadoras (tees reducidas)
deben ser tees en acero al carbón reducidas 8”x4” sch. 40.

47
Para la trampa de envío y recibo de marrano se usará tubería de acero al carbón
diámetro 8” sch. 40 API 5L grado B. La tubería de 12” empleada para la
ampliación de la trampa de envío y recibo de marrano debe ser en tubería de
acero al carbón diámetro 12” sch. 80 API 5L grado B.
Para mayor detalle, en la tabla siguiente se hace un resumen con los diámetros
y especificaciones de tubería requerida para el gasoducto y los elementos
asociados a este:
Tabla 8 - Resumen tubería requerida para gasoducto y elementos asociados a este.
Descripción
Diámetro
Nominal
NPS
Diámetro
Nominal
MM
Diámetro
Exterior Cedula Espesor
Esfuerzo
de
fluencia
(S)
Factor
de
diseño
(F)
Factor de
junta
longitudinal
( E )
Factor de
temperatura
(T)
Presión
de diseño
(P)
Gasoducto 8 Pulg. 219.1 mm 8.625 Pulg. 30 0.277 Pulg. 52000 0.5 1 1 1670 Psig
By pass seccionadoras 4 Pulg. 100 mm 4.5 Pulg. 40 0.237 Pulg. 35000 0.5 1 1 1843 Psig
Trampa de envío y recibo de marrano 8 Pulg. 219.1 mm 8.625 Pulg. 40 0.322 Pulg. 35000 0.5 1 1 1306 Psig
Trampa de envío y recibo de marrano 12 Pulg. 323.9 mm 12.750 Pulg. 80 0.688 Pulg. 35000 0.5 1 1 1888 Psig
8. DISEÑO HIDRAULICO Y MECANICO DE LA ESTACIÓN
Para entender el diseño hidráulico y mecánico de la estación, en necesario
realizar un diagrama de bloques (BFD) de la misma. El propósito de este
diagrama es ubicar o definir cada etapa que presentará la estación. Con base a
esto se seleccionarán las tuberías requeridas para cada proceso. En la siguiente
ilustración se detalla dicho diagrama:

48
Ilustración 24 - Diagrama BFD de la Estación
8.1 CÁLCULO HIDRÁULICO ESTACIÓN
El criterio usado para el dimensionamiento de estos elementos consiste en
revisar los límites de velocidad exigidos por la norma técnica colombiana NTC
3949 la cual establece unos límites para evitar erosión y ruido en la tubería. Estas
velocidades se pueden observar en la tabla 4. El cálculo de la velocidad se
realizará de acuerdo con la ecuación 2 de este documento.
Teniendo en cuenta la ilustración 24 correspondiente al diagrama BFD de la
estación, se elabora la siguiente tabla donde se especificarán los diámetros
sugeridos:
Tabla 9 - Resumen cálculo hidráulico estación.
Proceso o Elemento
Flujo Pmín. De operación Diámetro recomendado Velocidad
(MMSCFD) (Psig) (Pulgadas) (m/s)
Línea de entrada 25 800 4 18.3
Cabezal N°1 25 800 4 18.3
Línea de Filtración N°1 25 800 4 18.3
Línea de Filtración N°2 25 800 4 18.3
Cabezal N°2 25 800 4 18.3
Línea de medición N°1 12.5 800 3 15.8

49
Línea de medición N°2 12.5 800 3 15.8
Línea by pass de Medición 12.5 800 3 15.8
Cabezal N°3 25 800 4 18.3
Línea actuador N°1 25 800 4 18.3
Línea de regulación N°1 25 800 4 18.3
Línea de regulación N°2 25 800 4 18.3
Cabezal N°4 25 800 4 18.3
Línea de odorización 25 800 4 18.3
En la tabla anterior se indican los diámetros recomendados en los procesos que
tendrá la estación. Estos fueron calculados con las presiones mínimas de
operación recomendadas y que se podrían presentar en la estación. Con la
ayuda de la herramienta Excel se realizan los cálculos y se indican en la siguiente
ilustración:

50
Ilustración 25 - Resultados análisis de velocidades para la estación
Es importante tener en cuenta que los cabezales señalados en la tabla 8, fueron
definidos según lo establecido en la norma técnica colombiana NTC 3949, la cual
considera que estos pueden dimensionarse según los límites establecidos en
esta misma norma. Para mayor detalle ver la ilustración 26.

51
Ilustración 26 - Límites de velocidad NTC 3949
8.2 CÁLCULO MECÁNICO DE LA ESTACIÓN
El cálculo de los espesores requeridos se realiza de la misma manera como se
especifica en el numeral 5.5 de este documento.
Estos espesores se definen o se calculan con base a la presión de diseño y los
factores señalados en la tabla 5. Con ayuda de la herramienta excel se realizan
los cálculos y los resultados son los siguientes:
Ilustración 27 - Cálculo espesores para la estación
Según el resultado anterior, y teniendo en cuenta la distribución de los procesos
en la estación como se indica en el diagrama BFD de la ilustración 24, la tubería
mínima recomendada para la estación es la siguiente:

52
Tabla 10 - Resumen cálculo mecánico o espesores de tubería para la estación.
Proceso o Elemento
Presión de diseño
Tubería recomendada Cedula
(Psig)
Línea de entrada 1200 4" A.C. API 5L Grado B 40
Cabezal N°1 1200 4" A.C. API 5L Grado B 40
Línea de Filtración N°1 1200 4" A.C. API 5L Grado B 40
Línea de Filtración N°2 1200 4" A.C. API 5L Grado B 40
Línea de medición N°1 1200 3" A.C. API 5L Grado B 40
Línea de medición N°2 1200 3" A.C. API 5L Grado B 40
Linea by pass de Medición 1200 3" A.C. API 5L Grado B 40
Línea actuador N°1 1200 4" A.C. API 5L Grado B 40
Línea de regulación N°1 1200 4" A.C. API 5L Grado B 40
Línea de regulación N°2 1200 4" A.C. API 5L Grado B 40
Línea de odorización 1200 4" A.C. API 5L Grado B 40
9. SELECCIÓN DE LA MEDICIÓN
Uno de los propósitos importantes de la estación de transferencia de custodia es
sin duda la medición del gas.
En el presente capitulo se realiza la selección de los medidores requeridos para
las condiciones de diseño indicadas en la tabla 2. El tren de medición estará
compuesto por dos (2) medidores de tipo rotatorio los cuales estarán midiendo
en paralelo.
El flujo máximo que manejará la estación será de 25 MMSCFD, por lo que se
asume que cada medidor manejará un flujo máximo de 12.5 MMSCFD y que
adicionalmente estos se encontrarán ubicados aguas arriba de la regulación,
trabajando a una presión mínima de 800 Psig cada uno.
Con estos datos mencionados, y con la ayuda de una hoja Excel se seleccionan
los medidores los cuales son señalados en la siguiente ilustración:

53
Ilustración 28 - Selección de medidores para la estación.
Según los resultados obtenidos en la ilustración anterior, se observa que el
medidor recomendado corresponde al rotatorio G250 con flujo máximo de 400
m³/hr.
Debido a que se usarán dos medidores, ya que el flujo se analizó en paralelo, la
configuración de la medición se detalla en la siguiente tabla:
Tabla 11 - Configuración de la medición de la estación.
Descripción
Flujo analizado
Presión de
operación
del
medidor
Tipo de
medidor
Referencia
medidor Diámetro
Pmáx.
Medidor Qmáx. medidor
MMSCFD Sm³/hr Psig Psig m³/hr Sm³/hr
Medidor N°1 12.5 14750 800 Rotatorio G250 4" 1450 400 m³/hr 21759
Medidor N°2 12.5 14750 800 Rotatorio G250 4" 1450 400 m³/hr 21759

54
10.DIAGRAMAS
A continuación, se presentan los diagramas correspondientes a la estación
planteada, las válvulas seccionadoras, trampas de envío y recibo de marranos.
10.1 ESQUEMA GENERAL GASODUCTO
Ilustración 29 - Esquema general del gasoducto
10.2 ESQUEMA Y DETALLE 3D DE VÁLVULA SECCIONADORA TÍPICA
Como se puede apreciar en la ilustración 29, el proyecto en total tiene 2 válvulas
seccionadoras, las cuales serán ubicadas entre ellas en longitudes de 13 km
aproximadamente.
En las siguientes ilustraciones se detalla el esquema P&ID de una válvula
seccionadora típica. Adicionalmente y se realiza detalle 3d con el propósito de
entenderla un poco más:

55
Ilustración 30 - Esquema válvula seccionadora típica.
Ilustración 31 - Detalle 3D de válvula seccionadora típica.

56
10.3 ESQUEMA DE LA ESTACIÓN
A continuación, se detalla el esquema P&ID y el detalle 3D de la estación de
medición y regulación para la transferencia de custodia del gas:
Ilustración 32 - Diagrama P&ID de la estación.
Ilustración 33 - Detalle 3D de la estación planteada.

57
11.LISTADO DE EQUIPOS MAYORES DEL GASODUCTO Y LA ESTACIÓN
En este capítulo se especifican los elementos o equipos que demandan mucho
tiempo para su adquisición. Este listado corresponde a todas las válvulas,
actuadores, equipos de calidad que hacen parte del proyecto en general.
Estos equipos mayores se describen en las siguientes tablas:
Tabla 12 - Listado de equipos mayores del gasoducto.
Ítem Descripción
Canti
dad
Unid
ad Fluido Tipo
Temp
eratur
a de
opera
ción
Presió
n de
operac
ión
Observación
(°F) (Psig)
1
Actuador simple efecto
para válvula de bola
diámetro 4" ANSI 600 2 und
Gas
natural PRISMA
80 -
120
400 -
1200 Para operar válvula de bola diámetro 4"
2
Actuador simple efecto
para válvula de bola
diámetro 8" ANSI 600 2 und
Gas
natural BETTIS
80 -
120
400 -
1200 Para operar válvula de bola diámetro 8"
3
Computador de flujo
EAGLE, S-INDEX, 0-1500
Psig, 2 Temperatura, 2
Transductores de presión
de 0-1500 Psig, Sensor de
temperatura ambiente y
voltaje de batería, Cálculos
para corrección de
volumen con los métodos
NX-19, AGA3, AGA7,
AGA8 Método Grueso I,
AGA 8 Método Grueso II,
AGA 8 detallado, AGA 9 y
AGA 11. 2 und
Gas
natural
EAGLE 4 -
20 mA
80 -
120
400 -
1200
4
Trampa de recibo/envío
8"x12" ANSI 600 2 und
Gas
natural
Bidireccion
al
80 -
120
400 -
1200
A fabricar para el lanzamiento de los
raspadores
5
Válvula de bola, 4" ANSI
600, RF, con tren de
engranajes y volantas, CS,
ASTM A-216 GR. WCB. 4 und
Gas
natural Trunnion
80 -
120
400 -
1200 Para by pass de válvulas seccionadoras
6
Válvula de bola, 8" ANSI
600, RF, con tren de
engranajes y volantas, CS,
ASTM A-216 GR. WCB. 4 und
Gas
natural Trunnion
80 -
120
400 -
1200
Para válvulas seccionadoras y trampa
de envío y recibo

58
Tabla 13 - Listado de equipos mayores de la estación.
Íte
m Descripción
Can
tida
d Unidad Fluido Tipo
Temperat
ura de
operación
Presión de
operación
Observación
(°F) (Psig)
1
Válvula de
bola, 4" ANSI
600, RF, con
tren de
engranajes y
volantas, CS,
ASTM A-216
GR. WCB. 17 und
Gas
natural Trunnion 80 - 120 400 - 1200
2
Válvula de
bola, 2" ANSI
600, RF, con
palanca, CS,
ASTM A-216
GR. WCB. 1 und
Gas
natural Trunnion 80 - 120 400 - 1200
3
Actuador
simple efecto
para válvula de
bola diámetro
4" ANSI 600 4 und
Gas
natural PRISMA 80 - 120 400 - 1200
Para operar válvula de bola diametro 4"
ANSI 600
4
Actuador
simple efecto
para válvula de
bola diámetro
4" ANSI 600 1 und
Gas
natural PRISMA 80 - 120 400 - 1200
Para operar válvula de bola diametro 2"
ANSI 600
5
Válvulas de
control de flujo
diámetro 4"
ANSI 600 2 und
Gas
natural Flowserve 80 - 120 400 - 1200
Válvula de control de flujo para un flujo
total de 25 MMSCFD con diferencial
mínimo de 200 Psi
6
Filtros
separadores 2 und
Gas
natural Fabricar 80 - 120 400 - 1200
Filtros para un flujo total de 25
MMSCFD cada uno
7 Odorizador 1 und
Gas
natural
YZ por
inyección 80 - 120 400 - 1200
8
Medidores
G250 con
Qmáx. 400
m³/hr de
diametro 4"
ANSI 600, con
emisor de
pulsos de baja
y alta
frecuencia. 2 und
Gas
natural Rotatorios 80 - 120 400 - 1200
9
Computador de
flujo EAGLE,
S-INDEX, 0-
1500 Psig, 2
Temperatura, 2
Transductores
de presión de
0-1500 Psig,
Sensor de
temperatura
ambiente y
voltaje de
batería,
Calculos para
corrección de
volumen con
los métodos
NX-19, AGA3,
AGA7, AGA8
Método Grueso
I, AGA 8
Método Grueso
II, AGA 8
detallado, AGA
9 y AGA 11. 1 und
Gas
natural
EAGLE 4 -
20 mA 80 - 120 400 - 1200

59
10
Analizador de
punto de roció
HC Y H₂O 1 und
Gas
natural 80 - 120 400 - 1200
Para el monitoreo de las
especificaciones del gas suministrado
11
Cromatógrafo
C6+ 1 und
Gas
natural 80 - 120 400 - 1200
12
Analizador de
azufre y O₂ 1 und
Gas
natural 80 - 120 400 - 1200
13
Filtro
coalescente
con capacidad
de retención de
partículas
mayores a 15
micras 2 und
Gas
natural 80 - 120 400 - 1200 Para el proceso de filtración.

60
12.CONCLUSIONES
 Se realizó una descripción del proyecto Gascaribe correspondiente al
gasoducto, y adicionalmente se explicó la necesidad de afinar los
conocimientos en el diseño de gasoductos de acero.
 Se realizó envolvente del gas suministrado por el campo Guama a partir
de la cromatografía suministrada.
 Se seleccionó la ruta del gasoducto con base a visita de campo realizada
y levantamiento topográfico contratado por la compañía.
 Se realizó diseño hidráulico del gasoducto de acero, y se pudo observar
que este no es capaz de entregar el caudal requerido con presiones de
salida de suministro en el campo Guama de 800 Psig y presiones de
llegada al gasoducto existente de 700 Psig.
 Se realizó diseño mecánico del gasoducto, y se determinó que la tubería
a usar correspondiente a tubería de acero al carbón diámetro 8” API 5L
X52 Sch. 30, tiene la capacidad de soportar presiones hasta los 1600
Psig.
 Se realizó diagrama BFD de la estación con el propósito de definir la
configuración de ésta.
 Se realizó diseño hidráulico y mecánico de la estación de regulación y
medición Guama. Obteniendo como resultado, que para diámetros
mayores a 4”, la tubería debe ser de un espesor cedula 80.
 Se realizó diagrama general del proyecto.

61
 Se realizaron planos o diagramas P&ID de la válvula seccionadora típica
del proyecto y de la estación de regulación y medición Guama.
 Se Elaboró plano 3D de la válvula seccionadora típica del gasoducto y
plano 3D de la estación.
 Se desarrolló documento Excel que permitió realizar cálculos de
espesores de tubería, velocidades de tuberías, cálculo de factor z,
gravedad específica, densidad del gas, cálculo hidráulico, cálculo de
volumen atrapado en secciones de tubería a diferentes presiones, entre
otros. El cual de ahora en adelante será de gran ayuda para el diseño de
futuros gasoductos y estaciones de regulación.

62
13.RECOMENDACIONES
 Se recomienda hacer seguimiento al pedido del listado de equipos
mayores del gasoducto y de la estación.
 Se recomienda hacer seguimiento a las condiciones de operación del
gasoducto cuando este entre en operación, ya que éste tendrá problemas
de entregar el flujo requerido con presiones de salida de 800 Psig y
presiones de llegada de 700 Psig.
 Se recomienda realizar la ingeniería detallada con el fin de tener todos los
listados de materiales disponibles, así como los planos requeridos del
proyecto para su construcción.
 Se recomienda realizar una ingeniería detallada para poder entregar
planos para construcción del gasoducto, válvula de seccionamiento,
trampa de envío/recibo de marranos, estación de transferencia de
custodia.
 Se recomienda que el suministro de gas en el campo Guama se encuentre
en 1200 Psig para garantizar el flujo máximo requerido. Todo esto
teniendo en cuenta las condiciones de presión del gasoducto, las cuales
son mostradas en la ilustración 19.
 Se recomienda realizar una ingeniería detallada para dimensionar el
número de elementos filtrantes requeridos del filtro de la estación de
transferencia de custodia. Cabe anotar que los elementos filtrantes
seleccionados en la ingeniería detallada no deben permitir el paso de
material particulado mayor a 15 micras.
 Se recomienda realizar una ingeniería detallada para la selección de la
válvula de control de flujo de presión, la cual servirá como reguladora de
presión para el suministro de gas al gasoducto.

63
BIBLIOGRAFÍA
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Transmission and Distribution Piping Systems. New York (USA), ASME
B31.8:2012
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transporte, distribución y suministro de gases combustibles.
Bogotá(Colombia), Norma Técnica Colombiana NTC 3838:2007
 ICONTEC. Estaciones de Regulación. Bogotá(Colombia), Norma Técnica
Colombiana NTC 3949:2010
 SANTOS, Nicolás. Diseño y Operación de Unidades de Unidades de
Tratamiento y Procesamiento del Gas Natural (2014)
 SANTOS, Nicolás. Operaciones Basicas de Procesos Condensadores y
Rehervidores- Destilación- Absorción – Adsorción-Plantes JT – Criogenia
(2014).

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