TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - i
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Republik Indonesia
2015
HALAMAN JUDUL
Teknik dan Peralatan Pemboran
ii - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
DISKLAIMER (DISCLAIMER)
Penulis : Editor Materi : Editor Bahasa : Ilustrasi Sampul : Desain & Ilustrasi Buku :Hak Cipta @2015, Kementrian Pendidikan & Kebudayaan
Semua hak cipta dilindungi undang-undang, Dilarang memperbanyak (mereproduksi), mendistribusikan, atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku teks dalam bentuk apapun atau dengan cara apapun, termasuk fotokopi, rekaman, atau melalui metode (media) elektronik atau mekanis lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit, kecuali dalam kasus lain, seperti diwujudkan dalam kutipan singkat atau tinjauan penulisan ilmiah dan penggunaan non-komersial tertentu lainnya diizinkan oleh perundangan hak cipta. Penggunaan untuk komersial harus mendapat izin tertulis dari Penerbit.
Hak publikasi dan penerbitan dari seluruh isi buku teks dipegang oleh Kementerian Pendidikan & Kebudayaan.
Milik Negara Tidak Diperdagangkan
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - iii
KATA PENGANTAR
Rasa syukur yang dalam kami sampaikan ke hadiran Tuhan Yang Maha Pemurah, karena berkat kemurahanNya bahan ajar ini dapat kami selesaikan sesuai yang diharapkan. Dalam bahan ajar ini kami membahas tentang “Teknik dan Peralatan Pemboran”, suatu pengantar yang sangat penting mengenai teknik pengeboran dalam mempersiapkan diri menjadi tenaga ahli dunia pengeboran minyak dan gas.
Dengan dibuatnya bahan ajar ini diharapkan dapat meningkatkan kualitas sumber daya manusia dan menjawab tuntutan yang semakin meningkat terhadap kualitas penyelenggaraan belajar mengajar. Tidak dapat dipungkiri bahan ajar ini masih terdapat kekurangan dan ketidaksempurnaan. Oleh karena itu kami selalu mengharapkan saran dan masukan demi peningkatan kualitas.
iv - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... i
DISKLAIMER (DISCLAIMER) ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... v
DAFTAR TABEL ... vi
BAB I SISTEM PEMUTAR... 1
1.1 Rotating Equipment ... 4
1.2 Rotary Assembly ... 16
1.3 Konstruksi Rotary Table ... 23
1.4 Sistem Pemberi Tenaga ... 25
1.5 Pelumasan ... 26
1.6 Spesifikasi dan Pemilihan ... 27
1.7 Konstruksi Perlengkapan Meja Pemutar ... 29
BAB II DRILL STEM ... 39
2.1 Kelly ... 39
2.2 Drill Pipe ... 43
2.3 Heavy Weight Drill ... 47
2.4 Drill Collar ... 48
BAB III SISTEM PENGANGKATAN (HOISTING SYSTEM)... 53
3.1 Teori Dasar ... 53
3.2 Struktur Penyangga ... 53
3.3 Rig Floor ... 60
3.4 Peralatan Pengangkatan ... 61
BAB IV SISTEM SIRKULASI (CIRCULATING SYSTEM) ... 89
4.1 Pengertian Peralatan Sistem Sirkulasi ... 92
4.2 Lumpur Pengeboran ... 94
4.3 Peralatan-Peralatan Sirkulasi (Circulating Equipment) ... 103
4.4 Tempat Mengkondisikan Lumpur Pengeboran ... 109
4.5 Pompa Lumpur ... 114
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - v
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Volume Pelumasan pada Housing Swivel ... 8 Tabel 1.2 Permasalahan pada Wash Pipe dan Cara Mengatasinya .... 15 Tabel 3.1 Tabel Spesifikasi Menara ... 54 Tabel 3.2 Tabel Ukuran, Luas dan Tinggi Lantai Bor ... 88
vi - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Rotating System ... 2
Gambar 1.2 Swivel ... 5
Gambar 1.3 Konstruksi Swivel ... 5
Gambar 1.4 Wash Pipe Assembly ... 7
Gambar 1.5 Perawatan Swivel ... 11
Gambar 1.6 Wash Pipe Packing Assembly ... 12
Gambar 1.7 Setting Bearing ... 14
Gambar 1.8 Rotary Assembly ... 16
Gambar 1.9 Rotary Table digerakkan Draw Work ... 17
Gambar 1.10 Rotary Table digerakkan Prime Mover... 18
Gambar 1.11 Master Bushing ... 19
Gambar 1.12 Rotary Slips ... 19
Gambar 1.13 Tipe Solid ... 20
Gambar 1.14 Tipe Split ... 20
Gambar 1.15 Slip Bowl ... 21
Gambar 1.16 Pin Drive dan Square Drive ... 21
Gambar 1.17 Rotary Slips ... 22
Gambar 1.18 Rotary Tong... 22
Gambar 1.19 Kelly Spinner ... 23
Gambar 1.20 Konstruksi Rotary Table ... 24
Gambar 1.21 Master Bushing Type ... 30
Gambar 1.22 Kelly Drive Bushing ... 31
Gambar 1.23 Rotary Slips Type ... 32
Gambar 1.24 Rotary Slips ... 33
Gambar 1.25 Slips Test ... 34
Gambar 1.26 Top Drive ... 35
Gambar 1.27 Bagian-Bagian Top Drive... 36
Gambar 2.1 Rangkaian Pipa Bor... 40
Gambar 2.2 Konstruksi Kelly ... 42
Gambar 2.3 Bagian-Bagian Drill Pipe ... 44
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - vii
Gambar 2.5 Pengukuran OD Dril Pipe ... 46
Gambar 2.6 Pengukuran Ulir Dril Pipe ... 46
Gambar 2.7 HWDP ... 48
Gambar 2.8 Drill Collar ... 49
Gambar 2.9 Spiralled Drill Collar ... 49
Gambar 2.10 Non Magnetic Drill Collar... 50
Gambar 2.11 Protector Drill Collar ... 52
Gambar 2.12 Drill Collar Tipe Slip atau Slip and Elevator Recess ... 52
Gambar 3.1 Bagian-bagian Menara ... 55
Gambar 3.2 Sistem Pengangkat ... 56
Gambar 3.3 Hoisting Component ... 56
Gambar 3.4 Standard Derrick ... 57
Gambar 3.5 Drilling Mast ... 58
Gambar 3.6 Portable Mast ... 58
Gambar 3.7 Substructure ... 59
Gambar 3.8 Substructure ... 60
Gambar 3.9 Peralatan di Lantai Bor ... 61
Gambar 3.10 Make Up Break Up Tong ... 62
Gambar 3.11 Making Connection ... 62
Gambar 3.12 Breaking Connection ... 63
Gambar 3.13 Drawwork Drum ... 64
Gambar 3.14 Drawwork ... 65
Gambar 3.15 Drawwork ... 65
Gambar 3.16 Rotary Drive ... 66
Gambar 3.17 Over Head Tools ... 67
Gambar 3.18 Crown Block ... 68
Gambar 3.19 Fast Sheave ... 68
Gambar 3.20 Crown Sheave ... 69
Gambar 3.21 Crown Block ... 69
Gambar 3.22 Travelling Block ... 70
Gambar 3.23 Travelling Block ... 70
Gambar 3.24 Hook ... 71
viii - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Gambar 3.26 Traveling Block With Dynaplex Hook ... 72
Gambar 3.27 Side Door Elevator ... 72
Gambar 3.28 Center Latch Elevator ... 73
Gambar 3.29 Single Joint Elevator ... 73
Gambar 3.30 Tubular Handling ... 74
Gambar 3.31 DP Slips ... 74
Gambar 3.32 DC Slips ... 75
Gambar 3.33 Casing Slips ... 75
Gambar 3.34 Penggunaan Slips ... 76
Gambar 3.35 Safety Clamp ... 76
Gambar 3.36 Penggunaan Safety Clamp ... 77
Gambar 3.37 Dead Line Anchor ... 77
Gambar 3.38 Pemasangan Dead Line Anchor ... 78
Gambar 3.39 Supply Reel ... 78
Gambar 3.40 Link ... 79
Gambar 3.41 Drilling Line... 80
Gambar 3.42 Susunan Driling Line ... 81
Gambar 3.43 Non Preform Wire Rope ... 82
Gambar 3.44 Typical Wire Rope Design ... 84
Gambar 3.45 Pengukuran Diameter Wire Rope ... 85
Gambar 3.46 Identifikasi Wire Rope ... 85
Gambar 3.47 Celup ... 86
Gambar 3.48 Siram ... 86
Gambar 3.49 Saput ... 87
Gambar 3.50 Wire Rope Rusak ... 87
Gambar 4.1 Circulating System... 93
Gambar 4.2 Mixing Hopper ... 99
Gambar 4.3 Mud House ... 100
Gambar 4.4 Setting Tank ... 101
Gambar 4.5 Reserve Pit ... 101
Gambar 4.6 Bulk Storage Bin ... 102
Gambar 4.7 Stand Pipe ... 104
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - ix
Gambar 4.9 Rotary Hose ... 105
Gambar 4.10 Duplex Mud Pump... 106
Gambar 4.11 Triplex Mud Pump ... 106
Gambar 4.12 Centrifugal Pump ... 107
Gambar 4.13 Mud Agitator ... 107
Gambar 4.14 Mud Gun ... 108
Gambar 4.15 Dry Cutting ... 109
Gambar 4.16 Shale Shaker ... 110
Gambar 4.17 Mud Gas Separator ... 110
Gambar 4.18 Degasser ... 111
Gambar 4.19 Penempatan Degasser ... 111
Gambar 4.20 Desander ... 112
Gambar 4.21 Desilter ... 112
Gambar 4.22 Mud Pump... 114
Gambar 4.23 Power End ... 115
Gambar 4.24 Fluid End Assembly ... 115
Gambar 4.25 Flooded Suction ... 116
Gambar 4.26 Charged Suction ... 117
Gambar 4.27 Pulsation Dampener ... 120
Gambar 4.28 Vibration Hose ... 120
Gambar 4.29 Relief Valve ... 121
Gambar 4.30 Piston ... 122
Gambar 4.31 Liner ... 122
Gambar 4.32 High Pressure Piston ... 123
Gambar 4.33 Piston Rod ... 124
Gambar 4.34 Pony Rod ... 127
Gambar 4.35 Piston Rod ... 127
Gambar 4.36 Stuffing Boxes ... 130
Gambar 4.37 Liner Retainer ... 131
Gambar 4.38 Liner Cage ... 131
Gambar 4.39 Cylinder Head ... 133
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 1
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
BAB I
SISTEM PEMUTAR
Fungsi utama sistem pemutar adalah untuk memutar rangkaian pipa bor dan memberikan pemberat diatas pahat saat pemboran. Sistem pemutar ini terdiri dari empat sub komponen utama :
- Swivel
- Rotating Assembly (Unit Pemutar) - Drill Stem (Batang Bor)
- Bit (Mata Bor)
Peralatan putar berfungsi untuk :
Memutar rangkaian pipa bor selama operasi pemboran berlangsung.
Menggantungkan rangkaian pipa bor yaitu dengan slip yang dipasang (dimasukkan) pada rotary table ketika menyambung atau melepas bagian-bagian drill pipe.
Rangkaian pipa bor menghubungkan antara swivel dan mata bor, berfungsi untuk : Menaikkan-menurunkan mata bor.
Memberikan beban diatas pahat untuk penembusan (penetration). Meneruskan putaran ke mata bor dan,
Menyalurkan fluida pemboran yang bertekanan ke mata bor.
Mata bor merupakan peralatan yang langsung menyentuh formasi, berfungsi untuk menghancurkan dan menembus formasi.
A. Swivel
Swivel merupakan alat berbentuk khusus yang digantung pada hook yang terletak dibawah Travelling Block
2 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN B. Rotary Assembly
Rotary Assembly (Unit Pemutar) adalah suatu perangkat mesin pemutar yang mempunyai fungsi utama untuk :
Memutar batang bor selama operasi pemboran
Menahan dan menggantung batang bor di meja putar dengan rotary slips pada waktu menambah atau melepas pipa dari rangkaian pipa bor.
Unit pemutar terletak di lantai bor di bawah crown block terdiri dari : Rotary table
Master bushing Kelly bushing Rotary slips
Make up dan break out tong
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 3 C. Rotary Table
Meja putar, master bushing dan kelly bushing digunakan bersama-sama untuk memutar rangkaian pipa bor. Meja putar bersama-sama dengan otary slips dipakai untuk menggantung dan menahan batang bor di dalam sumur sewaktu melepas atau menambah pipa bor dengan bantuan kunci-kunci pengikat dan pelepas.
D. Drill Stem
Drill stem adalah suatu rangkaian pipa-pipa penghubung dari swivel sampai ke mata bor dan mempunyai fungsi utama untuk :
Menurunkan dan menaikkan mata bor
Memberikan beban pada mata bor untuk penembusan/pemecahan batuan Meneruskan gaya putar ke mata bor
Menyalurkan lumpur pengeboran bertekanan tinggi ke mata bor
Drill stem bergantung pada swivel stem, bail swivel dan travelling block, memanjang kebawah melalui lubang meja putar sampai ke dasar lubang sumur, sebagai sebuah poros pemutar mata bor.
Batang bor terdiri dari : Kelly (pipa segi)
Upper kelly cock dan lower kelly cock Kelly saver sub
Drill pipe Drill collar
4 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
1.1. ROTATING EQUIPMENT
Rotary Swivel
Swivel merupakan alat berbentuk khusus yang digantung pada hook dibawah travelling block. Swivel berada dipuncak batang bor dan karena konstruksinya, memungkinkan kelly berikut batang bor berputar bebas selama operasi pengeboran. Swivel berfungsi untuk :
Memberikan kebebasan kepada rangkaian pipa bor untuk berputar
Sebagai penghubung antara rotary hose dengan kelly sehingga memungkinkan lumpur bor untuk sirkulasi tanpa mengalami kebocoran.
Menghubungkan drill stem ke sistem pengangkat.
Swivel dikaitkan ke hook dan travelling block melalui swivel bail.
Swivel harus mampu menahan beban berat drill stem selama operasi pemboran dan ditambah beban tarikan (over pull) bila drill stem terjepit dan lain-lain.
Memungkinkan rotary system memutar batang bor (drill stem). Body/Housing swivel tidak berputar tetapi menahan swivel stem yang berhubungan dengan kelly dan drill stem dibawahnya.
Badan swivel memiliki unit-unit (bearing) yang menahan dan mengatur gerakan swivel, dihubungkan dengan kelly dan drill stem yang diputar oleh meja putar 35 – 200 RPM.
Mengalirkan lumpur bor tekanan tinggi ke drill stem tanpa kebocoran. Lumpur yang bertekanan dari rotary hose, melewati swivel goose neck, wash pipe asembly dan swivel stem lalu masuk ke kelly dan drill stem dibawahnya.
Swivel dibuat tahan terhadap bahaya kikisan/erosi dari lumpur bor. Tahan terhadap kebocoran pada tekanan sirkulasi yang mencapai 4500 psi dan debit dapat mencapai 1000 GPM dengan putaran drill stem mencapai 200 RPM atau lebih dan juga harus mampu menahan beban lebih dari 500 ton.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 5 Gambar 1.2 Swivel
Gambar 1.3 Konstruksi Swivel
Bail
Bail adalah bagian atas dari swivel yang berbentuk huruf V dengan ujung setengah lingkaran yang dikaitkan pada hook dibawah travelling block. Bail dibuat dari baja tempa (forged steel) demikian juga bail pin-nya. Bail pin menghubungkan bail dengan body (housing) swivel dimana pin masuk kedua lubang pada body, sehingga
6 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
pada kedua lubang dari ujung-ujung bail tertahan dengan konstruksi double shear pada body swivel. Dengan demikian membuat hubungan pin dan body lebih kuat, tidak dapat lepas dan akan tertahan kuat.
Pin dapat diganti, tetapi untuk mencegah keausan antara pin dan lubang bail, harus diberikan grease setiap kali penggantian. Pemberian grease dapat sekaligus mencegah korosi yang dapat timbul ditempat tersebut.
Gooseneck
Gooseneck adalah pipa melengkung hampir setengah lingkaran terletak dibagian atas swivel dimana rotary hose disambung. Sudut yang terbentuk dari goose neck center line dan vertical line harus 150. Ukuran dari sambungan swivel goose neck dapat 2”, 2.5”, 3”, 3.5” atau 4 inch.
Wash Pipe Assembly
Wash Pipe Assembly (wash pipe + packing) adalah merupakan suatu bagian peralatan yang memiliki susunan unit packing yang kedap tekanan (terletak pada ruangan tertutup bagian atas swivel) yang menghubungkan rotary hoose (gooseneck) dengan swivel stem yang berputar.
Wash pipe assembly dapat dilepas untuk dibersihkan dan dirawat/diperbaiki dengan mudah.
Terdapat empat buah packing ring, yang masing-masing packing ring membuat kerapatan sendiri-sendiri, sehingga packing ring yang pertama akan membuat kerapatan yang bekerja aktif karena tekanan (pressure tight seal). Apabila kemudian packing pertama tersebut aus, maka packing ring yang kedua akan menggantikan memberikan kerapatan, demikian seterusnya untuk packing yang ketiga dan keempat akan bekerja setelah packing ring sebelumnya aus/rusak. Agar packing ring dapat berumur panjang perlu pelumasan dengan grease yang diberikan sekali setiap penggantian.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 7 Gambar 1.4 Wash Pipe Assembly
Oil Bath System
Pelumasan pada ketiga bearing dalam housing swivel dilakukan dengan jalan direndam dan disirkulasi langsung oleh minyak pelumas yang diisikan kedalam housing swivel. Jumlah volume pelumas yang diperlukan bervariasi tergantung ukuran swivel dan pabrik pembuatnya.
Pelumasan dapat dilakukan dengan minyak pelumas dan grease. Untuk minyak pelumas yang disarankan pabrik:
• Ambient temp +30ºF sampai +155ºF AGMA#6EP atau SAE 140 • Ambient temp 0ºF sampai +125ºF AGMA#4EP atau SAE 90 • Ambient temp -20ºF sampai +80ºF NO#1EP atau SAE 80/75.
Note :
AGMA = American Gear Manufacture Association. SAE = Society of Automotive Engineers.
8 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Tabel 1.1. Volume Pelumasan pada housing swivel
OIL WELL SWIVEL type OIL BATH CAPACITY Gal CAMACO SWIVEL type OIL BATH CAPACITY gal SA 225 12 ½ LB 400 10 SA 300 15 ½ LB 500 15 SA 425 19 ½ LB 650 19 ½
Minyak pelumas di dalam rotary swivel harus bersih dari lumpur dan pasir. Karena bila ada material tersebut dalam minyak pelumas akan dapat menyebabkan rusaknya bearing setelah 8 jam operasi.
Bonet
Bonet terbuat dari baja tuang yang melindungi wash pipe assembly.
Housing adalah bagian swivel berbentuk mangkuk terbuat dari baja tuang (cast steel) yang menjadi rumah dari unit bagian-bagian rotary stem assembly. Body ini sekaligus sebagai tempat pelumas dan harus berkekuatan besar untuk menahan beban driil stem.
Bearing pada swivel terdapat 3 buah yaitu upper bearing, main bearing dan lower bearing.
Main bearing berfungsi untuk menahan beban ke bawah hampir seluruhnya ( 99 %) atau tapered roller bearing dan bearing itu terletak diantara upper dan lower race. Upper dan lower bearing mempunyai tugas untuk menaikkan beban kesamping, sehingga swivel stem dapat bergerak lurus ditengah-tengah.
Apabila upper bearing (upthrust bearing) dan main bearing terlalu banyak clearance (kerenggangan) akan menyebabkan swivel stem kocak dan antara bearing dan race dari main bearing akan kocak naik turun, yang akan menyebabkan terjadinya luka-luka kecil pada roller dan race. Selain dari pada itu gejala lain yang akan menyebabkan luka pada roller dan race adalah penggantian wash pipe dan packing berlebihan (frekwensi penggantian tidak normal). Salah satu jalan terbaik untuk mengatasi itu dilakukan pengecekan clearance tersebut dengan alat sistem magnetis dan jarum penunjuk. Pengecekan ini disarankan dilakukan setiap enam bulan sekali.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 9 Swivel Stem
Swivel Stem adalah poros bantalan berputar yang menonjol dari swivel kebawah dan untuk dihubungkan dengan swivel sub atau drill stem.
Pemilihan
Terdapat beberapa data spesifikasi dari swivel yang perlu diketahui dan dipahami untuk dapat melakukan pemilihan dan pengoperasian dengan benar antara lain :
- Dead Load Rating atau Maximum Static Load Rating atau disebut juga Working Load Strength rating.
Dead Load rating atau Maximum Static Load Rating atau disebut juga Working Load Strength Rating adalah merupakan kapasitas beban maksimum yang diijinkan pada saat drill stem tidak diputar.
Besarnya Dead Load rating ini ditentukan oleh kapasitas main bearing dari swivel untuk keadaan tidak berputar. Apabila beban yang diberikan pada swivel ini umumnya menjadi kode angka yang ditulis sebagai model/tipe swivel. Contoh dari national P 400, Oil Well PC 300, Continental Emsco LB 500. Angka tersebut menunjukkan Dead Load rating Swivel dalam tons. Meskipun ada sebagian kecil pabrik swivel yang tidak membuat kode model demikian misalnya swivel dari Gray.
- Bearing API Rating at 100 RPM
Bearing API Rating adalah menunjukkan kapasitas swivel maksimum yang diizinkan saat drill stem diputar 100 putaran permenit. Semakin tinggi putaran drill stem kapasitas maksimum yang diizinkan harus diturunkan, demikian juga sebaliknya jika putaran drill stem lebih rendah maka kapasitas ini perlu diperhatikan selama operasi dengan memutar drill stem agar memperoleh masa pakai yang panjang dari swivel.
- Length over all – bail up right
Length Overall – bail up right menunjukkan panjang dari bagian dalam bail sampai ke ujung coupling dari swivel sub. Ukuran ini diperlukan untuk memperhitungkan panjang keseluruhan dari block assembly dan untuk memperhitungkan panjang gerak kelly apabila tinggi dari menara terbatas sekali.
10 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
- Swivel stem connection dan swivel sub connection
Data ukuran dan tipe coupling dari swivel stem dan swivel sub itu digunakan untuk menyesuaikan kelly connection yang tersedia. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari pemakaian crosover, diantara kelly dengan swivel, yang mempengaruhi panjang gerak kelly di dalam menara dan pada saat kelly sedang diletakkan dalam kelly hole akan lebih panjang sehingga dapat membuat kelly dapat bengkok karena beberapa model swivel yang memiliki berat cukup besar. Disamping itu dapat pula mempersulit pekerjaan mengkaitkan hook dengan swivel saat di kelly hole.
Pengoperasian
- Untuk swivel baru catatlah secara permanent pada buku pemeliharaan data-data dari name plate yang menempel pada swivel housing, yang meliputi serial number dan lain-lain.
- Lepaskan drain plug untuk membuang endapan-endapan dari housing dan ganti dengan minyak pelumas dengan type dan grade yang benar dan volume yang cukup. Untuk pemakaian swivel baru yang akan dipakai, atau untuk swivel yang telah lama sekali tidak dipakai.
- Lepaskan temporary shipping plug dan pasang breather.
- Cek benar apakah oil seal telah dilumasi dengan grease dengan memompa grease melalui grease fittingnya.
- Selama swivel dipergunakan disambung dengan drill stem, operasikan dengan batas jangan sampai melebihi dead rating dari swivel saat ia tidak berputar dan jangan melebihi bearing API rating untuk swivel yang dipakai operasi memutar drill stem 100 rpm dan ingat untuk putaran yang lebih tinggi maksimum beban yang diizinkan harus diturunkan lebih rendah dari bearing API rating.
- Berikan perawatan swivel seperti pada sub bab perawatan.
Perawatan
Berikut ini akan dibahas cara pemeliharaan/perawatan dan perbaikan secara garis besar dan detail.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 11 Tahap pemeliharaan yang penting dilakukan adalah :
- Pelumasan yang baik
- Pengaturan sedikit (penyetalan kembali) untuk mengidentifikasi adanya keausan-keausan, apabila diperlukan. Selain dari pada itu ada kemungkinan diperlukan penggantian-penggantian.
Berikut ini akan dibicarakan pemeliharaan swivel secara umum.
Perawatan Dari Segi Pelumasan
1. Pompakan grease pada setiap grease fitting setiap tour (aplus) pada wash pipe dan sekali setiap tour (aplus) pada upper oil seal dan lower oil seal.
Pemberian grease akan efektif dan mudah masuk saat pompa mati atau swivel berada di kelly hole. Terutama pada wash pipe dan pada saat swivel menggantung.
2. Minyak pelumas di dalam housing cukup terjaga, dengan melakukan pengecekan sehari sekali, yaitu dengan memakai tongkat pengukur pada Breather dan swivel pada posisi sedang tegak tergantung. Permukaan pelumas baik apabila sampai batas High. 3. Pakailah jenis dan grade grease dan minyak
pelumas yang disarankan.
4. Pelihara relief fitting atau breather vent tidak tertutup saat operasi.
Perawatan Saat Transportasi
1. Ganti breather dengan pipe plug untuk mencegah tumpahan minyak pelumas 2. Pasang thread protector pada swivel sub.
Gambar 1.5. Perawatan Swivel
12 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN Perbaikan Wash Pipe Packing Assembly
Gambar 1.6. Wash Pipe Packing Assembly
Pada setiap drilling rig yang beroperasi disarankan harus tersedia satu set wash pipe packing assembly dalam keadaan baik, serta siap untuk dipasang. Sehingga apabila diperlukan untuk melakukan penggantian pada swivel yang dipakai beroperasi maka wash pipe assembly dilepas dari swivel dan dapat langsung dilakukan pemasangan dengan wash pipe packing assembly yang telah disiapkan.
Selain daripada hal tersebut diatas, pada setiap rig juga harus selalu tersedia komponen spare part dari wash pipe packing assembly. Sehingga dengan demikian, wash pipe packing assembly yang aus dapat dilakukan perbaikan dan penggantian, untuk persiapan penggantian berikutnya bila ada kebocoran.
Tahapan Untuk Mengganti Wash Pipe Packing Assembly:
1. Putar packing housing untuk melepas dari body swivel dan melepas dari gooseneck.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 13 3. Lepaskan snap ring atau sistem penahan packing lain dan kemudian lepaskan housing assembly dan ring nut assembly dari wash pipe. Lepaskan semua packing-packing dan ring-ring dengan memakai kait.
4. Lakukan pencucian pemeriksaan keausan dari bagian wash pipe, metal packing, ring dan lain-lain, dan ganti apabila diperlukan.
5. Lakukan pembersihan dan cuci bagian dalam packing housing, ring nut dan spcer ring.
6. Memasang packing baru dengan urutan sebagai berikut :
- Berikan sedikit minyak pelumas pada semua packing yang akan dipasang dan juga pada housing dan metal specer ring.
- Pasang adapter ring dan packing ring yang pertama.
- Pasang metal specer ring yang pertama, yaitu ring specer yang memiliki lubang untuk saluran grease. Pada saat memasang usahakan memasukkan sehingga lubang grease dari specer ring akan tepat berhadapan dengan lubang grease pada housing. Selanjutnya pasang grease fitting terlebih dahulu sebelum memasang ring berikutnya.
- Selanjutnya pasang dua set packing + specer ring dan sebuah packing ring dengan lower adapter ring (spacer ring yang terakhir) dan ganti O ring dan beri grease Lower adapter ring pada swivel dari Emsco agar packing tidak lepas lagi dan dapat disekrup, sekrup ditahan dengan allen wrench, sampai menekan spacer ring dan setelah itu putar balik ¼ putaran.
- Pada housing yang telah berisi packing berikan grease di bagian dalam pada celah-celah packing dan spacer.
- Memasang satu metal spacer dan packing ring ke dalam ring nut, kemudian masukkan wash pipe sehingga slot dari wash pipe tepat masuk pada plug dari metal spacer, kemudian pasang snap ring.
- Ganti dan pasang O ring yang telah diberi sedikit grease.
- Selanjutnya wash pipe dapat dimasukkan kedalam housing, dan wash pipe packing assembly siap dipakai.
7. Memasang kembali wash pipe packing assembly pada swivel : - Letakkan assembly tersebut diantara body dan goose neck.
- Putar untuk mengikat packing housing ke body dan ring nut ke goose neck. Keraskan secukupnya, untuk mencegah packing assembly berputar di
14 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
dalam housing. Apabila terlalu keras dapat menyebabkan rusaknya packing assembly.
- Setelah swivel dioperasikan satu jam, cek kembali wash pipe packingnya dan bila perlu dikerasi lagi housingnya.
Mengganti Oil Seal dan Wear Sleeve
Semua swivel memiliki sebuah oil seal dibagian atas (top oil seal) dan dua oil seal dibagian bawah (bottom oil seal) swivel.
Top oil seal mempunyai sebuah “replace wear sleeve” yang duduk di tekan pada shoulder di body. Oil seal dan sleevenya harus dicek keausannya apabila wash pipe dan packing housing dilepas untuk pengecekan. Dua oil seal bawah (bottom oil seal) dan specernya duduk pada retainer yang dibaut pada bagian bawah housing.
Untuk pengecekan atau penggantian harus dibuang dahulu minyak pelumas dari housing dan baru melepas retainer tersebut. Dalam mengganti oil seal, arah dari bibir seal harus menghadap ke atas untuk top dan bottom oil seal.
Setting Bearing
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 15 1. Clearance yang tepat untuk main bearing dapat diatur dengan auxiliary thrust bearing yang diatur dengan jalan mengambil atau menambah skim yang terletak diantara housing dan housing cap.
2. Pengaturan ini dapat dicek dengan memakai alat indikator magnetic. Tetapi dapat dilakukan berdasar perkiraan. Yaitu dengan jalan mengambil dan menambah skim sampai terasa sedikit hambatan apabila body diputar dengan tangan dengan keadaan housing cap dibaut dengan baik
3. Selanjutnya apabila sudah didapat demikian, housing cap dilepas kembali dan ditambah 0.007 inch skim untuk mendapatkan clearance yang tepat bila cap housing dipasang dan dibaut ditempatnya.
4. Agar lebih baik upper thrust dan main bearing disarankan dicek setiap enam bulan sekali. Karena clearance yang besar akan merusak bearing dan juga menyebabkan wash pipe packing cepat rusak.
Tabel 1.2. Permasalahan pada Wash Pipe dan Cara Mengatasinya
Trouble Kemungkinan Penyebab Cara Mengatasi Wash pipe
packing rusak sebelum waktunya
Pelumasan yang terlambat Pompakan grease minimum sekali setiap tour (aplous)
Terlalu keras didalam mengikat packing housing atau akibat space ring yang rusak masih dipasang
Ganti spacer ring dan packingnya bila perlu, ikat housing
secukupnya, tetapi cukup keras untuk mencegah packing berputar.
Tidak cukup/terlalu kendor pengikatan packing housing, menyebabkan packing berputar didalam housing
Ikat packing secukupnya untuk mencegah packing berputar
Wash Pipe aus Ganti wash pipe dan juga pakai wash pipe packing yang baru Wash pipe yang tidak satu poros
(mislignment) akibat penanganan yang kasar atau kesalahan kerja. Akibatnya packing aus tidak merata
Housing cap dan wash pipe harus segera diperbaiki atau diganti
Setting (adjusment) bearing yang tidak benar
Gunakan prosedur pengaturan clearance bearing yang benar Minyak bocor di
oil seal
Oil seal rusak atau aus atau seal wear sleeves yang rusak
Ganti baru dan hati-hati di dalam memasang jangan sampai rusak sealing lips.
Breather tidak terbuka, atau tersumbat
Pasang breather sehingga dapat berhubungan dengan udara luar dengan alam housing bila
tekanan naik akibat panas karena operasi
16 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN 1.2. ROTARY ASSEMBLY
Rotary Assembly (unit Pemutar) adalah suatu perangkat mesin pemutar yang berkekuatan besar dan mempunyai fungsi utama untuk :
- Memutar batang bor selama operasi-operasi pemboran.
- Menahan dan menggantung batang bor atau pipa lainnya dengan slip-slip atau melepas pipa dari rangkaian pipa bor.putar (rotary slip) sewaktu menambah atau melepas pipa dari rangkaian pipa bor.
Gambar 1.8 Rotary Assembly
Unit pemutar terletak dibawah crown Block dan terdiri dari: Rotary table
Master Bushing Kelly bushing Rotary slips
Insert bowl/slip bowl
Make up dan break out tong Kelly spiner
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 17 1.2.1 Rotary Table
Rotary table (meja putar) bersama-sama dengan bantalan utama dan bantalan pipa segi dipergunakan untuk memutar batang bor. Disamping itu rotary table bersama-sama dengan rotary slips dipakai untuk menggantung dan menahan batang bor atau pipa lainnya sewaktu melepas atau menambah pipa bor, dengan bantuan kunci tongs. Pada tahun 1980 an sampai sekarang telah berkembang sistim pemutar batang bor, tidak diputar dengan rotary table tetapi dengan unit pemutar yang terletak dibawah hook dan kombinasi dengan swivel. Unit ini disebut Top Drive atau Power Swivel dengan tenaga penggerak utama motor listrik, dengan kekuatan yang sama dengan rotary table biasa.
Sistem Penyaluran Tenaga
Ukuran dan kapasitas beban rotary table berkisar antara 100 sampai 600 ton. Kecepatan putaran pengeboran berkisar antara 35 sampai 200 putaran permenit searah jarum jam. Kecepatan diatur oleh Driller, tergantung pada tipe mata bor yang dipakai dan lapisan yang ditembus.
Sistem penyaluran tenaga ke meja putar melalui dua cara yaitu :
- Melalui rantai penggerak ke “Drawwork”, meja pemutar digerakkan dengan sistem transmisi rantai, yang digerakkan oleh gigi gear (sprocket) di drawwork. - Hubungan langsung dengan penggerak mula (prime mover independent drive)
Gambar 1.9 Rotary Table digerakkan Draw work
Motor penggerak yang terpisah/sendiri ini memberi kemungkinan :
a. Pemakaian Drawwork yang lebih leluasa dan pengontrolan pemutaran string yang lebih tepat.
18 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
b. Dapat memperoleh tenaga yang lebih besar untuk memperbaiki efisiensi dari sistem-sistem sirkulasi dengan memanfaatkan motor drawwork untuk menggerakkan pompa.
c. Dapat memperpanjang usia drawwork dan memperkecil frekwensi reparasi.
Gambar 1.10 Rotary Table digerakkan Prime Mover
Alat Perlengkapan Pemutar
Ada tiga macam alat perlengkapan pemutar yang dipakai dengan meja pemutar, perlengkapan-perlengkapan itu adalah :
1. Master bushing, yang di masukkan ke dalam meja pemutar 2. Kelly bushing
Apabila bantalan kelly di sambung dengan bantalan utama akan dapat menghasilkan gerak putar pada saat pengeboran.
3. Rotary slip, yang di masukkan ke dalam bantalan utama untuk menggantung batang bor, sebagai tambahan, ada dua pasang rotary tong, yaitu make up tong dan break out tong yang dipakai untuk menyambung dan melepas sambungan-sambungan komponen-komponen batang bor dan kelly spiner untuk mempercepat penyambungan dan melepas kelly.
Master bushing (bantalan utama) adalah alat yang dapat dilepas dan diganti dengan ukuran yang sesuai dengan lubang pada meja pemutar dan kebutuhan operasi. Alat ini menjadi tempat kedudukan salah satu dari dua alat-alat perlengkapan pemutar yaitu kelly bushing atau rotary slip.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 19 Kelly dimasukkan melalui bantalan kelly, bantalan utama dan meja putar. Kemudian tenaga putar (gerakan berputar) diteruskan dari meja pemutar ke kelly dan batang bor dibawahnya.
Gambar 1.11 Master Bushing
Gambar 1.12 Rotary Slips
Apabila slips pemutar dimasukkan kedalam bantalan utama, akan dapat dipakai untuk menggantung batang bor pada saat penambahan atau pengurangan bagian-bagian dari batang bor. Dapat menahan karena memiliki gigi-gigi yang tajam dan bentuk yang tirus (dies). Rotary slips disisipkan kedalam bantalan utama sekeliling batang bor sehingga batang bor tergantung bebas didalam sumur bor.
1.2.2 MASTER BUSHING
Ada dua tipe dasar dari master bushing (bantalan utama), yaitu : tipe utuh (solid) dan tipe dua bagian atau tipe terbelah (split)
20 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN 1.Tipe utuh (solid)
Bantalan utama tipe solid adalah yang paling banyak dipakai untuk operasi-operasi pengeboran biasa.
Gambar 1.13 Tipe Solid
2. Tipe terbelah (split)
Bantalan utama tipe split adalah yang paling umum dipakai untuk operasi dengan drill collar yang besar dan casing.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 21 1.2.3 SLIP BOWL
Slip Bowl (mangkuk-mangkuk pengisi) adalah bantalan pengisi dari logam yang diletakkan didalam bantalan utama untuk mengatur atau menyesuaikan ukuran pipa dan slip yang dipakai yang berubah-ubah menurut keperluannya.
Gambar 1.15 Slip Bowl
1.2.4 KELLY BUSHING (BANTALAN KELLY)
Kelly bushing ini adalah alat yang dipasang masuk ke dalam master bushing untuk menyalurkan gaya putar pada kelly dan batang bor sewaktu mengebor sumur bor (lubang). Lubang pada kelly bushing ini berbentuk sama dengan bentuk kelly yang dipakai persegi, segitiga atau segi enam. Ada dua tipe dasar dari bantalan-bantalan kelly :
1. Pin Drive
Mempunyai empat pin yang dimasukkan kedalam bagian atas dari master bushing.
2. Square Drive
Mempunyai penggerak tunggal berbentuk segi empat yang dimasukkan kedalam master bushing.
22 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN 1.2.5 ROTARY SLIPS
Kumpulan dari alat-alat pemegang dari baja yang meruncing bentuknya, dipasang dibagian dalam dari master bushing mengelilingi satu bagian dari pipa/batang bor untuk menggantung pipa/batang bor di dalam lubang sewaktu dilakukan penyambungan atau pelepasan sambungan. Slip-slip ini bergerigi sehingga dapat mencekam batang bor secara erat pada waktu penyambungan. Ada dua macam slip-slip, yaitu : manual dan power slip.
Gambar 1.17 Rotary Slips
1.2.6 ROTARY TONG
Rotary tong adakah kunci-kunci besar yang digantung diatas lantai rig dekat meja putar, yang dipasang pada bagian-bagian dari batang bor, baik untuk menyambung maupun melepas sambungan. Kunci tersebut adalah break out tong atau lead tong dan make up tong atau back up tong.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 23 1.2.7 KELLY SPINNER (PEMUTAR KELLY)
Kelly spiner adalah alat yang berkekuatan besar dan dipakai pada beberapa rig-rig yang modern. Alat ini di pasang pada bagian bawah dari swivel stem. Alat ini dipakai untuk menyambung kelly dengan pipa bor secara cepat di dalam rat hole (lubang tempat menyimpan dan memasang atau membongkar rangkaian pipa).
Gambar 1.19 Kelly Spinner
1.3 KONSTRUKSI ROTARY TABLE
Kontruksi rotary table yang modern mempunyai beberapa bagian yang tampak dari luar :
Protective housing (rumah pelindung) Sprocket (piringan gigi rantai)
End rotary drive shaft (ujung rotary drive shaft)
Permukaan atas rotary table relatif datar sedikit lebih tinggi dari lantai bor, bersih dan mempunyai permukaan yang tidak licin untuk bekerja bagi rotary helper. Selain dari pada itu memiliki perlengkapan pelumasan seperti grease fitting, oil dipstick (tongkat pengukur minyak), fill plug (tutup lubang pengisian), dan oil reservoir drain plug (sumbat bak penampungan minyak pelumas) dan locking control (kunci pengendali). Kerangka (base) dari rotary table terbuat dari baja tuang atau baja tempa sebagai kerangka.
Pada rotary table terdapat lubang-lubang atau bagian untuk tempat kait bila rotary table harus di angkat.
24 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Gambar 1.20 Konstruksi Rotary Table
1.3.1 DRIVE SHAFT ASSEMBLY
Rangkaian poros ini dibuat terlindung dari pengaruh luar seperti lumpur, sehingga poros dan bearing akan berusia lama. Selain itu ia memiliki lubrication seal dan juga berkonstruksi kokoh duduk pada rangka rotary table, tetapi bagian-bagiannya dibuka untuk melepas dan memeriksa shaft, bearing dan spiral gear pinion. Pada rangkaian ini drive shaft memiliki dua set roller bearing yang masing-masing memiliki grease atau memiliki bak minyak pelumas sebagai bagian system pelumasan bearing tersebut.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 25 1.3.2 SPROCKET
Sprocket yang dipasang pada ujung pinion shaft, sebagian dipasang dengan sistem pasak (sprocket key), sehingga sprocket terkunci dengan baik dan untuk menahan dipasang safety clamp nut (mur pengaman) dan safety clamp nut tersebut dikunci dengan sekerup (socket head cap screw). Dengan sistem ini apabila sprocket aus dapat dengan cepat dan mudah diganti dan juga dapat dengan mudah mengganti dengan ukuran-ukuran sprocket yang berbeda-beda untuk mendapatkan variasi rpm meja dengan kecepatan putar relatif tetap dari motor penggerak.
1.4 SISTEM PEMBERI TENAGA
Seperti sudah dijelaskan di sebelumnya, sistem pemberi tenaga ke rotary table dapat dikelompokkan yaitu :
Digerakkan dari drawwork
Digerakkan langsung dari motor tersendiri (independent).
Sistem transmisi dari drawwork ke Rotary table umumnya dengan sistem rantai dan sprocket, dengan rantai single strand atau rantai double strand.
Selain dari pada itu ada pula yang memakai transmisi universal joint (gardan), meskipun cara ini tidak banyak dipakai.
Keuntungan dengan sistem ini adalah :
Dapat memakai motor penggerak dari drawwork yang sementara tidak dipakai untuk operasi pengangkatan selama pekerjaan memutar string dilakukan, sehingga dapat mengurangi cost operation.
Kelemahan dari sistem ini adalah :
Transmisi drawwork akan bekerja terus, yang pada akhirnya akan mempercepat kerusakan drawwork atau frekwensi reparasi.
Pada saat drawwork rusak maka drill stem tidak dapat digerakkan sama sekali sehingga kemungkinan string terjepit akan ada.
26 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Pada sistem pemberian tenaga independent atau langsung ke motor, diperlukan gear transmisi untuk mengatur kecepatan dan arah putaran meja yang kemudian dihubungkan ke motor listrik DC atau motor diesel.
Transmisi tersebut dengan sistem oil bath, didesian mampu meneruskan torsi 15000 lb/ft pada putaran sampai 400 rpm pada high gear, dan kurang lebih 200 rpm pada 30.000 lb/ft pada low gear.
Rem meja putar (back brake) dengan sistem kendali pneumatis (dengan tekanan udara) terletak diantara motor listrik dan gear transmisi. Dengan tersedianya rem ini dapat menghentikan putaran meja dan yang terpenting untuk menghindari jangan sampai terjadi puntiran balik dan dapat menyebabkan tool joint terputar lepas (back off).
Keuntungan pemakaian independent rotary drive adalah : Dapat mengontrol kecepatan meja putar dan torsi
Dapat melakukan perbaikan/perawatan drawwork atau pekerjaan lain pada saat drilling.
Menurunkan kecepatan aus dari transmisi drawwork karena drawwork bekerja hanya ketika ada pekerjaan mengangkat dan akan berhenti saat mengebor. Pengaturan pemberian tenaga listrik DC generator ke motor listrik adalah
melalui selector switch sehingga mudah mengendalikannya.
1.5 PELUMASAN
Pelumasan pada rotary table yang diperlukan ada dua macam, yaitu dengan minyak pelumas dan grease.
Pelumasan dengan minyak pelumas ini dilakukan dengan sistem bak rendam (oil batch). Pada rotary table modern saat ini ia memiliki bak rendam dua buah, untuk pelumasan bearing utama dan pinion bearing atau untuk keduanya dengan satu reservoir bak rendam. Selain itu ada juga sistem pelumasan kombinasi rotary table dengan satu bak rendam untuk main bearing dan pinion bearing dilumasi dengan grease.
Untuk pelumasan ini, minyak pelumas harus dijaga senantiasa bersih dari kotoran dan lumpur agar bearing-bearing tersebut tidak rusak, sehingga oil seal harus dijaga dalam kondisi baik dan bila perlu segera diganti bila ada gejala kebocoran.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 27 Minyak pelumas harus diisikan ke reservoir-reservoir dengan jumlah yang cukup (dengan mengecek memakai tongkat pengukur/deepstick) dan grade yang benar.
Berikut ini jenis minyak dan grade yang disarankan pabrik untuk bak rendam utama (oil bath utama).
Ambient temperature + 300
F sampai 1550 F : AGMA # 6 EP atau SAE 140 Ambient temperature 00
F sampai + 1250
F : AGMA # 4 EP atau SAE 90 Ambient temperature - 200
F sampai + 800
F NO # 1 EP atau SAE 80 atau SAE 75
Untuk bagian-bagian dari rotary table yang memerlukan pelumasan dengan grease, diperlukan saluran dan grease fitting yang menghubungkan sampai ke titik yang dilumasi atau ruang khusus (catridge) untuk pinion shaft.
Letak dari grease fitting umumnya didekat titik yang memerlukan pelumasan grease, atau terkumpul satu ditempat didekat lubang pengisian pelumas. Pada sistem pelumasan bearing pinion shaft dengan grease dilengkapi dengan relief fitting yang berfungsi untuk membuang kelebihan pelumas. Semua anggota regu pemboran/bagian pemeliharaan harus tahu persis fungsi dan letak dari relief fitting, untuk menghindari jangan sampai relief fitting ini diganti dengan grease pin.
1.6 SPESIFIKASI DAN PEMILIHAN
Beberapa spesifikasi yang penting untuk mengetahui ukuran dan kapasitas dari rotary table adalah :
a. Table opening (diameter of the opening) atau Nominal Size.
Yang dimaksud table opening disini adalah merupakan diameter pembukaan dari meja untuk laluan peralatan yang dimasukkan kedalam sumur. Diameter ini merupakan ukuran diameter pembukaan meja putar setelah master bushing diangkat, ukuran ini akan merupakan nominal dari meja putar (Nominal size).
b. Jarak dari pusat table opening sampai centerline dari sprocket rantai pertama. Jarak ini menurut standard API ada 3 macam :
28 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN 5250 ) . (lb ft X RPM Torque
Berjarak 53 ¼ inch untuk rotary table yang dapat dilalui bit 20” atau lebih besar.
Berjarak 65” khusus untuk rotary table dengan table opening 49 ½ inch. Jarak ini perlu diketahui untuk melakukan pemilihan rotary table dikaitkan dengan posisi dari sprocket drawwork untuk rotary table, agar nantinya setelah rotary table terpasang, pusat dari lubang rotary table sesuai dengan posisi travelling block.
c. Rated Capacity
Kapasitas yang dimiliki oleh suatu rotary table akan ditinjau dari dua keadaan, yaitu :
Under Dead Load, yaitu jumlah beban maksimum yang diizinkan ditahan oleh rotary table saat diam (tidak memutar)
Under rotating load, yaitu jumlah beban maksimum yang diizinkan pada saat berputar akibat beban torsi yang timbul untuk memutar batang bor (drill stem). Didalam pemilihan rotary table selain mempertimbangkan ketiga spesifikasi di atas untuk menyesuaikan ukuran pipa dan alat yang akan dimasukkan selama pekerjaan operasi membor sumur, dan ukuran dari drawwork beserta posisi sprocket rantai untuk rotary table, maka perhitungan perkiraan beban yang dialami akan ikut juga menentukan.
Torsi yang timbul atau power yang diperlukan saat memutar drill stem dapat dibedakan menjadi dua macam :
1. Bit mechanical Horse Power, yaitu merupakan tenaga atau daya yang diperlukan untuk memutar bit saja
2. Stem Friction Horse Power, yaitu tenaga yang diperlukan untuk memutar drill string yang menempel atau bergesekan dengan dinding lubang sumur.
Jumlah kedua tenaga atau daya tersebut diatas disebut Rotary Horse Power (RHP)
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 29 Keterangan:
RHP = Actual Rotary Horse Power Torque = Torsi
RPM = Putaran Meja per menit
Di dalam perencanaan sangat sulit untuk menghitung secara pasti atau tepat, besarnya tenaga kuda untuk memutar yang diperlukan, karena besarnya daya yang timbul karena gesekan drill stem dengan dinding sumur sukar ditetapkan.
1.7 KONSTRUKSI PERLENGKAPAN MEJA PEMUTAR Master Bushing
Ditilik dari konstruksi master bushing, dapat dibedakan atas 3 macam : 1. Split Master bushing.
Master bushing ini berkonstruksi terbelah, dan memiliki taper atau ketirusan untuk tempat duduk slip. Tipe ini merupakan type yang paling umum dipakai. 2. Solid Master Bushing.
Master bushing ini berbentuk utuh (tidak terbelah), ia tidak memiliki bentuk taper pada bagian dalam. Untuk keperluan tempat kedudukan slip, bagian tirus dibuat pada slip bowl, slip bowl ini ukurannya dapat diganti-ganti menyesuaikan ukuran slip atau ukuran pipa yang akan ditahan oleh slip.
3. Hinged Master Bushing.
Memiliki konstruksi terbagi menjadi dua bagian, tetapi keduanya dihubungkan dengan pin-pin yang besar sehingga dapat menyerupai solid type. Bagian dalam dari master bushing ini seperti pada solid type, tidak memiliki bagian tirus untuk tempat duduk slip. Untuk kedudukan slip dibuat bermacam ukuran slip bowl. Hinge type master bushing ini dibuat untuk rotary table berukuran nominal 37 ½ inch dan 49 ½ inch.
30 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Gambar 1.21 Master Bushing Type
Ditinjau dari drivenya yaitu konstruksi penyambungan dari master bushing ke kelly bushing dibedakan atas 2 macam :
1. SQUARE DRIVE
Tipe ini mempunyai bukaan bujur sangkar (square opening) atau recess (13 9/16 inch sisi X 4 inch tinggi) untuk tempat duduk square drive kelly bushing. Type square ini ada 2 macam yaitu :
A. Solid master bushing dengan split bowl.
B. Split master bushing type ini square drivenya dibuat langsung pada master bushing.
2. PIN DRIVE.
Tipe ini master bushing memiliki lubang empat buah untuk tempat kedudukan dari empat buah pin dari kelly bushing.
Terdapat tiga type dari pin drive bushing yaitu : Hinged master bushing with split bowl. Split pin drive master bushing
Solid masterr bushing with split bowls Kelly Drive Bushing
Kelly drive bushing dilengkapi dengan roller-roller, sehingga memungkinkan kelly untuk meluncur bergerak naik turun dengan bebas melalui drive bushing, meskipun ada tekanan-tekanan antara roller dan kelly akibat menstransfer putaran dari meja putar.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 31 Kelly saat ini tersedia dalam tiga bentuk, yaitu segi empat (square), segi enam (hexagonal) dan segi tiga (triangular). Oleh karena itu kelly drive bushing tersedia untuk ketiga type kelly tersebut dengan berbeda susunan rollernya.
Gambar 1.22 Kelly Drive Bushing
Ditinjau dari drivernya, kelly bushing ada dua macam yaitu square drive untuk rotary table dengan square drive master bushing dan pin drive kelly bushing untuk rotary table dengan pin drive master bushing.
Khusus untuk operasi dilepas pantai dengan rig yang mengapung (floating rig) maka dipakai kelly bushing pin drive yang memiliki lock assembly. Dengan pin drive yang
32 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
berlock assembly akan dapat mengunci kelly drive bushing ke meja putar, dan dapat menghindari terlepasnya kelly drive bushing saat floating rig bergerak naik turun karena ombak.
Rotary Slips
Rotary slip memiliki konstruksi bagian dalam mempunyai gigi dengan bentuk silinder dengan ukuran tertentu sesuai dengan ukuran pipa yang akan ditahan.
Gambar 1.23 Rotary Slips Type
Dibagian luar slip berbentuk taper dengan kemiringan yang sama dengan kemiringan master bushig atau kemiringan dari slip bowl. Oleh karena itu slip dapat memakai secara sejajar dengan pipa dan tanpa menimbulkan luka lekuk di satu tempat (diujung). Rotary slip duduk di master bushing untuk menahan pipa selama pipa tersebut digantung dalam proses menambah atau melepas pipa.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 33 Rotary slip dilihat dari pengoperasianya ada 2 macam, yaitu manual slip dan power slip.
Power slip merupakan slip yang dapat dioperasikan/dikontrol oleh driller utuk mengangkat dan memasukkan slip dengan system tenaga pneumatic. Power slip memiliki piston yang digerakkan dengan tekanan udara dan pada tangkai piston dipasangkan slip. Kontrol pengendalian piston biasanya berupa pedal kaki yang diletakkan didekat driller.
Gambar 1.24 Power Slips
Beberapa point penting di dalam pengoperasian yang perlu diperhatikan diantaranya adalah :
1. Pakailah ukuran slip yang sesuai dengan ukuran pipa yang ditahan.
2. Apabila slip terdiri dari dua slip dan tidak tersusun menjadi satu di dalam mengoperasikan keduanya harus rata.
3. Jangan membiarkan slip didalam meja bor selama mencabut pipa. Cara ini akan mempercepat keausan gigi-gigi slip.
4. Gantilah gripping element dan pin-pin bila perlu, untuk mencegah tergelincir/lolos.
5. Jangan memasang slip di bagian toll joint, karena dapat merusak tool joint atau lolosnya drill pipe.
Pemeriksaan Slip.
1. Cek isert slot, ganti slip apabila insert slot aus.
2. Cek tapper bagian belakang dan bagian permukaan didalam. Pengecekan dilakukan dengan mempergunakan penggaris, seperti gambar di atas. Slip yang bengkok atau aus pada master bushing baru akan berakibat slip menjadi lurus, akan retak-retak dan slip dapat patah dan jatuh kedalam lubang.
34 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN 3. Cek hine pin, dan ganti bila aus.
4. Jangan dipergunakan slips untuk ukuran pipa lebih besar dari ukuran slip sebenarnya. Hal ini akan dapat membuat retak vertical dan horizontal.
Pengetesan Slip dan Evaluasinya.
Slips Test.
1. Test dilakukan dengan beban yang menggantung, minimum 100.000 lbs, untuk mendapatkan cap (marking) dari pada pipa.
Gambar 1.25 Slips Test
2. Pilih bagian pipa yang halus bersih dari bekas slip sebelumnya. 3. Balut pipa tersebut dengan kertas kedap air (waterproof) dan tahan.
4. Pasang rotary slip disekeliling pipa yang dibalut kertas tersebut, turunkan pipa dan slip dengan kecepatan normal.
5. Untuk melepas, tahan slip bersama-sama dan angkat pipa. Lepaskan slip hati-hati bila sudah bebas diatas lubang.
6. Lepas kertas hati-hati.
Evaluasi Hasil Slips Test.
1. Apabila bekas gigi slip merta pada semua gigi slip, menunjukkan master bushing dan slips pada kondisi baik.
2. Apabila insert hanya kontak pada bagian puncak saja, berarti master bushing harus diganti, apabila slip masih baik.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 35 TOP DRIVE
36 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Gambar 1.27 Bagian-bagian Top Drive
Top drive drilling system merupakan system pemboran dengan memutar drill stem mempergunakan pemutar yang dipasang langsung dibawah swivel dan pemutar tersebut bergerak naik turun mengikuti gerakan traveling block.
Dengan sistem ini, kelly bushing dan kelly tidak diperlukan karena drill stem diputar langsung dengan drilling motor assembly yang digantung di traveling block.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 37 Kontruksi dari top drive ini terdiri dari :
Standard rotary swivel Drilling motor assembly Guide dolly system assembly Pipe handler assembly
DRILING MOTOR ASSEMBLY
DMA disambung dengan standard swivel dengan menghubungkan swivel stem dengan splined sub dari drilling motor asembly. Untuk top drive produksi dari Varco, mampu menghasilkan 27600 lb ft (37.400 Nm) continous torque pada 183 rpm dengan 1050 amps armature current dan 36700 ft lbs (49.800 Nm) peak intermittent torque dengan 1325 amps armature current. Maximum kecepatan 250 rpm. Motor listrik yang dipasang 1000 Hp continous, 1250 Hp intermittent. Tenaga listrik yang diperlukan 750 Volt DC, 1350 amps maximum. Gear ratio : 5.33 : 1.
Motor listrik DC ini dilengkapi dengan blower udara untuk system pendingin, yang digerakkan motor listrik AC. Selain dari pada itu nmotor listrik DC tersebut dilengkapi air brake (rem udara) yang berguna untuk menghentikan putaran drill stem karena ada torsi balik.
GUIDE DOLLY SYSTEM ASSEMBLY
Guide dolly system assembly terdiri dari sepasang rail yang dipasang kokoh dari atas menara sampai mendekati lantai bor, dan dolly yang menghubungkan drilling motor assembly dengan rail sehingga dapat meluncur bebas ke atas atau kebawah sambil mampu menahan torsi sewaktu drilling 27600 ft lbs atau 36700 ft lbs saat menyambung pipa.
PIPE HANDLER ASSEMBLY
Pipe Handler Assembly ini merupakan salah satu keistimewaan dari top drive. Karena dengan sistem ini dapat melepas atau menyambung drill pipe dengan swivel pada posisi dimana saja dan sekaligus mampu mengikat dengan torsi yang cukup. Disini dipergunakan link standard dan sebuah conventional elevator, untuk mengangkat dan menurunkan string ketika tripping atau menangani stand ketika menyambungnya.
38 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Link tilt assembly berfungsi untuk menggerakkan link dan elevator ke depan sehingga mudah untuk mleakukan penyambungan dengan pipa di mouse hole dan juga untuk mendorong stand drillpipe dan drill collar ke arah posisi derrickman untuk disusun di jari menara.
Pipe handler assembly dilengkapi dengan torque wrench assembly yang berfungsi sebagai kunci untuk mengikat ataupun melepas sambungan tool joint drill pipe dengan saver sub dari top drive. Breakout torque yang dapat diberikan sebesar 60.000 lbs ft (81100 Nm). Tekanan hydraulicnya 2000 psi dengan 30 GPM.
Ukuran pipa = 5 inch x 4 ½ IF
Selain dari pada tersebut di aaatas, top drive dilengkapi Kelly cock dan Kelly cock actuator, yang berfungsi untuk dapat menutup Kelly cock pada posisi traveling block dimana saja dengan system kendali dari driller panel.
Sehingga dengan peralatan ini apabila terjadi kick saat tripping dapat dengan langsung menyambungkan saver sub sampai terikat kuat dan dapat menutup Kelly cock bila diperlukan, dengan posisi block dimana saja dalam menara
Beberapa keuntungan antara lain adalah :
1. Dapat mengebor langsung sepanjang 90 ft (1 stand), sehingga dapat menghemat/mengurangi pekerjaan 3 kali penyambungan.
2. Dapat melakukan spinning dan memberi torsi sambungan di atas dan dibawah bersama-sama, sehingga menghemat waktu ½ kali.
3. Mampu melakukan reaming sepanjang tinggi dalam derrick, sehingga dapat memutar string melalui lubang yang sempit tanpa terjepit dan memutar string sambil sirkulasi sewaktu cabut untuk lubang dengan derajat kemiringan yang tinggi.
4. Mampu memutar ke kedua arah selama cabut 90 ft (1 stand), menghemat waktu pada pekerjaan khusus seperti memancing atau coring.
5. Apabila tripping kedalam lubang, terjadi bridge dapat dengan cepat dibor lagi tanpa harus mencabut Kelly.
6. Casing dapat diturunkan dengan standard casing tool. Tambahan keuntungan lain adalah dapat mengisi lumpur langsung dari top drive.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 39
BAB II
DRILL STEM
Drill stem (Batang Bor) adalah suatu rangkaian pipa-pipa penghubung dari swivel sampai kemata bor dan mempunyai fungsi utama untuk :
Menurunkan dan menaikkan mata bor
Memberikan beban pada mata bor untuk penembusan/ pemecahan batuan.
Menyalurkan dan meneruskan gaya putar ke mata bor
Menyalurkan lumpur bor (cairan pemboran) bertekanan tinggi ke mata bor.
Batang bor berpegangan pada wash pipe dan travelling block dan memanjang melalui lubang meja putar sampai kedasar lubang sumur, sebagai sebuah poros pemutar mata bor.
Batang bor terdiri dari : - Kelly (pipa segi)
- Upper kelly cock dan lower kelly cock
- Kelly saver sub ( sambungan penghemat pipa segi ) - Drill pipe
- Drill collar
- Spesialized down hole tools
2.1 Kelly (Pipa Segi /Pipa Pemutar)
Kelly adalah suatu pipa baja yang sangat kuat dan tebal, badannya berbentuk segi-segi, untuk memungkinkan dapat diangkat naik turun dan diputar oleh Rotary table.
Fungsi dari Kelly adalah :
Penghubung antara swivel dan Rangkaian Pemboran untuk dapat menaikkan, menurunkan dan memutar.
Meneruskan tenaga gerak putar dari Rotary Table ke Rangkaian Pemboran.
40 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Gambar 2.1 Rangkaian Pipa Bor
Memungkinkan Rangkaian Pemboran bergerak turun sambil berputar selama pemboran.
Sebagai sarana penerus aliran sirkulasi cairan pemboran dari swivel menuju ke rangkaian dibawahnya.
Kelly merupakan bagian tunggal yang paling panjang di antara bagian batang bor. Panjangnya total sekitar 40 ft, tapi ada juga yang 43, 46, dan 54 ft. Kelly harus lebih panjang dari setiap satu single pipa bor (yang kira – kira 30 ft panjangnya) karena pada waktu penambahan joint (Batangan) pipa bor, kita harus menaikan pipa ini sampai tingginya mencapai sebagian dari Kelly, di atas pemutar. Hal ini untuk menyediakan cukup tempat untuk mengebor ke bawah pipa yang baru tersebut.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 41 2.1.1 Konstruksi Kelly
Bentuk dasar dari kelly ada tiga macam, yaitu segi tiga (triangular), segi empat (square) dan segi enam (hexagonal). Yang umum dipakai pada saat ini adalah square kelly an hexagonal kelly. Bagian tengah kelly yang berbentuk segi-segi disebut drive surface section, ini adalah bagian permukaan yang berkaitan dengan kelly drive bushing untuk dapat diputar sambil turun atau naik.
Bagian ujung atas dari kelly terdapat top upset (semacam tool joint), mempunyai ulir kiri, yang berfungsi untuk penyambungan dengan upper kelly cock dan swivel. Ulir kiri dibagian atas kelly ini dimaksudkan agar pada saat kelly diputar oleh rotary table kekanan, ulir ini tidak akan terlepas. Intinya semua peralatan yang penyambungannya dengan ulir dan bekerja diatas rotary table, semuanya menggunakan ulir kiri.
Bagian ujung bawah dari kelly terdapat bottom upset (semacam tool joint) mempunyai ulir kanan, yang berfungsi untuk penyambungan dengan lower kelly cock dan kelly saver sub, untuk disambungkan ke drill pipe. 2.1.2 Spesifikasi Kelly
Untuk memesan sebuah Kelly, perlu menyebutkan spesifikasi yang lengkap, seperti :
Type Kelly, Square atau Hexagonal
Ukuran Nominal, 2.1/2 inc, 3 inc, 3.1/2 inc, 4.1/4 in, 5.1/4 inc, 6 inc untuk Square Kelly dan mulai 3 inc sampai 6 inc untuk Hexagonal. Ukuran Panjang total, 40 ft, 46 ft atau 54 ft.
Upper Connection, Standard 6.5/8 in Reg LH atau Optional 4.1/2 in Reg LH.
Lower Connection, 2.3/8 in IF RH, 2.7/8 in IF RH, 3.1/2 in IF RH, 4.1/2 in IF RH 5.1/2 in FH RH atau 6.5/8 in FH RH.
42 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Gambar 2.2 Konstruksi Kelly
2.1.3 Pemeliharaan Kelly
Dalam Operasi Pemboran, Kelly merupakan alat yang paling berat kerjanya, menerima beban tegangan, tekanan dan beban putar yang paling berat, maka harus sering diperiksa kondisinya untuk dilakukan perawatan dan pemeliharaan yang sebaik-baiknya. Pada waktu tidak dipergunakan kelly harus dalam keadaan bersih dan tersimpan didalam selongsong kelly (kelly scabbard). Kelly tidak dapat dipergunakan lagi apabila bengkok atau melengkung, apabila bagian segi-seginya sudah membulat. Bengkoknya telly dapat diakibatkan oleh :
Perlakuan yang tidak benar, misalnya pada waktu membuka sambungan di atas rotary table tidak ditahan dengan rotary tong yang benar.
Terjadi kecelakaan, misalnya jatuh pada waktu diangkut.
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 43 Bengkoknya sebuah kelly dapat diluruskan dengan alat pelurus hydraulic kelly straightner, namun masih perlu dilakukan pemeriksaan apakah tidak terjadi keretakan setelah diluruskan.
Terjadinya proses pembulatan pada kelly merupakan hal yang tidak dapat dihindari secara total, namun dapat dikurangi kecepatan ausnya dengan perlakuan yang benar, sebagai berikut :
Pergunakan drive bushing roller assembly yang baru pada penggunaan Kelly yang baru.
Atur shim pada roler ass, untuk memperkecil clearence.
Drive roller assembly harus diganti secara periodik, sehingga clearance keausan dapat dikurangi.
2.1.4 Upper Kelly Cock
Merupakan suatu valve yang dipasang antara swivel dan kelly. Fungsi utamanya (pada saat tertutup) adalah untuk menjaga agar tidak terjadi tekanan dari lubang bor yang bertekanan tinggi.
2.1.5 Lower Kelly Cock
Adalah suatu keran yang terletak diantara kelly dan kelly saver sub, tugas utamanya untuk menutup lubang dalam pipa agar tidak ada semburan dari dalam pipa bila ada tekanan dari sumur atau dapat pula untuk menahan lumpur dari kelly sewaktu melaksanakan penyambungan, sehingga terhindar lumpur tumpah tercecer.
2.2 Drill Pipe
Drill Pipe atau Pipa Bor adalah pipa baja yang dibuat khusus untuk mengebor, merupakan sambungan pipa terpanjang dalam susunan rangkaian pipa pemboran, terletak diantara kelly dan drill collar.
Fungsi Drill Pipe adalah :
Menghubungkan kelly dengan drill collar
Memperpanjang drill stem untuk memungkinkan penambahan kedalaman lubang bor.
Memungkinkan menaikkan dan menurunkan pahat bor.
Meneruskan tenaga gerak putar dari rotary table ke pahat bor. Sebagai laluan sirkulasi cairan pemboran
44 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Type drill pipe menurut beratnya antara lain standard drill pipe, heavy weight drill pipe dan alumunium drill pipe
Gambar 2.3 Bagian-bagian Drill Pipe 2.2.1 Konstruksi Drill Pipe
Drill pipe terdiri dari tiga bagian, yaitu pipa (body) dan connection pada kedua ujungnya yang disebut tool joint.
a. Body pipa
Body drill pipe diperkuat dengan dipertebal pada tiap ujungnya agar kuat untuk menerima tegangan tarik yang tinggi ditempat sambungan dengan Tool Joint.
Penebalan diujung pipa ini disebut Upset.
Penebalan kearah keluar disebut External Upset (EU) Penebalan kearah dalam disebut Internal Upset (IU)
Penebalan kearah luar dan dalam disebut Internal External Upset (IEU)
TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 45 b. Tool joint
Pada ujung Upset ada tambahan potongan pipa yang tebal lagi yang berguna untuk tempat sambungan ulir, disebut tool joint. Dengan tool joint inilah drill pipe disambung satu dengan lainnya, baik antara drill pipe itu sendiri atau antara drill pipe dengan peralatan lain. Setiap batang drill pipe mempunyai sebuah tool joint yang berulir dalam disebut box dan sebuah tool joint yang berulir luar disebut pin.
2.2.2 Spesifikasi dan Identifikasi Drill Pipe Spesifikasi Drill Pipe meliputi :
Ukuran drill pipe, diukur dari diameter luar body pipa.
Ukuran yang standard : 2.3/8”, 2.7/8”, 3.1/2”, 4”, 4.1/2”, 5”, 5.1/2”,
Gambar 2.4 Pengukuran ID Drill Pipe
Berat nominal, adalah berat rata-rata drill pipe per foot termasuk berat tool joint. Drill pipe grade E mempunyai berat nominal : 2.3/8” 6.65 lb/ft, 2.7/8” 10.40 lb/ft, 3.1/2” 13.3 lb/ft, 4” 14.00 lb/ft, 4.1/2” 16.60 Lb/ft, 5” 19.50 lb/ft, 5.1/2” 21.90 lb/ft.
Grade, menunjukkan kualitas baja sebagai bahan yang dibuat drill pipe. Minimum Yield Strength Grade D 55000 Psi, Grade E 75000 Psi,
Grade 95 (X) 95000 Psi, Grade 105(G) 105000 Psi, Grade 135(S) 135000 Psi.
46 - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN
Panjang , diukur dari shoulder box sampai shoulder pin. Range I antara 18 sampai 22 Feet
Range II antara 27 sampai 30 Feet Range III antara 38 sampai 45 Feet
Spesifikasi Drill Pipe dapat diidentifikasikan dari cap atau tanda yang terdapat di pangkal ulir tool joint pin, contoh : ZZ 6 70 N E, artinya ZZ nama perusahaan pembuat Tool Joint, bulan 6 th 1970 pasang lass pada body pipa, N nama perusahaan pembuat body pipa, Grade E
Gambar 2.5 Pengukuran OD Drill Pipe
Gambar 2.6 Pengukuran Ulir Drill Pipe Kode warna band
Tool joint and drill pipe classification Number and Color of Band
Premium Class Two white
Class 2 One yellow
Class 3 One orange
