TUGAS 2 PERALATAN PEMBORAN DAN PRODUKSI
Fungsi dari Hoisting System adalah untuk menyediakan fasilitas untuk mengangkat,menahan dan menurunkan drillstring,casing string dan perlengkapan bawah permukaan lainnya dari dalam sumur atau ke luar sumur.
Dua jenis kegiatan rutin yang sering menggunakan peralatan hoisting system pada saat operasi pemboran adalah :
1. Melaksanakan penyambungan rangkaian string (making connection).
Melakukan penyambungan berhubungan dengan proses penambahan sambungan baru pada drillpipe untuk penembusan yang semakin dalam.
2. Melaksanakan trip (making trip)
Melakukan trip berhubungan denan proses pencabutan drillstring dari lubang bor untuk mengganti kombinasi dari peralatan bawah permukaan (Bottom Hole Assembly) dan kemudian menurunkan kembali ke dalam sumur pemboran. Trip biasanya dilakukan untuk mengganti bit yang sudah mulai tumpul.
Fungsi dari derrick ada;ah untuk menyedeiakan ruang ketinggian vertical yang diperlukan untuk mengangkat pipa dari atau menurunkan ke sumur. Semakin tinggi ketinggian , semakin panjang rangkaian pipa yang dapat ditangani, sehingga semakin cepat pipa yang panjang dapat dimasukan atau dikeluarkan dari lubang bor. Panjang pipa yang umum digunakan adalah berkisar antara 27 ft dan 30 ft . Kemampuan derrick untuk menangani suatu panjang rangkaian pipa disebut dengan Stand, yang tersusun dari dua,tiga atau empat sambungan drillpipe yang sering disebut dengan kemampuan menarik doubles,thribbles atau fourbles.
Derick dan Substructure harus mampu menahan beban yang diberikan oleh berat pipa pada block ditambah sebagian dari drillpipe yang disandarkan pada derrick. Bila rangkaian casing yang berat dipasang, kemungkinan diperlukan untuk menyingkirkan beberapa drillpipe agar kapasitas pembebanan pada derrick sesuai dengan kemampuannya.
Untuk menyediakan ruang kerja di bawah lantai rig untuk pressure control valve yang disebut dengan blowout preventer, lantai rig biasanya lebih tinggi dari permukaan tanah dengan menempatkan substructure. Substructure harus mendukung tidak hanya beban rig tetapi juga beban dari semua peralatan yang ada di atas lantai rig. API Bull D10 menyarankan kekuatan substructure dalam menyokong beban tergantung pada :
1. Beban pipa maksimum yang dapat diturunan dan ditarik oleh rig.
2. Berat maksimum pipa yang dapat digantung pada rotary table (terlepas dari beban penurunan dan penarikan pipa)
3. Beban sudut ( corner load), maksimum beban yang dapat didukung oleh masing – masing sudut dari substructure.
Istilah-istilah di rig floor :
a. Drawwork : Mekanisme hoisting system pada rotary drilling rig.
b. Driller Console : Panel pusat instrumentasi dari rotary drilling rig. Panel ini digunakan untuk mengontrol proses yang terjadi dalam setiap subbagian utama.
c. Make of Rig out Tong : Peralatan yang berupa kunci besar yang dipakai untuk memutar bagian-bagian drill pipe, drill collar, dan casing, dan untuk menyambung dan melepas bagian- bagian drill string.
d. Mouse Hole : Lubang berselubung di samping rotary table di lantai rig untuk meletakan drill pipe, untuk disambungkan ke kelly dan drill steam.
e. Rat Hole : Lubang berselubung di samping derrick atau mast di rig floor untuk meletakan kelly pada saat triping in maupun tripping out.
f. Dog House : Ruangan kecil yang digunakan sebagai pos driller dan untuk menyimpan alat-alat kecil lainnya,
g. Pipe Ramp ( V Ramp) : Lereng miring di sisi atas substructure dimana pipa diletakan sebeum diangkat ke rig floor.
h. Catwalk : Jembatan diantara pipe rack di dasar pipe ram di samping rig dimana diletakan sebelum ke pipe ram.
A.3 Block dan Tackle
Block dan Tackle terdiri dari :
1. Crown Block : Katrol-katrol yang diam terletak di atas mast atau derrick.
2. Traveling Block : Katrol-katrol yang bergerak tempat melilitkan drilling line. Hal ini memungkinkan traveling block bergerak naik dan turun sambil tergantung di bawah crown block dan di atas rig floor.
4. Hook : Peralatan berbentuk kait yang besar yang terletak di bawah traveling block untuk menggantungkan swivel dan drill steam selama proses pemboran berlangsung.
5. Elevator : Suatu penjepit yang sangat kuat yang memegang drill pipe dan drill collar bagian demi bagian sehingga dapat dimasukkan dan dikeluarkan dari dan ke lubang bor. Elevator ini digantung oleh elevator link yang dikaitkan pada bagian pinggir dari traveling block atau hook.
Ada dua tipe dari elevator,yaitu :
A.4 Drawwork
Drawwork adalah suatu peralatan mekanik yang merupakan otak dari derrick. Fungsi dari drawwork yaitu :
1. Merupakan pusat pengontrol bagi driller yang menjalankan operasi pemboran. 2. Merupakan rumah dari gulungan drilling line.
3. Meneruskan daya dari prime mover ke drill string
Drawwork menyediakan daya untuk mengangkat dan menurunkan beban yang berat. Bagian utama dari drawwork adalah :
a. Main mechanical brake
Suatu peralatan yang paling penting dari Hoisting System. Alat ini mempunyai kemampuan untuk membuat seluruh beban kerja betul-betul berhenti, seperti pada saat tripping ataupun menurunkan casing. Bila beban berat diturunkan, maka main brake secara hidrolik atau elektronik akan membantu meredam sejumlah besar energi yang timbul akibat massa yang dimiliki oleh travelling block, hook, drill pipe, drill collar atau casing.
b. Auxiliary Brake
Suatu peralatan hodrilis yang membantu meringankan tugas Mechanical brake. Alat ini idak dapat memberhentukan proses pemboran seluruhnya.
3. Transmisi
4. Cat Head : Merupakan sub bagian dari drawwork yang terdiri dari L a. Drum atau make-up cat head
b. Break out cat-head. B. ROTATING SYSTEM
Rotary system termasuk semua peralatan yang digunakan untuk mentransmisikan putaran meja putar ke bit.Bagian utama dari rotary system antara lain sebaga berikut :
1. Swivel
Swivel berfungsi sebagai penahan beban drillstring dan bagian statis yang membertikan drill string berputar. Swivel merupakan titik penghubung antara circulating system dengan rotating system. Disamping itu juga sebagai penutup fluida dan menahan putaran selama diberikan tekanan.
2. Kelly
Kelly mempunyai ukuran standart yaitu panjang 40 ft dengan bagian penggeraknya 37 ft. Namun ada pula Kelly dengan panjang 54 ft.
3. Rotary Drive
Peralatan yang berfungsi untuk memutar dan dipakai untuk menggantung drill string yang memutar bit di dasar sumur. Kelly bushing dan rotary bushing berfungsi untuk memutar kellu. Rotary Bushing digerakan oleh prime mover lewat tenaga gabungan atau motor elektrik sedangkan kelly bushing didudukan di dalam rotary bushing dan ditahan oleh empat penjepit. Diameter dari kelly bushing berbentuk empat persegi atau hexagonal tergantung dengan kelly.
5. Drill Pipe
Pipa baja yang digantung di bawah kelly. Drill pipe di pasang pada bagian atas dan tengah drill steam.
6. Heavy Weight Drill Pipe
Mempunyai dinding yang tebal dengan berat 2-3 kali lebih besar dari drill pipe standart. Kegunaan penggunaan heavyweight drill pipe adalah sebagai berikut :
a. Mengurangi kerusakan pipa dengan adanya zona transisi b. Menguangi penggunaan drill collar
7. Drill Collar
Pipa baja penyambung berdinding tebal yang terletak di bagian bawah drill stem di atas bit. Fungsi utamanya adalah untuk menambah beban yang terpusat pada bit.
8. Bit
Merupakan ujung dari drill string yang menyentuh formasi, diputar dan diberi beban untuk menghancurkan serta menembus formasi.
C. CIRCULATING SYSTEM
Fungsi utama dari sistem sirkulasi adalah mengangkat serpihan cutting dari dasar sumur ke permukaan. Fluida pemboran pada umumnya berupa suspensi dari clay dan material lainnya dalam air yang sering disebut dengan fluida pemboran.
Aliran dari fluida pemboran melewati : 1. Dari steel tank ke mud pump
2. Dari mud pump ke high pressure surface connection dan ke drillstring 3. Dari drillstring ke bit
4. Dari nozzle bit ke atas ke annulus lubang dengan drillstring sampai ke permukaan. 5. Masuk ke contaminant-removal equiptment dan kembali ke suction tank.
a. Mud Pump
Befungsi untuk memompa fluida pemboran dengan tekanan tinggi. Ada dua macam mud pump yaitu : Duplex dan Triplex, perbedaan utamanya adalah dalam jumlah torak dan cara kerjanya.
b. Mud Pits
Merupakan suatu kolam tempat lumpur sebelum disirkulasikan. Sistem pit dan susunan dari peralatan yang menangani lumpur di atas pit dirancang atas pertimbangan drilling engineer. c. Mud mixing equipment
Suatu peralatan yang berfungsi untuk mencampurkan bahan-bahan atau material pada lumpur dengan menggunakan mixing hopper.
Mixing Hopper : Peralatan berbentuk corong yang dipakai untuk menambahkan bahan bahan padat ke dalam fluida pemboran saat treatment di dalam mud pit.
d. Contaminant Removal
Suatu peralatan yang berfungsi untuk membersihkan fluida pemboran yang keluar dari lubang sumur setelah disirkulasikan, terdiri dari
- Mud Gas Separator, berfungsi untuk memisahkan gas gas dari fluida pemboran
- Degasser, berfungsi untuk memisahkan gas gas dari fluida pemboran secara terus menerus.
- Desander, berfungsi untuk memisahkan pasir dari fluida pemboran.
- Desilter, berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel yang ukurannya lebih kecil dari pasir.
D. BLOWOUT PREVENTION SYSTEM
Blowout Preventer (BOP) system digunakan untuk mencegah aliran fluida formasi yang terkendali dari dalam lubang bor. Saat bit menembus zona permeable dengan tekanan fluida melebihi tekanan hidrostatik normal, maka fluida formasi akan menggantikan fluida pemboran. Masuknya fluida formasi ke dalam lubang bor sering disebut dengan kick.
Berdasarkan tempat berfungsinya alat BOP terdiri atas : 1. Annular Blowout preventer terdiri atas
a. Annular (Spherical preventer)
2. Drillpipe Blowout Preventer terdiri dari : a. Kelly dan kelly cock
b. Automatic Valve c. Manual Valve
D.1 Annular Blowout Preventer D.1.1 Annular Preventer
Annular BOP didesain untuk menutup di sekeliling lubang sumur dengan berbagai jenis ukuran dan bentuk peralatan yang sedang diturunkan ke dalam lubang bor. Sehingga annular BOP ini dapat menutup annulus disekitar drillpipe, drillcollar, dan casing. Juga dapat mengisolasi sumur dalam kondisi open hole.
Annular preventer berupa master valve yang umumnya ditutup pertama kali bila sumur mengalami well kick,karena kefleksibelan karet penutup untuk mengisolasi lubang bor.
D.1.2 Ram Preventer
Ram preventer dapat dibagi menjadi empat tipe ram : a. Pipe Rams
Didesain untuk menutup annulus di sekeliling peralatan- peralatan yang berupa drillpipe, tubing , atau casing. Penutup ini berupa dua block ram baja yang berbentuk semicircular, yang dilengkapi dengan dua pasang karet isolasi. Ram ini dapat menutup di sekeliling drillpipe, tubing, drillcollar, kelly , atau casing tergantung dari ukuran rams yang dipilih. b. Variable bore Ram (VBR)
c. Blind Ram
Blind Ram terlihat hampir mirip dengan pipe ram, kecuali packer diganti dengan packer tanpa cutouts (lengkungan pipa). Ram ini didesain untuk menutup dan mengisolasi lubang bor yang tanpa drillstring atau casing.
d. Shear Ram
Shear ram adalah blind ram yang dapat memotong pipa dan mengisolasi lubang dalam kondisi open hole. Hampir sebagian besar shear rams memerlukan 3000 psi untuk memotong pipa.
D.1.3 Drilling Spools
Apabila elemen-elemen BOP dipasang tanpa line-line untuk jalannya lumpur, maka perlu dipasang suatu drilling spools yang ditempatkan dalam susunan BOP, dimana line-line jalannya lumpur (choke dan kill line) menjadi satu.
D.1.4 Casing Head
Casing Head merupakan tumpuan dari semua susunan BOP dan biasanya merupakan komponen utama yang dipasang. Casing Head dapat dilengkapi dengan flens yang dilas atau susunan penahan yang hanya dibaut saja.
D.1.5 Diverter Bags
Dalam kasus kasus tertentu, prosedur untuk mengontrol sumur menghendaki agar kick tidak ditutup, tetapi dikeluarkan dan dikontrol dari jauh. Prosedur pengalihan blowout di sini tidak membutuhkan suatu susunan blowout preventer yang lengkap, sebagai gantinya digunakan diverter bags yang relatif mengurangi tekanan kerja peralatan.
D.1.6 Rotating Head
Fungsi utama dari suatu annular preventer adalah sebagai penlengkap kontrol tekanan yang membolehkan pipa untuk bergerak . Adakalanya suatu peralatan membutuhkan sejumlah besar pipa yang bergerak secara flexibel pada tekanan yang rendah, yaitu dengan digunakannya rotating head.
Rotating Head digunakan untuk :
a. Pemboran yang menggunakan udara atau gas b. Mengontrol tekanan pemboran.
c. Melakukan sirkulasi balik dengan tekanan sumur sampai 2000 psi dan kecepatan berputar sampai 150 rpm.
D.2 Drillpipe Blowout Preventer
Pencegahan blowout melaluo drillpipe merupakan salah satu cara pengontrolan sumur yang sangat penting. Bila suatu kick terjadi, biasanya ada fluida yang masuk ke annulus dan bercampur dengan aliran fluida pemboran selama sirkulasi pemboran yang normal. Bagaimanapun fluida kick akan masuk ke dalam drillpipe, sehingga tekanan di dalam drillpipe akan lebih rendah dibandingkan jika terjadi kick.
D.2.1 Kelly dan Kelly Cock
Kelly Cock, yang rate tekanannya sesuai dengan drillstring dan mampu menahan beban hook yang diperlukan oleh peralatan hoisting.
D.2.2 Automatic Valves
Suatu penutup otomatis atau float valve di dalam drillstring umumnya dapat melewatkan fluida bergerak dari atas ke bawah dan tidak sebaliknya.Valve tersebut dapat berbentuk sayap, per yang dibebani bola atau berbentuk anak panah dan dapat dipasang secara permanen atau tidak.
E. POWER SYSTEM
Power system merupakan sumber tenaga untuk menggerakan semua sistem di atas dan juga untuk suplai listrik. Sebagai sumber tenaga, biasanya digunakan mesin diesel berkapasitas besar.
Bagian-bagian Power System :
1. Prime Mover, merupakan motor utama yang mencatu tenaga ke komplek pemboran. 2. System Transmisi, merupakan tenaga yang dibangkitkan dengan prime mover harus disalurkan ke bagian-bagian utama dari sistem pemboran rotary drilling.
Transmisi tenaga ini dilakukan melalui sistem-sistem penggerak : a. Sistem-sistem penggerak mekanik
Sistem penggerak mekanik memiliki gear-gear, rantai dan belt untuk mentransmisikan tenaga dari mesin- mesin ke peralatan operasi seperti drawork dan pompa-pompa. Putaran dari mesin akan menurun kecepatannya setelah melewati gear dan akan memberikan keuntungan mekanik bagi mesin. Efisiensi bagi sistem penggerak mekanik berkisar 0.75 sampai 0.85 Kelemahan dari sistem tenaga mekanik adalah
1. Beban shock ke mesin
2. Tidak mampu menghasilkan putaran yang tinggi pada mesin yang mempunyai Rpm yang rendah, sehingga akan meningkatkan beban kontinu mesin yang akibatnya membuat mesin cepat rusak.
3. Kesulitan dalam membuat perputaran keluar yang lambat terutama dalam pengaturan kecepatan mesin dan gear.
4. Power Loss pada gear-gear dan rantai-rantai. b. Sistem sistem penggerak elektrik
F. TOP DRIVE
Top Drive merupakan peralata mekanik pada Rig Pemboran yang bekerja searah jarum jam untuk memutar drillstring dalam pembuatan lubang sumur. Top Drive memiliki fungsi yang sama dengan Rotary Table yaitu untuk memutar Drill string. Top Drive terletak pada swivel dan bergerak secara vertikal dari atas ke bawah pada derrick.
