Tugas Akhir
(MO 091336)
KAJIAN BUOYANCY TANK UNTUK STABILITAS
FIXED OFFSHORE STRUCTURE SAAT KONDISI
PONDASI PILE MENURUN
Muflih Mustabiqul Khoir 4308100046
Dosen Pembimbing
Ir. Wisnu Wardana, SE., M.Sc., Ph.D Dr. Eng. Rudi Walujo Prastianto, ST., MT.
Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Tekologi Sepuluh Nopember Surabaya
Herdanto Praja Utama
Mahasiswa angkatan 2008 Judul Tugas Akhir :
Kajian Bouyancy Tank untuk
Stabilitas Fixed Offshore Structure Tipe Tripod Platform Saat Kondisi Pile Menurun
Banyak persyaratan dan kriteria yang harus
dipenuhi untuk sebuah instalasi struktur lepas
pantai terpancang.
Pada saat operasi suatu platform, pile perlu
dipertimbangkan
kinerjanya
karena
mempunyai fungsi yang fital.
Adanya deck extension, penambahan alat, dll
yang dapat menyebabkan pile menurun
kinerjanya.
Data yang digunakan adalah Gajah Baru
Wellhead Platform milik Premier Oil Natuna
Gajah Baru Wellhead Platform merupakan
struktur anjungan lepas pantai tipe jacket
dengan struktur empat kaki dan terdiri dari
empat deck yang digunakan untuk fasilitas
produksi gas dan minyak.
Platform ini berlokasi di Blok Natuna A,
Indonesia.
koordinat sebagai berikut :
Bagaimana penempatan dan ukuran
bouyancy tank yang optimal untuk struktur
terpancang kaki empat (fixed offshore
structure four legs) yang di-skenario-kan?
Bagaimana tegangan yang terjadi pada
Mengetahui penempatan dan ukuran
bouyancy tank yang optimal untuk struktur
terpancang kaki empat.
Mengetahui tegangan yang terjadi pada
Dari analisa yang dilakukan, mahasiswa dapat
mengetahui
bagaimana
penempatan
dan
ukuran bouyancy tank yang optimal bilamana
terdapat pile yang kinerjanya menurun,
mengetahui
pengaruh
dari
penambahan
bouyancy tank pada struktur terpancang kaki
empat sehingga dapat mengurangi bahaya
keruntuhan yang terjadi pada struktur, dan
mengetahui tegangan yang terjadi pada
sambungan bouyancy tank.
Fixed offshore structure yang akan dianalisis yaitu Gajah Baru
Wellhead Platform milik Premier Oil Natuna Laut B.V.
Standart code yang digunakan API RP 2A WSD (American Petroleum
Institute Recommended Practice 2A Working Stress Design) dan AISC (American Institute of Steel Construction)
Pemodelan struktur dibantu dengan software SACS 5.2 Struktur yang dimodelkan hanya jacket leg.
Pengikat sambungan seperti mur dan baut tidak dimodelkan dan
dianggap kuat
Analisa tegangan pada sambungan bouyancy tank dibantu software
Ansys 12.
Data yang digunakan sesuai dengan data yang diberikan
perusahaan.
Kondisi yang dianalisa yaitu kondisi statis saat operasi.
Bouyancy tank dimodelkan dalam bentuk tubular non flooded pada
Kecepatan Angin
Beban Gelombang
Tinggi gelombang maksimum (Hmax), (data GBWP) :
Kondisi operasi : 6.68 m
Kondisi badai : 10 m
Periode gelombang maksimum (Tmax), (data GBWP) :
Kondisi operasi : 9,65 detik.
Kondisi badai : 10,5 detik
Duration 1 Year Return (m/s) 100 Year Return (m/s) 3 sec 16.98 23.10 1 min 15.42 20.82 1 jam 13.29 17.65
Kecepatan Arus
Height above seabed (m) 1 Year Return (m/sec) 100 Year Return (m/sec)
80.3 0.86 1.03
40.15 0.60 0.70
0 0.60 0.70
Kondisi Operasi Kondisi Ekstrim Max (m) Max (m) Water Depth at LAT 80.3 80.3 Highest Astronomic Tide (HAT) 3.11 3.11
Surge Level 0.54 0.84
Reservoir Compaction 0 0
Scouring 0.9 0.9
Depth Tolerance 0.50 0.50 Inplace Design Water Depth 85.35 85.65
Batter 1 : 7 dan 1 : 10 B1 B2 A1 A2 B1 B2 A2 A1 A2 B2
Elevasi + 6.67 m
Elevasi -10.9 m
Elevasi – 29.293 m
Elevasi -51.239 m
Load Case 1 : Self weight, top side dan skenario load
Load Case 2 : Wave, current, and wind load 0 deg
Load Case 3 : Wave, current, and wind load 45 deg
Load Case 4 : Wave, current, and wind load 90 deg
Load Case 5 : Wave, current, and wind load 135 deg
Load Case 6 : Wave, current, and wind load 180 deg
Load Case 7 : Wave, current, and wind load 225 deg
Load Case 8 : Wave, current, and wind load 270 deg
1. Memodelkan struktur kemudian melakukan inplace analysis dengan mengasumsikan topside sebagai beban joint pada working point.
2. Men-skenario-kan platform dengan memberikan beban lebih pada joint 601L dan 681L sebesar 30 ton tiap joint atau total 60 ton, kemudian dilakukan reinplace analysis.
3. Memberikan buoyancy tank pada kaki jacket dan kemudian melakukan reinplace analysis.
Boyancy tank model
Pemodelan buoyancy tank vertikal
Pemodelan buoyancy tank horizontal
Load Case PL1 101L PL2 119L PL3 199L PL4 181L Axial load (Ton) UC Axial load (Ton) UC Axial load (Ton) UC Axial load (Ton) UC 1 -491.06 0.401 -484.25 0.347 -208.29 0.214 -201.00 0.181 2 -362.79 0.324 -596.99 0.491 -332.57 0.317 -63.04 0.148 3 -314.16 0.248 -474.16 0.383 -373.45 0.297 -195.25 0.193 4 -355.88 0.272 -352.97 0.277 -327.95 0.271 -320.75 0.257 5 -477.30 0.367 -309.59 0.270 -202.93 0.181 -367.21 0.310 6 -602.17 0.489 -354.54 0.342 -71.56 0.151 -327.15 0.305 7 -644.60 0.552 -480.06 0.448 -31.07 0.173 -198.34 0.238 8 -605.45 0.543 -595.58 0.529 -79.66 0.226 -73.09 0.184 9 -489.87 0.448 -636.42 0.529 -204.14 0.280 -23.60 0.145
Load Case PL1 101L PL2 119L PL3 199L PL4 181L Axial load (Ton) UC Axial load (Ton) UC Axial load (Ton) UC Axial load (Ton) UC 1 -518.53 0.422 -500.02 0.388 -210.35 0.217 -214.89 0.193 2 -390.85 0.348 -612.21 0.505 -335.23 0.321 -76.32 0.159 3 -342.20 0.270 -489.34 0.397 -376.11 0.299 -208.58 0.203 4 -383.62 0.290 -368.44 0.290 -330.29 0.272 -334.38 0.264 5 -504.58 0.386 -325.53 0.280 -204.84 0.183 -381.30 0.318 6 -629.22 0.508 -370.71 0.352 -73.23 0.153 -341.12 0.313 7 -671.78 0.572 -496.14 0.459 -32.82 0.176 -212.52 0.249 8 -632.82 0.565 -611.48 0.541 -81.60 0.229 -87.06 0.196 9 -517.51 0.471 -652.07 0.542 -206.36 0.284 -37.29 0.158
Bila ditinjau secara lebih detail, model horizontal terlihat lebih stabil
untuk memberikan gaya angkat untuk semua kondisi load case. Model horizontal ini lebih baik karena luas permukaan lift force yang lebih besar daripada model vertikal. Model horizontal pada variasi kedalaman dapat diketahui bahwa pemasangan buoyancy tank semakin dalam semakin
berkurang gaya angkat yang dihasilkan. Hal ini dikarenakan berat struktur buoyancy tank itu sendiri yang semakin berat. Pada kedalaman 10.9 m tebal plat yang dipakai yaitu 2.1 cm, sedangkan pada kedalaman 51.239 m tebal plat yang dipakai yaitu 2.8 cm.
Pada model vertikal diketahui tidak stabil pada beberapa load case. Hal
ini dimungkinkan karena model yang memanjang sepanjang kaki jacket sehingga terkena beban arus lebih besar daripada model horizontal.
Untuk skenario seperti dalam penelitian ini model horizontal pada
kedalaman 10.9 m yang paling efektif untuk memberikan gaya angkat yang direncanakan sebesar 60 ton.
• Melakukan analisa tegangan pada sambungan bouyancy tank dibantu dengan software Ansys 12.
• Tegangan minimum 3.79 x 10-6 MPa
• Tegangan minimum 0.965 x 10-6 MPa
1. Penempatan yang optimal buoyancy tank untuk fixed
offshore structure kaki empat yaitu pada kedalaman
10.9 m dengan model horizontal. Ukuran buoyancy tank yaitu diameter 2.18 m, tebal 2.1 cm, dan panjang 16.04 m.
2. Tegangan yang terjadi pada sambungan klem model vertikal dengan analisa distribusi tegangan lokal didapatkan tegangan lokal minimum sebesar 3.79 x
10-6 MPa dan tegangan lokal maksimum sebesar 18.9
MPa. Sedangkan untuk sambungan klem model
horizontal didapatkan distribusi tegangan lokal
minimum sebesar 0.965 x 10-6 MPa dan tegangan
1. Penelitian ini dapat dilanjutkan dengan analisa
dinamis dan memberikan model yang lebih komplek serta mencakup aspek kelelahan.
2. Penelitian ini dapat dilengkapi dengan keandalan dan analisa resiko dari pemasangan buoyancy tank pada struktur kaki jacket.
American Institute of Steel Construction (AISC S326, ASD).Manual of Steel
Construction. Allowable Stress Design. 9th Edition.
American Petroleum Institute. 2000. Recommended Practice For Planning
and Constructing Fixed Offshore Platform-Working Stress Design.
API Recommended Practice 2A (RP 2A) WSD. Washington.
Barltrop, N. D. P. 1988.Floating Structures: a guide for design analysis Volume One. Ledbury. England: The Centre for Marine and Petroleum Technology.
Chakrabarti, S.K. 1987.Hydrodynamics of Offshore Structures.
Computational Mechanics Publications Southampton. Boston. USA.
Febrianita, Ayu. 2011. Analisa Ultimate Strengt Fixed Platform Pasca
Subsidence. Jurnal Tugas Akhir. ITS. Surabaya
Murdjito. 2003. Conceptual Design and Offshore Structure. Kursus Singkat
Offshore Struktur Design and Modelling. Ocean Engineering
TrainingCenter. Surabaya
Utama, Herdanto. 2012. Kajian Bouyancy Tank untuk Stabilitas Fixed
Offshore Structure Tipe Tripod Platform Saat Kondisi Pondasi Pile Menurun. Jurnal Tugas Akhir. ITS. Surabaya
