TUGAS 4
TPM-353 Teknik Pengeboran I + Lab Selasa, 19 September 2023
Drilling Rig Components & Resume Bab 2
Nama : Rahmat Syah Alfathir Tatisina NIM : 202198020
Tugas : Teknik Pengeboran
JURUSAN TEKNIK GEOLOGI
PROGRAM STUDI TEKNIK PERMINYAKAN UNIVERSITAS PATTIMURA AMBON
2023
Drilling Rig components
• Crown Block : Blok yang terletak di atas derrick dan digunakan untuk menggerakkan traveling block dan hook
• Monkey Board : Platform kecil di atas derrick yang digunakan oleh operator untuk mengendalikan hook
• Travelling Block : Blok yang bergerak di sepanjang derrick dan digunakan untuk mengangkat dan menurunkan hook
• Hook : Alat yang digunakan untuk mengangkat dan menurunkan pipa bor
• Swivel : Alat yang digunakan untuk memutar pipa bor saat pengeboran
• Kelly : Alat yang terhubung ke swivel dan digunakan untuk menurunkan pipa bor ke dalam sumur minyak
• Weight Indicator : Alat yang digunakan untuk mengukur berat pipa bor yang digunakan saat pengeboran
• Rotary table : Meja yang terhubung ke kelly dan digunakan untuk memutar pipa bor selama pengeboran
• Derrick Floor : Lantai di bawah derrick yang berfungsi sebagai tempat kerja untuk operator
• Blowout Preventer : Alat yang digunakan untuk mencegah terjadinya ledakan pada sumur minyak
• Cellar : Lubang di bawah derrick yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan pipa bor
• Conductor : Pipa besar yang ditanam di dalam tanah dan berfungsi sebagai penyangga untuk pipa bor
• Drillpipe : Pipa bor yang digunakan untuk mengebor sumur minyak
• Drill Collar : Pipa bor yang lebih tebal dan berat dari drillpipe dan digunakan untuk memberikan berat pada pipa bor
• Drill Bit : Alat yang terpasang pada ujung pipa bor dan digunakan untuk mengebor tanah atau batuan
• Mud Flowline : Pipa yang digunakan untuk mengalirkan fluida pengeboran (mud) dari permukaan ke dalam sumur minyak
• Drawworks : Alat yang digunakan untuk mengontrol kecepatan penurunan dan pengangkatan pipa bor
• Shale Shakers : Alat yang digunakan untuk memisahkan material padat dari fluida pengeboran
• Drilling Line : Kabel yang digunakan untuk mengangkat dan menurunkan pipa bor
• Mud Pump : Alat yang digunakan untuk mengalirkan fluida pengeboran (mud) ke dalam sumur minyak
• Kelly Hose : Pipa fleksibel yang menghubungkan kelly dengan pompa lumpur
• Standpipe : Pipa vertikal yang terhubung ke pompa lumpur dan digunakan untuk mengalirkan fluida pengeboran (mud) ke dalam pipa bor
Resume Bab 2
“ Rig Components”
1. Pendahuluan
Sistem pada peralatan rig pengeboran peralatan ini dapat dikelompokkan menjadi enam sub-sistem. Sistem-sistem tersebut adalah : sistem tenaga, sistem pengangkat, sistem sirkulasi, sistem putar, sistem kontrol sumur dan sistem pemantauan sumur.
2. Power System
❖ Rig yang lebih tua menggunakan tenaga uap dan system transmisi mekanis, tetapi rig pengeboran modern menggunakan transmisi listrik karena memungkinkan pengebor untuk menyalurkan tenaga dengan lebih lancar, sehingga menghindari guncangan dan getaran.
❖ Mesin pengundian dan pompa lumpur adalah pengguna utama daya pada rig, meskipun mereka umumnya tidak bekerja pada waktu yang sama.
3. Sistem Pengangkatan
❖ Sistem hoisting adalah sistem katrol besar yang digunakan untuk menurunkan dan menaikkan peralatan ke dalam dan ke luar sumur.
❖ Secara khusus, sistem hoisting digunakan untuk menaikkan dan menurunkan drillstring dan casing ke dalam dan ke luar sumur.
❖ Hock, digunakan untuk menggantungkan tali bor. Satu set klem, yang dikenal sebagai elevator, yang digunakan ketika menjalankan, atau menarik, drillstring atau casing ke dalam atau ke luar lubang, juga terhubung ke travelling block.
❖ Fastline, ujung lain dari garis pengeboran dililitkan ke drawworks.
4. Sistem Sirkulasi
❖ System sirkulasi digunakan untuk mengalirkan cairan pengeboran ke bawah melalui drillstring dan ke atas anulus, membawa potongan yang dibor dari permukaan mata bor ke permukaan.
❖ Fungsi utama dari fluida pengeboran :
• Untuk membersihkan lubang stek yang dibuat oleh mata bor
• Untuk memberikan tekanan hidrostatik yang cukup untuk mencegah cairan formasi memasuki lubang bor.
❖ Drilling fluid (Mud) biasanya berupa campuran air, tanah liat, bahan pemberat (Barite) dan bahan kimia.
❖ Mud pits biasanya berupa serangkaian tangki baja besar, yang semuanya saling berhubungan dan dilengkapi dengan pengaduk untuk mempertahankan padatan, yang digunakan untuk menjaga kepadatan cairan pengeboran, dalam suspensi. Beberapa lubang digunakan untuk sirkulasi (misalnya lubang hisap) dan yang lainnya untuk mencampur dan menyimpan lumpur segar. Sebagian besar rig modern memiliki peralatan untuk menyimpan dan mencampur bahan tambahan curah (misalnya barit) serta bahan kimia (baik butiran maupun cairan). Pompa pencampur umumnya adalah pompa sentrifugal bertekanan rendah bervolume tinggi.
❖ Pompa jenis Positive displacement digunakan (piston bolak-balik) untuk mengalirkan volume tinggi dan tekanan tinggi yang diperlukan untuk mengalirkan lumpur melalui tali bor dan naik ke anulus. Ada dua jenis pompa perpindahan positif yang umum digunakan :
• Dupleks(2 silinder) - kerja ganda
• Tripleks (3 silinder) - kerja Tunggal
❖ Triplex pumps umumnya digunakan pada rig lepas pantai dan pompa dupleks pada rig darat.
❖ Keuntungan menggunakan pompa reciprocating positive displacement adalah pompa ini dapat digunakan untuk :
• Memompa cairan yang mengandung kandungan padatan tinggi
• Beroperasi pada berbagai macam tekanan dan laju aliran dan memang demikian adanya
• Dapat diandalkan
• Mudah dioperasikan, dan mudah dirawat.
❖ Debit aliran dan tekanan yang dihasilkan oleh pompa tergantung pada ukuran selongsong (liner) yang ditempatkan di dalam silinder pompa.
Liner pada dasarnya adalah tabung yang dapat diganti yang ditempatkan di dalam silinder untuk mengurangi lubang.
5. Sistem Rotasi
❖ System putar digunakan untuk memutar tali bor, pada mata bor, di dasar lubang bor. Sistem putar mencakup semua peralatan yang digunakan untuk mencapai rotasi mata bor.
❖ Pemutar diposisikan di bagian atas tali bor. Ini memiliki 3 fungsi :
• Menopang berat tali bor
• Memungkinkan senar berputar
• Memungkinkan lumpur dipompa saat tali berputar
❖ Kelly, adalah bagian pertama dari pipa di swivel. Kelly adalah bagian pertama dari pipa di swivel. Panjangnya biasanya sekitar 40', dan memiliki penampang heksagonal luar. Harus memiliki bentuk heksagonal (atau terkadang persegi) untuk mentransmisikan rotasi dari meja putar ke tali bor. Kelly memiliki sambungan ulir kanan pada ujung [pin] bawahnya, dan sambungan ulir kiri pada ujung [kotak] atasnya. Sepotong pipa pendek dan murah yang disebut kelly saver sub digunakan di antara kelly dan sambungan pertama pipa bor. Sub kelly saver mencegah keausan yang berlebihan pada ulir sambungan pada kelly, karena pembuatan dan pelepasan kelly secara terus menerus saat pengeboran.
❖ Kelly cocks, adalah katup yang dipasang di kedua ujung kelly untuk mengisolasi tekanan tinggi dan mencegah aliran balik dari sumur jika terjadi aliran masuk di dasar sumur Meja putar terletak di lantai bor dan dapat diputar searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Ini dikendalikan dari konsol pengebor. Meja putar ini memiliki ceruk persegi dan empat lubang tiang. Selongsong silinder besar, yang disebut master bushing, digunakan untuk melindungi meja putar.
5.1 Prosedur untuk menambahkan Pipa Bor saat Mengebor kedepan
❖ Ketika mengebor ke depan, bagian atas kelly pada akhirnya akan mencapai meja putar (ini dikenal sebagai kelly ke bawah). Pada titik ini, sambungan pipa baru harus ditambahkan ke dalam tali untuk mengebor lebih dalam.
❖ Urutan kejadian saat menambahkan sambungan pipa adalah sebagai berikut :
• Hentikan meja putar, angkat kelly hingga sambungan di bagian bawah sub kellysaver berada di atas meja putar, dan hentikan pemompaan.
• Atur slip pipa bor di meja putar untuk menopang berat tali bor, putuskan sambungan antara sub kelly saver dan sambungan pertama pipa, dan buka kelly
• Ayunkan kelly kesambungan pipa bor berikutnya yang disimpan di lubang tikus (bukaan melalui lantai di dekat meja putar).
• Tancapkan kelly ke dalam sambungan yang baru, kencangkan dan gunakan penjepit untuk mengencangkan sambungan.
• Angkat kelly dan sambungan baru dari lubang mouse dan ayunkan rakitan kembali ke meja putar.
• Tancapkan sambungan baru ke dalam sambungan di atas meja putar dan buatlah sambungannya.
• Ambil kelly, tarik slip dan jalankan di dalam lubang sampai busing kelly masuk ke meja putar.
• Mulai memompa, jalankan mata bor ke bawah dan putar dan bor ke depan. Prosedur ini harus diulang setiap 30 kaki saat pengeboran berlangsung.
5.2 Prosedur untuk Menarik Tali Bor dari Lubang
• Hentikan putaran, angkat kelly hingga sambungan di bagian bawah sub kellysaver berada di atas meja putar, dan hentikan pemompaan
• Atur slip pipa bor, keluarkan kelly dan pasang kembali kelly ke dalam lubang tikus (lubang lain di lantai rig yang menyimpan kelly dan dapat diputar saat tidak digunakan)
• Lepaskan swivel dari pengait (yaitu kelly, bushing kelly, swivel dan selang Kelly yang semuanya disimpan dalam rathole)
• Kaitkan elevator ke sambungan atas pipa bor, angkat pipa bor dan lepaskan slipnya. Tarik bagian atas pipa bor hingga bagian atas pipa bor berada di bagian atas derek dan sambungan kedua di bawah bagian atas pipa bor terbuka di meja putar. Penyangga (3 sambungan pipa) sekarang terbuka diatas meja putar
• Pekerja kasar menggunakan penjepit untuk melepaskan sambungan pada meja putar dan dengan hati-hati mengayunkan bagian bawah dudukan ke satu sisi. Dudukan harus ditumpuk secara teratur.
• Derrickman, pada papan monyet, meraih bagian atas dudukan, dan mengaturnya kembali di papan jari.
Ketika menjalankan pipa kedalam lubang, pada dasarnya prosedurnya sama saja secara terbalik.
5.3 Iron Roughneck
Pada beberapa rig, perangkat mekanis yang dikenal sebagai besi roughneck dapat digunakan untuk membuat dan melepaskan sambungan. Mesin ini berjalan di atas rel yang terpasang pada lantai rig, dan mudah disisihkan saat tidak digunakan. Mobilitasnya memungkinkannya untuk melakukan sambungan lubang tikus ketikarel diposisikan dengan benar. Perangkat ini terdiri dari spinning wrench dan torque wrench, yang keduanya dioperasikan secara hidrolik.
Keuntungan yang ditawarkan oleh perangkat ini termasuk torsi yang terkendali, kerusakan minimal pada ulir (sehingga meningkatkan masa pakai pipa bor) dan mengurangi kelelahan kru.
5.4 Sistem Drive Atas
Sistem penggerak atas terdiri dari power swivel, yang digerakkan oleh motor listrik dc 1000 hp. Power swivel ini terhubung ke travelling block dan kedua komponen berjalan di sepanjang jalur pemandu vertikal yang memanjang dari bawah blok mahkota hingga jarak 3 meter dari lantai rig. Motor listrik menghasilkan torsi lebih dari 25000 ft-lbs dan dapat beroperasi pada 300 rpm.
Power swivel dikendalikan dari jarak jauh dari konsol pengebor, dan dapat diatur mundur jika perlu agar operasi konvensional dapat dilakukan.
Sistem penggerak atas menggantikan fungsi meja putar dan memungkinkan tali bor diputar dari atas, menggunakan power swivel sebagai pengganti kelly dan meja putar. Power swivel menggantikan sistem putar konvensional, meskipun meja putar konvensional umumnya juga tersedia sebagai cadangan.
Keuntungan dari sistem ini adalah :
• Hal ini memungkinkan pipa sepanjang 90' yang lengkap untuk ditambahkan ke string daripada pipa tunggal 30' konvensional. Hal ini menghemat waktu rig arena 2 dari setiap 3 sambungan dihilangkan. Hal ini juga membuat operasicoring lebih efisien.
• Ketika tersandung keluar dari lubang, power swivel dapat dengan mudah ditancapkan ke dalam tali untuk memungkinkan sirkulasi dan rotasi tali ketika menarik keluar dari lubang, jika perlu (misalnya untuk mencegah pipa tersangkut.
• Saat tersandung ke dalam lubang, power swivel dapat dihubungkan untuk memungkinkan setiap jembatan dibor tanpa harus mengambil kelly
Prosedur untuk menambahkan dudukan, apabila menggunakan sistem top drive adalah sebagai berikut :
• Tahan tali bor agar tidak tergelincir, seperti pada sistem konvensional, dan hentikan sirkulasi.
• Lepaskan sambungan di bagian bawah sub daya.
• Buka kait elevator dan naikkan balok ke bagian atas derek.
• Tangkap dudukan berikutnya di lift, dan tancapkan power sub ke bagian atas dudukan.
• Buatlah sambungan atas dan bawah dudukan.
• Ambil tali, tarik slip, nyalakan pompa, dan bor ke depan.
Sistem top drive sekarang sangat banyak digunakan. Kerugian dari sistem top drive adalah :
• Peningkatan berat sisi atas pada rig
• Jalur kontrol listrik dan hidraulik harus dijalankan di dalam derek
• Ketika mengebor dari semi-submersible dalam kondisi naik-turun, tali bor bisa saja lepas saat sambungan ketika tali digantung di slip. Hal ini dapat diatasi dengan mengebor dengan dobel dan sub pengeboran yang dapat dipatahkan seperti Kelly. Namun metode ini akan mengurangi keuntungan penghematan waktu dari sistem penggerak atas.
6. Sistem Kontrol Sumur
Fungsi sistem kontrol sumur adalah untuk mencegah aliran cairan formasi yang tidak terkendali dari lubang sumur. Ketika mata bor memasuki formasi permeabel, tekanan dalam ruang pori formasi mungkin lebih besar daripada tekanan hidrostatik yang diberikan oleh mud colom. Jika demikian, cairan formasi akan masuk ke dalam lubang sumur dan mulai memindahkan lumpur dari lubang. Masuknya cairan formasi (minyak, gas, atau air) ke dalam lubang bor dikenal sebagai kick.
Sistem kontrol sumur dirancang untuk :
• Mendeteksi tendangan
• Mendekati sumur di permukaan
• Mengeluarkan cairan formasi yang telah mengalir ke dalam sumur
• Membuat sumur aman
Pengendalian sumur primer dicapai dengan memastikan bahwa tekanan lumpur hidrostatik cukup untuk mengatasi tekanan formasi. Tekanan hidrostatik dihitung dari :
P = 0,052 x MW x TVD Dimana :
• P = tekanan hidrostatik (psi)
• MW = berat lumpur (ppg)
• TVD = ketinggian vertikal kolom lumpur (ft)
Kontrol sumur sekunder dicapai dengan menggunakan katup untuk mencegah aliran fluida dari sumur sampai saat sumur dapat dibuat aman.
❖ Detecting a kick
❖ Closing the well
o BOP pada dasarnya adalah katup bertekanan tinggi yang menutup bagian atas sumur. Pada rig darat atau anjungan tetap, tumpukan BOP terletaktepat di bawah lantai rig. Pada rig terapung, tumpukan BOP dipasang di dasar laut. Dalam kedua kasus tersebut, katup dioperasikan secara hidraulik dari lantai Rig. Untuk menghentikan aliran cairan dari pipa bor, katup kelly cock dapat ditutup, atau BOP internal (pada dasarnya katup periksa satu arah yang mencegah aliran ke atas) dapat dipasang ke dalam tali bor.
❖ Circulating out a kick
o Untuk mengeluarkan cairan formasi yang sekarang terperangkap di dalam anulus, sistem sirkulasi tekanan tinggi digunakan. Manifold choke dengan choke yang dapat disesuaikan digunakan untuk mengontrol laju aliran selama sirkulasi. Pada dasarnya lumpur yang lebih berat harus dipompa ke bawah pipa bor untuk mengontrol tekanan formasi, dan cairan di dalam anulus disirkulasikan ke permukaan. Ketika kick mulai bergerak ke atas lubang, bukaan choke dibatasi untuk menahan tekanan balik yang cukup pada formasi untuk mencegah masuknya cairan lebih lanjut. Fluida disirkulasikan keluar melalui saluran choke, melalui manifold choke ke pemisah gas/lumpur dan flare stack.
7. Sistem Pemantauan Sumur
Keselamatan membutuhkan pemantauan terus-menerus terhadap proses pengeboran. Jika masalah pengeboran terdeteksi, tindakan perbaikan dini dapat diambil dengan cepat, sehingga menghindari
masalah besar. Driller harus menyadari bagaimana parameter pengeboran berubah (misalnya WOB, RPM, laju pompa, tekanan pompa, kandungan gas lumpur, dll.). Untuk alasan ini ada berbagai alat pengukur yang dipasang di konsol pengebor agar ia dapat membacanya dengan mudah.
Bantuan lain yang berguna dalam memantau sumur adalah
mudlogging. Mudlogger dengan hati-hati memeriksa potongan batu yang diambil dari shale shaker secara berkala. Dengan menghitung jeda waktu, deskripsi stek dapat dicocokkan dengan kedalaman dan karenanya log formasi yang sedang dibor dapat disusun. Log ini berguna bagi ahli geologi dalam menghubungkan sumur ini dengan orang lain di
sekitarnya. Mudlogger juga memantau gas yang ada dalam lumpur dengan menggunakan kromatografi gas.
