BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Minyak dan gas bumi merupakan salah satu sumber energi utama dunia yang dibentuk dari proses geologi yang sama. Sehingga, minyak dan gas bumi sering ditemukan pada lokasi yang bersamaan. Daerah yang kaya akan gas bumi disebut ladang gas (gas field) dan daerah yang kaya akan minyak bumi disebut ladang minyak (oil field). Eksplorasi lepas pantai minyak dan gas bumi sudah dilakukan sejak sekitar tahun 1940 dengan menggunakan struktur fixed jacket platform. Seiring dengan peningkatan kebutuhan manusia akan energi fosil ini, maka perkembangan teknologi sistem pengolahan minyak dan gas bumi juga semakin dikembangkan. Salah satu teknologi terbaru yang dikembangkan dalam industri minyak dan gas bumi adalah sistem struktur terapung berupa Floating Production, Storage, and Offloading (FPSO). Keunggulan sistem struktur terapung ini adalah dapat mencakup wilayah eksplorasi laut dalam dengan kedalaman perairan maksimal yang pernah dibangun mencapai 1345 meter. Pengolahan dengan menggunakan fixed jacket platform pada laut dalam akan membutuhkan dimesi struktur yang sangat besar akibat gaya lingkungan yang terjadi. Sistem struktur terapung ini hadir sebagai solusi dari keterbatasan fixed jacket platform dalam kegiatan eksplorasi laut dalam. Pada sistem struktur terapung ini hasil eksplorasi dari minyak dan gas bumi mengalami proses pengolahan awal di Central Processing Facility (CPF) untuk memisahkan minyak dan gas bumi dari kondensat. Setelah diolah minyak dan gas bumi kemudian disalurkan ke Floating Production, Storage, and Offloading (FPSO) untuk diolah lebih lanjut. FPSO juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara minyak dan gas bumi sebelum kemudian di offloading ke kapal tanker ataupun dialirkan melalui pipa ke daratan untuk diolah lebih lanjut. Minyak dan gas bumi akan disalurkan ke CPF dengan mengunakan pipa fleksibel (risers). Beban gelombang dan arus di lepas pantai dapat mengakibatkan CPF bergerak sehingga dapat menyebabkan tarikan pada risers yang dapat 1
2
mengakibatkan kerusakan pada sistem pengolahan di ladang gas yang berada bawah laut (subsea). Untuk mencegah hal tersebut digunakan sebuah struktur bawah laut (subsea) yang disebut Risers Support Structure (RSS) untuk meredam dan menahan gaya tarik tersebut. Risers Support Structure (RSS) berfungsi sebagai penyangga dari 25 pipa fleksibel (risers). RSS dipasang di dasar laut dengan kedalaman mudline mencapai 250,7 meter. Struktur yang kuat adalah struktur yang satu dan solid. Sebelum menjadi struktur yang satu dan solid, Riser Support Structure (RSS) dirakit/difabrikasi terlebih dahulu. Selama proses fabrikasi RSS mengalami berbagai macam kondisi pembebanan sehingga dibutuhkan perhitungan analisis struktur untuk menentukan tahapan dan metode fabrikasi yang aman untuk dilakukan. Oleh karena itu, dalam tugas akhir ini akan membahas mengenai analisis struktur RSS pada kondisi fabrikasi khususnya pada saat pengangkutan (transportation) di lapangan fabrikasi ataupun yang umum dikenal dengan analisis pada saat pengangkutan. Pengangkutan struktur dilakukan dengan menggunakan alat angkut berupa trailer atau yang disebut dengan Self-propelled Modular Transporter (SPMT). 1.2 Tujuan Tugas Akhir Tujuan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Menganalisis nilai kekakuan spring yang dihasilkan oleh Self-propelled Modular Transporter (SPMT) 2. Menganalisis nilai displacement maksimum yang diijinkan selama proses pengangkutan. 3. Menganalisis pengaruh spring terhadap respon struktur 4. Menganalisis respon struktur pada kondisi setelah terpasang di lokasi pengeboran (inplace) terhadap beban lingkungan dan beban akibat tarikan pipa gas (risers dan umbilicals) 5. Meninjau pola displacement struktur akibat beban gelombang yang merupakan beban siklik.
3
1.3 Batasan Masalah Struktur bangunan lepas pantai (offshore) merupakan struktur yang kompleks dalam input data dan analisisnya. Oleh karena itu, dalam tugas akhir ini diberikan batasan-batasan sebagai berikut: 1. Detail sambungan, eksentrisitas, dan tampang non-prismatis tidak dimodelkan dalam tugas akhir ini. 2. Bentuk fisik dari komponen pelengkap (appurtenance) seperti anode, padeye, dan konduktor tidak dimodelkan karena keterbatasan software, sehingga hanya dimodelkan sebagai beban titik pada elemen frame struktur. 3. Spring yang dimodelkan merupakan representasi dari silinder hidraulik dan roda SPMT, sementara perilaku elastis tanah diabaikan. 4. Kapasitas dukung tanah lintasan SPMT diasumsikan cukup kuat menahan tegangan kontak roda selama proses pengangkutan. 1.4
Manfaat Tugas Akhir Manfaat dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Dapat mengenal struktur lepas pantai, khususnya sistem pengolahan terapung. 2. Dapat mengetahui proses yang dialami struktur lepas pantai selama tahap fabrikasi dan inplace. 3. Dapat mengetahui distribusi tekanan hidraulik pada Self-propelled Modular Transporter (SPMT). 4. Dapat membandingkan nilai redaman struktur yang diberikan oleh SPMT. 5. Menghasilkan prosedur pengangkutan yang dapat diaplikasikan di lapangan fabrikasi perusahaan konstruksi. 6. Dapat mengetahui perbedaan respon struktur (gaya dalam, tegangan, defleksi, reaksi tumpuan, dan stress ratio) akibat redaman dari silinder
4
hidraulik dengan analisis konvensional yang hanya memodelkan SMPT berupa tumpuan sendi. 7. Dapat mengetahui respon struktur terhadap beban pada saat fabrikasi dan setelah terpasang (inplace). 1.5
Keaslian Tugas Akhir Analisis maupun perancangan bangunan lepas pantai sudah beberapa kali
dilakukan oleh peneliti terdahulu. Berikut gambaran mengenai analisis dan perancangan yang pernah dilakukan: 1. Ferdian (2013). Pengaruh “Fluid-Structure Interaction” Pada Respon Dinamik Struktur Platform Lepas Pantai. Pada tugas akhir ini, analisis yang dilakukan merupakan lanjutan dari Penelitan yang telah dilakukan oleh Samudero (2008). Analisis difokuskan kepada respon dinamik struktur akibat pengaruh redaman air laut. 2. Sari (2011). Analisis Respon Struktur Module Support Frame (MSF) Marlin B ESSO KTT Gas 2 Akibat Pembebanan Statik Struktur pada kondisi in-place Menggunakan SAP2000. Analisis pada tugas akhir berupa analisis statik dengan memperhitungkan pengaruh beban operasional dan angin. 3. Simatupang (2011). Analisis dan Perancangan Fixed Four Legged Steel Structure Jacket Menggunakan Program SAP 2000 Versi 14. Pada tugas akhir ini dilakukan analisis yang meliputi analisis statik dan dinamik. 4. Ariefian (2009), Analisa Pergerakan Dinamis Bangunan Lepas Pantai Jenis Tension Leg Platforms dengan Pendekatan Decouple Frequency Domain. Tugas akhir ini menganalisis tentang gerakan dinamis Tension Leg Platfroms. 5. Samudero (2008), Offshore Platform Reappraisal By Using SAP 2000 V.11 Software; Static, Seismic, and Fatigue Analyses. Pada tugas akhir ini, dilakukan analisis statik, seismik, dan fatigue struktur fixed jacket
5
platform empat (4) kaki. Analisis dilakukan secara terpisah untuk bagian atas (topside) dan bagian bawah (jacket). 6. Widyatmoko (2002), Analisis dan Perancangan Anjungan Lepas Pantai Model Fixed Jacket Type dengan Pembebanan Dinamis. Dalam tugas akhir ini dilakukan analisis dinamik struktur jacket. Metode yang digunakan adalah metode time history baik untuk gelombang, angin, maupun gempa. 7. Supriyono (2002), Analisis dan Perancangan Anjungan Lepas Pantai Fixed Jacket-Type Steel Structure dengan Pembebanan Statik. Tinjauan yang dilakukan adalah analisis statik struktur jacket platform. Selain itu, analisis seismik juga dilakukan dengan menggunakan metode statik ekuivalen.
Secara umum tugas akhir yang pernah dilakukan hanya membahas mengenai analisis struktur pada kondisi terpasang di laut dan mengabaikan beban yang diterima struktur pada saat fabrikasi. Untuk itu, dalam tugas akhir “Analisis Inplace dan Transportasi pada Struktur Penyangga Pipa Gas Bawah Laut” ini penulis melakukan analisis dengan mempertimbangkan pembebanan pada saat fabrikasi khususnya pada saat pengangkutan di lapangan fabrikasi. Data yang digunakan dalam tugas akhir ini diperoleh pada saat penulis melaksanakan Magang di PT. McDermott Indonesia, Batam, Indonesia.
