1
PENULIS
i
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas rahmat dan karunianya penulis dapat menyelesaikan Buku ini tepat pada waktunya, walaupun ada beberapa hambatan. Buku ini ditulis untuk digunakan oleh siswa SMK sesuai dengan jurusannya agar dapat memahami dan lebih mendalami permasalahan-permasalahan materi yang dibahas pada buku ini yang pada akhirnya akan dapat meningkatkan kompetensi siswa. Ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada semua pihak baik secara kelembagaan maupun perseorangan yang telah membantu dalam penyelesaian penulisan Buku ini, semoga semua bantuannya mendapat ganjaran yang berlipat ganda. Harus diakui, dan kami menyadarinya bahwa Buku ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kami harapkan saran, kritik atau apapun untuk perbaikan penulisan Buku ini, terima kasih. Penulis
ii
KATA PENGANTAR Kurikulum 2013 adalah kurikulum berbasis kompetensi. Di dalamnya dirumuskan secara terpadu kompetensi sikap, pengetahuan dan keterampilan yang harus dikuasai peserta didik serta rumusan proses pembelajaran dan penilaian yang diperlukan oleh peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diinginkan. Faktor pendukung terhadap keberhasilan Implementasi Kurikulum 2013 adalah ketersediaan Buku Siswa dan Buku Guru, sebagai bahan ajar dan sumber belajar yang ditulis dengan mengacu pada Kurikulum 2013. Buku Siswa ini dirancang dengan menggunakan proses pembelajaran yang sesuai untuk mencapai kompetensi yang telah dirumuskan dan diukur dengan proses penilaian yang sesuai. Sejalan dengan itu, kompetensi keterampilan yang diharapkan dari seorang lulusan SMK adalah kemampuan pikir dan tindak yang efektif dan kreatif dalam ranah abstrak dan konkret. Kompetensi itu dirancang untuk dicapai melalui proses pembelajaran berbasis penemuan (discovery learning) melalui kegiatan-kegiatan berbentuk tugas (project based learning), dan penyelesaian masalah (problem solving based learning) yang mencakup proses mengamati, menanya, mengumpulkan informasi, mengasosiasi, dan mengomunikasikan. Khusus untuk SMK ditambah dengan kemampuan mencipta . Sebagaimana lazimnya buku teks pembelajaran yang mengacu pada kurikulum berbasis kompetensi, buku ini memuat rencana pembelajaran berbasis aktivitas. Buku ini memuat urutan pembelajaran yang dinyatakan dalam kegiatan-kegiatan yang harus dilakukan peserta didik. Buku ini mengarahkan hal-hal yang harus dilakukan peserta didik bersama guru dan teman sekelasnya untuk mencapai kompetensi tertentu; bukan buku yang materinya hanya dibaca, diisi, atau dihafal. Buku ini merupakan penjabaran hal-hal yang harus dilakukan peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan kurikulum 2013, peserta didik diajak berani untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang luas di sekitarnya. Buku ini merupakan edisi ke-1. Oleh sebab itu buku ini perlu terus menerus dilakukan perbaikan dan penyempurnaan. Kritik, saran, dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan pada edisi berikutnya sangat kami harapkan; sekaligus, akan terus memperkaya kualitas penyajian buku ajar ini. Atas kontribusi itu, kami ucapkan terima kasih. Tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada kontributor naskah, editor isi, dan editor bahasa atas kerjasamanya. Mudah-mudahan, kita dapat memberikan yang terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan menengah kejuruan dalam rangka mempersiapkan generasi seratus tahun Indonesia Merdeka (2045). Jakarta, Januari 2014 Direktur Pembinaan SMK
Drs. M. Mustaghfirin Amin, MBA
iii
DAFTAR ISI
Contents PENULIS ............................................................................................................................... i KATA PENGANTAR ........................................................................................................... ii KATA PENGANTAR .......................................................................................................... iii DAFTAR ISI ........................................................................................................................ iv DAFTAR GAMBAR ..............................................................................................................v DAFTAR TABEL .............................................................................................................. viii 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 KONSTRUKSI PERLENGKAPAN MEJA PEMUTAR .............................................29 1.6 TOP DRIVE ...............................................................................................................36 BAB II DRILL STEM ..........................................................................................................41 2.1 Kelly (Pipa Segi /Pipa Pemutar) ................................................................................ 41 2.2 Drill Pipe .................................................................................................................... 45 2.3 Drill Collar ................................................................................................................. 50 BAB III SISTEM PENGANGKATAN (HOISTING SYSTEM) ...........................................56 3.1 TEORI DASAR ..........................................................................................................56 3.2 STRUKTUR PENYANGGA ...................................................................................... 56 3.3 Rig Floor .................................................................................................................... 65 3.4 PERALATAN PENGANGKATAN ............................................................................ 68 3.5 Overhead Tools...........................................................................................................71 3.6 Drilling Line ...............................................................................................................85 BAB IV SISTEM SIRKULASI (CIRCULATING SYSTEM ) ..............................................97 4.1 Pendahuluan ...............................................................................................................97 4.2 Pengertian Peralatan Sistem Sirkulasi ....................................................................... 100 4.3 Lumpur Pengeboran .................................................................................................. 102 4.4 Tempat Mempersiapkan Lumpur .............................................................................. 106 4.5 Peralatan-Peralatan Sirkulasi (Circulating Equipment) .............................................. 111 4.6 Tempat Mengkondisikan Lumpur Pengeboran .......................................................... 118 4.7 Pompa Lumpur ......................................................................................................... 124 4.8 Bongkar Pasang Pompa Lumpur ............................................................................... 138 BAB V PENUTUP ............................................................................................................. 156 5.1 Kesimpulan............................................................................................................... 156 5.2 Evaluasi .................................................................................................................... 156 5.3 Tindak lanjut ............................................................................................................. 156 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 157
iv
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 1.1. Rotating System ..............................................................................................2 Gambar 2 1.2. Swivel .............................................................................................................5 Gambar 3 1.3. Konstruksi Swivel ...........................................................................................5 Gambar 4 1.4. Wash Pipe Assembly .......................................................................................7 Gambar 5 2.4. Perawatan Swivel .......................................................................................... 11 Gambar 6 1.5. Wash Pipe Packing Assembly ........................................................................ 12 Gambar 7 1.6. Setting Bearing .............................................................................................. 14 Gambar 8 1.7. Rotary Assembly ........................................................................................... 16 Gambar 9 1.8. Rotary Table digerakkan Draw work ............................................................. 17 Gambar 10 1.9. Rotary Table digerakkan Prime Mover ........................................................ 18 Gambar 11 1.10. Master Bushing .......................................................................................... 19 Gambar 12 1.11. Rotary Slips ............................................................................................... 19 Gambar 13 2.12. Tipe Solid .................................................................................................. 20 Gambar 14 1.13. Tipe Split ................................................................................................... 20 Gambar 15 1.14. Slip Bowl................................................................................................... 21 Gambar 16 1.15. Pin Drive dan Square Drive ....................................................................... 21 Gambar 17 1.16. Rotary Slips ............................................................................................... 22 Gambar 18 1.17. Rotary Tong .............................................................................................. 22 Gambar 19 1.18. Kelly Spinner............................................................................................. 23 Gambar 20 1.19. Konstruksi Rotary Table ............................................................................ 24 Gambar 21 1.20. Master Bushing Type ................................................................................. 30 Gambar 22 1.21. Kelly Drive Bushing .................................................................................. 31 Gambar 23 1.22. Rotary Slips Type ...................................................................................... 32 Gambar 24 1.23. Power Slips................................................................................................ 33 Gambar 25 1.24. Slips Test ................................................................................................... 34 Gambar 26 1.25. Top Drive .................................................................................................. 36 Gambar 27 1.26. Bagian-bagian Top Drive ...........................................................................37 Gambar 28 2.1. Rangkaian Pipa Bor .................................................................................... 42 Gambar 29 2.2.. Konstruksi Kelly ......................................................................................... 44 Gambar 30 2.3. Bagian-bagian Drill Pipe..............................................................................46 Gambar 31 2.4. Pengukuran ID Drill Pipe ............................................................................ 47 Gambar 32 2.5 Pengukuran OD Drill Pipe ...........................................................................48 Gambar 33 2.6 Pengukuran OD Drill Pipe ...........................................................................48 Gambar 34 2.7. HWDP ........................................................................................................ 50 Gambar 35 2.6. Drill Collar .................................................................................................. 51 Gambar 36 2.7. Spiralled Drill Collar ................................................................................... 52 Gambar 37 2.8. Non Magnetic Drill Collar ...........................................................................52 Gambar 38 2.9. Protector Drill Collar ................................................................................... 54 Gambar 39 2.10. Drill Collar Tipe Slip Atau Slip And Elevator Recess ................................ 55 Gambar 40 3.1. Bagian-bagian menara ................................................................................. 58 Gambar 41 3.2. Sistem Pengangkat ....................................................................................... 59 Gambar 42 3.3. Hoisting Component .................................................................................. 60 Gambar 43 3.4. Standard derrick ......................................................................................... 61 Gambar 44 3.5 Drilling mast ............................................................................................... 62 Gambar 45 3.6. Portabel Mast.............................................................................................. 63 Gambar 46 3.7. Substructure................................................................................................. 64 v
Gambar 47 3.8. Substructure................................................................................................ 64 Gambar 48 3.9. Peralatan di lantai bor .................................................................................. 66 Gambar 49 3.10 Make Up Break Up Tong ...........................................................................67 Gambar 50 3.11 Making Connection ................................................................................... 67 Gambar 51 3.12 Breaking Connection ................................................................................ 68 Gambar 52 3.12. Drawwork Drum........................................................................................ 69 Gambar 53 3.13. drawwork ................................................................................................. 70 Gambar 54 3.14. drawwork ................................................................................................. 70 Gambar 55 3.15. Rotary Drive .............................................................................................. 71 Gambar 56 3.16 Over head tools ........................................................................................... 73 Gambar 57 3.17. Crown Block ............................................................................................. 73 Gambar 58 3.18 Fast sheave ................................................................................................. 74 Gambar 59 3.19 Crown sheave ............................................................................................ 74 Gambar 60 3.20. Crown Block ............................................................................................. 75 Gambar 61 3 .21 Travelling block......................................................................................... 75 Gambar 62 3.22 Travelling block ......................................................................................... 76 Gambar 63 3.23 Hook......................................................................................................... 76 Gambar 64 3.24 Traveling Block With Dynaplex Hook ...................................................... 77 Gambar 65 3.25 Traveling Block With Unimatic Hook........................................................ 77 Gambar 66 3.26 Side Door Elevator ................................................................................... 78 Gambar 67 3.27 Center Latch Elevator ..............................................................................78 Gambar 68 3.28 Single Joint Elevator ................................................................................. 79 Gambar 69 3.29 Tubular Handling ....................................................................................... 79 Gambar 70 3.30 DP Slips................................................................................................... 80 Gambar 71 3.31 DC Slips ................................................................................................... 80 Gambar 72 3.32 Casing Slips ............................................................................................. 81 Gambar 73 3.33 Penggunaan Slips ..................................................................................... 81 Gambar 74 3.34 Saffety Clamp ............................................................................................ 82 Gambar 75 3.35 Penggunaan Saffety Clamp ....................................................................... 82 Gambar 76 3.36 dead line Anchor ...................................................................................... 83 Gambar 77 3.37 Pemasangan dead line Anchor .................................................................. 83 Gambar 78 3.38 Supply Reel ................................................................................................ 84 Gambar 79 3.39 Link ...........................................................................................................85 Gambar 80 3.40. Drilling line ............................................................................................... 86 Gambar 81 3.41. Susunan Drilling Line ..............................................................................87 Gambar 82 3.42. Non Preform Wire Rope ............................................................................ 88 Gambar 83 3.43. Typical Wire Rope Design ......................................................................... 90 Gambar 84 3.44. Pengukuran Diameter Wire Rope ............................................................... 91 Gambar 85 3.45. Identifikasi Wire Rope ...............................................................................91 Gambar 86 3.46 Celup ..........................................................................................................93 Gambar 87 3.47 Siram ..........................................................................................................93 Gambar 88 3.48 Saput ..........................................................................................................93 Gambar 89 3.49.Wire Rope Rusak ........................................................................................ 94 Gambar 90 2.1. Circulating System .................................................................................... 101 Gambar 91 4.1. Mixing Hopper .......................................................................................... 107 Gambar 92 4.2. Mud House ................................................................................................ 108 Gambar 93 4.3. Settling Tank ............................................................................................. 109 Gambar 94 4.4. Reserve Pit ................................................................................................ 109 Gambar 95 4.5. Bulk Storage Bin ....................................................................................... 110 vi
Gambar 96 4.6. Stand Pipe ................................................................................................. 113 Gambar 97 4.7. Stand Pipe Manifold .................................................................................. 113 Gambar 98 4.8. Rotary Hose............................................................................................... 114 Gambar 99 4.9. Duplex Mud Pump .................................................................................... 115 Gambar 100 4.10. Triplex Mud Pump ................................................................................. 115 Gambar 101 4.11. Centrifugal Pump ................................................................................... 116 Gambar 102 4.12. Mud Agitator ......................................................................................... 116 Gambar 103 4.13. Mud Gun ............................................................................................... 117 Gambar 104 4.14. Dry Cutting ............................................................................................ 119 Gambar 105 4.15. Shale Shaker .......................................................................................... 119 Gambar 106 4.16. Mud Gas Separator ................................................................................ 120 Gambar 107 4.17. Degasser ................................................................................................ 121 Gambar 108 4.18. Penempatan Degasser ............................................................................ 121 Gambar 109 4.19. Desander ................................................................................................ 122 Gambar 110 4.20. Desilter .................................................................................................. 123 Gambar 111 4.21. Mud Pump ............................................................................................. 124 Gambar 112 4.21. Power End ............................................................................................. 125 Gambar 113 4.22. Fluid End Assembly .............................................................................. 126 Gambar 114 4.23. Flooded Suction ..................................................................................... 127 Gambar 115 4.24. Charged suction ..................................................................................... 128 Gambar 116 4.25. Pulsation Dampener ............................................................................... 131 Gambar 117 4.26. Vibration Hose....................................................................................... 131 Gambar 118 4.27. Relief Valve ........................................................................................... 132 Gambar 119 4.28. Piston .................................................................................................... 133 Gambar 120 4.29. Liner ...................................................................................................... 133 Gambar 121 4.30. High Pressure Piston .............................................................................. 134 Gambar 122 4.31. Piston Rod ............................................................................................. 135 Gambar 123 4.31. Pony Rod ............................................................................................... 138 Gambar 124 4.32. Piston Rod ............................................................................................. 138 Gambar 125 4.33. Stuffing Boxes ....................................................................................... 141 Gambar 126 4.34. Liner Retainer ....................................................................................... 142 Gambar 127 4.35. Liner Cage ............................................................................................ 142 Gambar 128 .4.36. Cylinder Head ....................................................................................... 145 Gambar 129 4.37. Valve Seat Puller ................................................................................... 151
vii
DAFTAR TABEL Tabel 1 2.1. Volume Pelumasan pada housing swivel .............................................................8 Tabel 2 1.2. Permasalahan pada Wash Pipe dan Cara Mengatasinya ..................................... 15 Tabel 3 Spesifikasi menara ................................................................................................... 57 Tabel 4 Luas dan tinggi lantai bor ......................................................................................... 96
viii
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 bagianbagian 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
B. Rotary Assembly Rotary Assembly (Unit Pemutar) adalah suatu perangkat mesin pemutar yang mempunyai fungsi utama untuk : -
Memutar batang bor selama operasi pemboran 1
-
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
Gambar 1 1.1. Rotating System
2
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
-
Specialized down hole tools
3
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.
4
Gambar 2 1.2. Swivel
Gambar 3 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 5
tempa (forged steel) demikian juga bail pin-nya. Bail pin menghubungkan bail dengan body (housing) swivel dimana pin masuk kedua lubang pada body, sehingga 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 15 0 . 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.
6
Gambar 4 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.
7
Tabel 1 2.1. 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 lukaluka 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.
8
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.
-
Swivel stem connection dan swivel sub connection 9
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 datadata 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. Tahap pemeliharaan yang penting dilakukan adalah : -
Pelumasan yang baik 10
-
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. Gambar 5 2.4. Perawatan Swivel
Perawatan Saat Transportasi 1. Ganti breather dengan pipe plug untuk mencegah tumpahan minyak pelumas 2. Pasang thread protector pada swivel sub.
11
Perbaikan Wash Pipe Packing Assembly
Gambar 6 1.5. 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. 2. Ambil wash pipe packing assembly melalui housing cap opening.
12
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 13
di 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 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
Gambar 7 1.6. Setting Bearing
14
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 2 1.2. Permasalahan pada Wash Pipe dan Cara Mengatasinya Trouble Wash pipe packing rusak sebelum waktunya
Kemungkinan Penyebab 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 Setting (adjusment) bearing yang tidak benar Minyak bocor di oil seal
Cara Mengatasi
Oil seal rusak atau aus atau seal wear sleeves yang rusak
Breather tidak terbuka, atau tersumbat
Housing cap dan wash pipe harus segera diperbaiki atau diganti Gunakan prosedur pengaturan clearance bearing yang benar Ganti baru dan hati-hati di dalam memasang jangan sampai rusak sealing lips. Pasang breather sehingga dapat berhubungan dengan udara luar dengan alam housing bila tekanan naik akibat panas karena operasi
15
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 8 1.7. 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
16
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 9 1.8. 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.
17
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 10 1.9. 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.
18
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 11 1.10. Master Bushing
Gambar 12 1.11. Rotary Slips
Apabila slips pemutar dimasukkan kedalam bantalan utama, akan dapat dipakai untuk menggantung batang bor pada saat penambahan atau pengurangan bagianbagian 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. MASTER BUSHING Ada dua tipe dasar dari master bushing (bantalan utama), yaitu : tipe utuh (solid) dan tipe dua bagian atau tipe terbelah (split)
19
1.Tipe utuh (solid) Bantalan utama tipe solid adalah yang paling banyak dipakai untuk operasi-operasi pengeboran biasa.
Gambar 13 2.12. Tipe Solid
2. Tipe terbelah (split) Bantalan utama tipe split adalah yang paling umum dipakai untuk operasi dengan drill collar yang besar dan casing.
Gambar 14 1.13. Tipe Split
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. 20
Gambar 15 1.14. Slip Bowl
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.
Gambar 16 1.15. Pin Drive dan Square Drive
21
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 slipslip, yaitu : manual dan power slip.
Gambar 17 1.16. Rotary Slips
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.
Gambar 18 1.17. Rotary Tong
22
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 19 1.18. 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.
23
Gambar 20 1.19. Konstruksi Rotary Table
24
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.
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 halaman 19, 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. 25
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.
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.
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 26
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. 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 + 30 0 F sampai 155 0 F : AGMA # 6 EP atau SAE 140
Ambient temperature 0 0 F sampai + 125 0 F : AGMA # 4 EP atau SAE 90
Ambient temperature - 20 0 F sampai + 80 0 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.
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
27
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 : -
Berjarak 44 inch untuk rotary table yang tidak dapat dimasuki bit 20”.
-
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.
28
Jumlah kedua tenaga atau daya tersebut diatas disebut Rotary Horse Power (RHP)
RHP =
Torque (lb. ft ) X 5250
RPM
…………..(2-1)
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.
1.5 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. 29
Gambar 21 1.20. 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
30
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. 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 22 1.21. Kelly Drive Bushing
31
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 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 23 1.22. Rotary Slips Type
32
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. 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 24 1.23. 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.
33
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. 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 25 1.24. 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 hatihati bila sudah bebas diatas lubang.
6.
Lepas kertas hati-hati.
34
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.
35
1.6 TOP DRIVE
Gambar 26 1.25. Top Drive
36
Gambar 27 1.26. Bagian-bagian Top Drive
37
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. 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.
38
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. 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. 39
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.
40
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.
41
Gambar 28 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
42
ini sampai tingginya mencapai sebagian dari Kelly, di atas pemutar. Hal ini untuk menyediakan cukup tempat untuk mengebor ke bawah pipa yang baru tersebut. 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.
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.
43
Gambar 29 2.2.. Konstruksi Kelly
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. 44
Diangkat dengan sling dan transport tidak menggunakan scabbards. 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.
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. 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. 45
Memungkinkan menaikkan dan menurunkan pahat bor.
Meneruskan tenaga gerak putar dari rotary table ke pahat bor.
Sebagai laluan sirkulasi cairan pemboran
Type drill pipe menurut beratnya antara lain standard drill pipe, heavy weight drill pipe dan alumunium drill pipe
Gambar 30 2.3. Bagian-bagian Drill Pipe
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) 46
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. 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 31 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.
-
Panjang , diukur dari shoulder box sampai shoulder pin. Range I antara 18 sampai 22 Feet Range II antara 27 sampai 30 Feet 47
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 32 2.5 Pengukuran OD Drill Pipe
Gambar 33 2.6 Pengukuran OD Drill Pipe
48
Heavy Weight Drill Heavy Weight Drill Pipe dikembangkan sejak tahun 1960, adalah merupakan pipa yang menyerupai drill pipe, berdinding lebih tebal dan lebih berat. Fungsi HW DP adalah : 1. Sebagai rangkaian transisi dengan berat antara drill pipe dan drill collar, dan dibuat dengan bentuk menyerupai drillpipe agar lebih mudah dalam handingnya. 2. Sebagai pemberat yang fleksibel pada rangkaian pemboran berarah (directional drilling) 3. Sebagai rangkaian pemberat pada rig kecil untuk mengebor lubang yang relatif kecil diameternya.
Konstruksi HWDP
Menyerupai drill pipe biasa, mempunyai tool joint pin dan box, dibuat dengan bentuk menyerupai drillpipe agar lebih mudah dalam handingnya.
Body pipa lebih tebal dibanding DP biasa dan mempunyai center upset untuk melindungi dari keausan / abrasi.
Ukuran HWDP disebutkan sesuai dengan ukuran diameter body tengah, yang standard adalah : 3.1/2”, 4”, 4./2”, 5”, 5.1/2” dan 6.5/8”
Karakteristik dimensi HW DP
Dinding pipa lebih tebal 1”
Tool joint lebih besar
Bagian tengah pipa berdiameter lebih besar untuk menjaga keausan body pipa
Beberapa pabrik membuat Spiral Groove pada bagian pipa yang menebal, untuk membuat lubang lebih bersih dan mengurangi resiko differential pressure stacking.
Biasanya bagian tengah dan bagian tool joint dilapisi dengan bahan pengeras tambahan.
49
Rekomendasi cara penggunaan HW DP -
Pada lubang bor vertikal, pakai HW DP secukupnya diantara DC dan DP sehingga titik transisi berada pada rangkaian HW DP, sekitar18– 21 joint.
-
Bila diameter lubang bor melebihi 4” dari diameter HW DP, maka HW DP tidak boleh kena beban kompresi.
-
Untuk Directional Drilling dipakai sampai 60 joint.
Pemeliharaan HW DP Seperti pipa-pipa yang lain, maka terhadap HW DP juga perlu diperiksa secara periodik terhadap kemungkinan fatique crack pada tool joint dan body pipa.
Gambar 34 2.7. HWDP
2.3 Drill Collar Drill collar adalah pipa baja yang tebal dan relatif sangat berat. Dalam susunan rangkaian pemboran terletak diantara pahat bor dan drill pipe. Pada bagian dalam terdapat lubang untuk saluran fluida pemboran. Fungsi drill collar adalah :
Memberikan beban pada pahat bor, sehingga pahat dapat menembus lapisan tanah yang terkadang cukup keras.
Memberikan effek kekakuan rangkaian pemboran bagian bawah, untuk mempertahankan kelurusan lubang bor.
Untuk menempatkan bottom hole assembly, terutama pada pemboran berarah. 50
Dengan beratnya drill collar ini akan memberi efek tegangan tarik pada seluruh drill pipe yang diatasnya, sehingga akan cenderung lurus selama proses pemboran.
Gambar 35 2.6. Drill Collar
Konstruksi Drill Collar Konstruksi drill collar dapat dikatakan cukup sederhana, hanya merupakan pipa tebal dan berat yang pada ujung-ujungnya dibuat ulir box dan pin. Ada 4 tipe dasar dari drill collar, yaitu : 1. Drill collar standard, bodynya bulat halus mempunyai ulir box diatas dan ulir pin dibagian bawah. 2. Drill collar spiral, pada permukaan bodynya dibuat alur berbentuk spiral. 3. Square drill collar, permukaan bodynya berbentuk persegi empat. 4. Non magnetic drill collar, terbuat dari stainless steel (non magnetic), umumnya berbentuk seperti dc standard atau spiral.
51
Gambar 36 2.7. Spiralled Drill Collar
Gambar 37 2.8. Non Magnetic Drill Collar
Spesifikasi Drill Collar Drill Collar yang standard masih sering dipergunakan pada pemboran sumur, namun cara menyambung memerlukan waktu lebih lama karena harus memasang DC Clamp terlebih dahulu untuk safety jangan sampai merosot jatuh kedalam lubang bor. 52
Drill collar spiral, dipergunakan pada pemboran yang banyak menembus lapisan-lapisan porous. Dengan adanya paritan spiral pada body drill collar maka akan mengurangi luas permukaan body c yang menempel pada dinding lubang bor sehingga dapat mengurangi kemungkinan terjepitnya rangkaian pemboran yang diakibatkan oleh Differential Pressure (perbedaan tekanan antara tekanan formasi dengan tekanan hydrostatic cairan pemboran). Pada ukuran dc yang sama, dc spiral mempunyai berat berkurang 4 % Square Drill Collar, dipergunakan hampir sama dengan dc Spiral, yaitu memperkecil kemungkinan differential sticking. dc ini jarang dipergunakan karena torsi yang timbul cukup besar dan apabila terjadi Twist Off (patah) sulit memancingnya. Non Magnetic Drill Collar, dipergunakan khusus pada operasi pemboran berarah (Directional Drilling), agar peralatan pengukur kemiringan dan arah yang ditempatkan di atas pahat tidak terpengaruh oleh medan magnit drill collar, tetapi hanya terpengaruh oleh medan magnit bumi, sehingga hasil pengukuran dapat lebih akurat. Ukuran Drill Collar Out Side Diameter : 3.1/8” sampai 14” In Side Diameter
: 1.1/4” sampai 3”
Panjang
: 10, 15, 20, 30, 31, 32, 42 Ft
Koneksi
: 2.3/8 Reg, 2.3/8 IF, 2.7/8 IF, 3.1/2 IF, 4 FH, 4 IF,
4.1/2 IF,
6.5/8 Reg, 7.5/8 Reg, 8.5/8 Reg.
Penanganan Drill Collar
1. DC thread protector (cast steel) harus dipasang untuk mengangkat melalui Vdoor ram 2. Connection harus dibersihkan dengan solvent dan di lap besih, periksa teliti kerusakan 3. Thread compound yang dipakai harus berisi 40-60% berat powder metallic zinc atau 60% berat powder timah dan tidak lebih 0,3% berat kandungan total sulfur. 53
4. Ulir Lift Sub harus besih dan diperiksa, di lumasi setiap trip. Apabila pin rusak jangan dipakai 5. Lakukan pemindahan pembukaan sambungan pada setiap tripping, dan berikan kesempatan crew untuk melihat teliti setiap 2 -3 trip adakah terjadi gall dan wash out pada shoulder 6. Thread protector harus dipasang pada pin dan box apabila laydown drill collar 7. Sebelum
menyimpan
drill
collar
harus
dibersihkan
dan
diperbaikai
shouldernya bila ada kerusakan bila mungkin
Gambar 38 2.9. Protector Drill Collar
54
Gambar 39 2.10. Drill Collar Tipe Slip Atau Slip And Elevator Recess
55
BAB III SISTEM PENGANGKATAN (HOISTING SYSTEM) 3.1 TEORI DASAR Sistem pengangkat (Hoisting System) adalah merupakan salah satu dari antara komponen-komponen utama dari suatu rig. Tugasnya adalah membantu sistem peralatan pemutar didalam mengebor sumur dengan menyediakan alat-alat yang sesuai serta ruang kerja yang dibutuhkan untuk mengangkat dan menurunkan, juga menggantung beban yang sangat berat dari dari sistem alat-alat pemutar Sistem pengangkatan dalam pemboran memegang peranan yang sangat penting, mengingat bahwa sistem pengangkatan ini adalah sistem yang mendapat beban, baik beban vertikal maupun horizontal. Beban vertikal yang dialami berasal dari beban menara itu sendiri, beban drill string, casing string, tegangan dari fast line, beban karena tegangan deadline serta beban dari blok-blok. Sedangkan beban horizontal berasal dari tiupan angin yang mana hal ini sangat terasa mempengaruhi beban sistem pengangkatan pada pemboran di lepas pantai (off shore). Sistem pengangkatan terdiri dari dua sub komponen, yaitu: 1. Struktur penyangga (supporting structure) 2. Peralatan pengangkatan (hoisting equipment) 3.2 STRUKTUR PENYANGGA Struktur penyangga (rig), adalah suatu kerangka sebagai platform yang berfungsi sebagai penyangga peralatan pemboran. Kerangka ini diletakkan di atas titik bor. Fungsi utamanya untuk trip, serta untuk menahan beban yang terjadi akibat peralatan bor itu sendiri maupun beban dari luar. Stuktur penyangga terdiri dari : 1. Substructure, 2. Lantai bor (rig floor), dan 3. Menara pemboran (drilling tower).
Untuk menara pemboran, ada dua tipe menara : • Type standart (derrick), dan • Type portable (Mast). 56
Secara ringkas, spesifikasi menara dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 3 Spesifikasi menara
Spesifik
Jenis
asi Unit
Tinggi
Gross
Packing
Max.
App.
(ft)
cap.
cap.
Static
Weight
(103 lbs)
(ft)
Hook
mast
Load
(103 lbs)
Pembora n Pabrik
(103 lbs) Lee
-
126
386
6000
8 - 257
65
JFM 98-
98
485
7560
10 - 325
37
315
133
645
13860
10 - 430
55
FM 133-
143
1000
22860
12 - 750
92
T - 97
97
352
7200
8 - 250
-
B -127
127
416
8700
-
43,5
B - 142
142
1053
23960
-
105,75
NATION
80 - UE
-
-
-
10 - 500
-
AL
110 - UE
12 - 710
-
CMoore IDECO
400 FM 143650-30 EMSCO
Bagian-bagian menara yang penting : •
Gine pole,
Merupakan tiang berkaki dua atau tiga yang berada di puncak menara, berfungsi untuk memberikan pertolongan pada saat pemasangan crown block. •
Water table,
Lantai di puncak menara yang berfungsi untuk mengetahui bahwa menara telah berdiri tegak. • Cross bracing, Cross bracing berfungsi untuk penguat menara. • Tiang menara, 57
Merupakan empat tiang yang berbentuk segi tiga sama kaki, berfungsi sebagai penahan terhadap semua beban vertikal di bawah menara dan beban horizontal. • Girt, Merupakan sabuk menara, berfungsi mengikat menara • Monkey board Platform, Berfungsi sebagai tempat kerja derrickmen pada saat cabut atau pasang pipa.
Gambar 40 3.1. Bagian-bagian menara
A = Tinggi dari puncaklantai borsampai dasar dariwater table beams. B = Base square C = Window opening D = Water table opening E = Gin pole clearance F= Girt 58
Gambar 41 3.2. Sistem Pengangkat
59
Gambar 42 3.3. Hoisting Component
Struktur penyangga meliputi :
Drilling Tower (derrick) Fungsi utamanya untuk memberikan ruang kerja yang cukup untuk pengangkatan dan penurunan drill collar serta casing string. Oleh sebab itu tinggi dan kekuatannya harus sesuai dengan keperluan. Menara pengeboran pada dasarnya dapat dibedakan menjadi duamacam 1. Derrick, tipe ini pada waktu menyusun dan membongkar dilakukan perbagian
(potongan demi potongan baja). Jenis menara ini jarang dijumpai didarat karena untuk menyusun diperlukan waktu yang lama. Sedangkan untuk di offshore masih sering digunakan, karena kontruksinya lebih kokoh terhadap pengaruh ombak dan angin terutama di floating Offshore Rig yang menaranya dipasang permanen. Keuntungan dari tipe menara ini mudah diangkut kemana-mana, karena terdiri dari bagian-bagian yang kecil-kecil atau pendekpendek. Sedangkan kelemahan dari tipe menara ini waktu yangdiperlukan untuk memasang dan membongkar lagi memerlukan waktu yang lama
60
Gambar 43 3.4. Standard derrick
61
Gambar 44 3.5 Drilling mast
2. Portable Mast, tipe ini mendirikannya dilakukan dalam satu unitpenuh. Jenis menara ini dapat dengan cepat dibongkar dan dipasang kembali serta mudah untuk di transport. Jenis dari menara ini merupakan menara yang banyak dipakai baik di onshore maupun di offshore Portable Mast dibedakan menjadi dua kelompok : - Free standing portable mast: menara portable yang mudah dipindah-pindahkan, tetapi didalam operasi tidak memerlukan guy line pada kondisi normal - Guyed portable mast : menara yang pada kondisi operasi normal memerlukan guy line
62
Gambar 45 3.6. Portabel Mast
3. Substructure Kontruksi baja yang disusun untuk menjadi landasan menara atau mast dan draw work, yang tingginya ditentukan oleh kebutuhan tinggi susunan Blow Out Preventer (pencegah semburan liar) atau BOP stack yang harus dipasang saat mengebor. Sub structure ini menjadi tempat kedudukan lantai bor yang menjadi tempat untuk kegiatan disekitar meja putar (rotary table), seperti tempat kedudukan set-back pipa bor yang ditegakkan dimenara saat mencabut pipa. Fungsinya untuk menahan beban tekan yang berasal dari peralatan pemboran itu Sendiri
63
. Gambar 46 3.7. Substructure
Gambar 47 3.8. Substructure
64
3.3 Rig Floor Lantai bor atau Rig Floor adalah tutup plat baja yang dipasang diatas sub structure yang berfungsi untuk : 1. Menunjang peralatan pengeboran yang kecil 2. Tempat berdirinya menara 3. Tempat Drawwork 4. Tempat kerja driller Salah satu hal yang perlu diperhatikan pada sebuah lantai bor ialah tinggi dari pada lantai bor itu, karena hal tersebut akan berhubungan dengan hal-hal seperti : • Pengukuran kedalaman sumur pada saat pemboran, dimulai dari lantai bor. • Lantai berpengaruh terhadap jenis dan susunan dari BOP (BOP Stack) yang dipakai. • Pengukuran kedalaman sumur pada saat produksi dimulai dari bottom flange.
Peralatan-peralatan yang berada dilantai bor adalah : o Rotary Table atau meja putar berfungsi untuk memutar rangkaian pipa bor melalui kelly (pipa segi) dan juga untuk menahan pipa bor dengan rotary slip saat sambungannya dilepas atau akan disambung lagi o Rotary drive : memindahkan daya dari draw work ke rotary table o Draw work : mesin pengangkat pada rotary drilling rig
65
Gambar 48 3.9. Peralatan di lantai bor
o Driller control panel : adalah pusat instrumen untuk mengendalikan operasi draw work, rotary table, pompa lumpur, cat head dan rotary tong o Make-up dan break-out tong : adalah kunci-kunci yang dipergunakan untuk melepas atau mengikat ikatan sambungan rangkaian pipa bor o Rat hole : lubang yang berfungsi untuk menyimpan kelly, pada saat tidak dipergunakan untuk mengebor o Mouse hole : lubang untuk meletakkan satu batang satu joint pipa bor untuk disambungkan ke kelly saat menambah pipa bor untuk mengebor lebih dalam o Dog house : ruangan atau rumah kecil tempat kerja driller dan untuk
menyimpan alat-alat kecil
66
Gambar 49 3.10 Make Up Break Up Tong
Gambar 50 3.11 Making Connection
67
Gambar 51 3.12 Breaking Connection
3.4 PERALATAN PENGANGKATAN Peralatan pengangkatan yang terdapat pada suatu operasi pemboran terdiri dari drawwork, overhead tools dan drilling line. 1. Drawwork Drawwork merupakan otak dari suatu unit pemboran karena melalui alat ini seorang driller melakukan dan mengatur operasi pemboran. Fungsi utama dari drawwork adalah : a) Memindahkan tenaga dari prime mover ke rangkaian pipa bor selama pemboran berlangsung. b) Memindahkan tenaga dari prime mover ke rotary drive, dan c) Memindahkan tenaga dari prime mover ke chathead untuk menyambung atau melepas section rangkaian pipa bor.
Komponen-komponen utama yang terdapat pada drawwork terdiri dari : • Revolving drum, Merupakan suatu drum untuk penggulung kabel bor. Suatu drum digunakan untuk memintal atau mengulur drilling line. Ada dua jenis permukaan dari drum ada yang rata (plain drum) untuk rig kecil dan beralur( groove drum). Dengan 68
adanya alur(groove) ini akan menjadi guide atau drilling line pada waktu digulung,dan mencegah tidak teraturnya susunan penggulungan.Diameter dari drum tergantung dari kedalaman, semakin dalam kemampuan dari drawwork,diameter drum semakin besar. •
Gambar 52 3.12. Drawwork Drum
Breaking system, Sistem pengereman terdiri dari rem mekanis utama (mechanical brake) dan rem pembantu (auxiliary brake). Rem mekanis mempunyai fungsi untuk menghentikan putaran drum disamping mengurangi kecepatan putaran drum untuk sesaat. Sedangkan auxiliary brake mempunyai fungsi untuk mengurangi percepatan turunnya drillstem sewaktu tripping. Auxiliary brake digerakkan dengan air (hidromatic brake) atau arus listrik (electro magnetic brake).Terdiri dari mechanical main break dan auxiliarydraulic atau electric, berfungsi untuk memperlambat atau menghentikan gerakan kabel bor. •
Catheads, , Cathead adalah sub bagian dari drawwork dan terdiri dari dua cathead, yaitu make up cathead(disisi driller pada drawwork) dan break out cathead (pada sisi lainnya). Cathead ini digunakan untuk menyambung dan melepas sambungan pipa bor, selain itu digunakan untuk mengangkat beban yang ringan di lantai bor.. 69
• Rotary drive Rotary drive berfungsi untuk meneruskan tenaga dari mesin penarik ke meja putar. Ada dua tipe dasar dari rotary drive atau bantalanbantalan kelly : 1. Pin Drive
Mempunyai empat pin yang dimasukkan kedalambagian atas dari master bushing. 2. Square Drive Mempunyai penggerak tunggal berbentuk segi empat yang dimasukkan kedalam master bushing
Gambar 53 3.13. drawwork
Gambar 54 3.14. drawwork
70
Gambar 55 3.15. Rotary Drive
3.5 Overhead Tools Rangkaian overhead tools terdiri dari crown block travelling block, hook, dan elevator. • Crown block, merupakan kumpulan roda yang ditempatkan pada puncak menara (sebagai blok diam). Crown block adalah suatu susunan roda-roda katrol (sheaves atau pulleys) yang terletak pada kerangka menara. Drilling line dililitkan pada sheaves crown block dan sheaves travelling block. Susunan tersebut dimaksudkan untuk dapat menarik atau mengangkat beban berat dengan tarikan yang ringan, miskipun tarikannya lambat. Adapun fungsi dari sheaves adalah sebagai penuntun dan penunjang drlling line yang melalui block. Jumlah sheaves pada block ditentukan oleh kapasitas beban yang mau ditahan atau ditarik • Travelling Block, merupakan roda yang digantung di bawah crown block, di atas lantai bor. • Hook, berfungsi untuk menggantung swivel dan rangkaian pipa bor selama operasi pemboran.
71
• Elevator, merupakan klem (penjepit) yang ditempatkan (digantung) pada salah satu sisi travelling block atau hook dengan elevator links, berfungsi untuk menurunkan atau menaikkan pipa dari lubang bor. Elevator adalah suatu clamp pemegang pipa (drill pipe, drill collar, casing, tubing ataupun sucker rod), pada waktu mengangkat dan memasukkan kedalam sumur. Drill pipe elevator dipakai khusus untuk drill pipe, demikian juga lainnya dibuat spesifik. Elevator digantung pada link, yang dipasang disamping travelling block atau hook Tipe dasar elevator ada dua, yaitu : 1. Bottle neck (taper shoulder),yang dipakai untuk hampir semua pipa pengeboran 2. Collar left (square shoulder),yang dipakai pada pipa pengeboran berbahu segi empat atau pipa collar. Namun kadangkala disebut tipe berpintu depan (front door type), juga ada tipe berpintu samping (side door type) Dead line Anchor Merupakan peralatan yang digunakan untuk mengikat dead line pada drilling line. Biasanya disekrupkan pada substruktur yang kuat Supply Reel Digunakan untuk menggullung sisa drilling Line yang belum digunakan sebagai cadangan untuk Cut Off
72
Gambar 56 3.16 Over head tools
Gambar 57 3.17. Crown Block
73
Gambar 58 3.18 Fast sheave
Gambar 59 3.19 Crown sheave
74
Gambar 60 3.20. Crown Block
Gambar 61 3 .21 Travelling block
75
Gambar 62 3.22 Travelling block
Gambar 63 3.23 Hook
76
Gambar 64 3.24 Traveling Block With Dynaplex Hook
Gambar 65 3.25 Traveling Block With Unimatic Hook
77
Gambar 66 3.26 Side Door Elevator
Gambar 67 3.27 Center Latch Elevator
78
Gambar 68 3.28 Single Joint Elevator
Gambar 69 3.29 Tubular Handling
79
Gambar 70 3.30 DP Slips
Gambar 71 3.31 DC Slips
80
Gambar 72 3.32 Casing Slips
Gambar 73 3.33 Penggunaan Slips
81
Gambar 74 3.34 Saffety Clamp
Gambar 75 3.35 Penggunaan Saffety Clamp
82
Gambar 76 3.36 dead line Anchor
Gambar 77 3.37 Pemasangan dead line Anchor
83
Gambar 78 3.38 Supply Reel
Hook dan Link Hook merupakan alat berbentuk kait yang terletak dibawah travelling block, sebagai penghubung antara travelling block dengan link atau swivel. Hook harus dapat berputar pada saat terdapat beban berat.Didalam hook ini memiliki pegas yang membantu menyerap kejutan dan lompatan pin keluar dari box sewaktu melepas/membuka sambungan. Disamping itu hook mempunyai safety latch untuk swivel dan locking arm atau link ears pada samping sisinya untuk tempat menyambung link. Link adalah gantungan elevator digantungkan pada hook untuk digunakan selama operasi pengeboran. Ukuran dari link diambil dari diameter penampang batang cincin bawah. Besarnya kekuatan kapasitas dari link harus dilihat dari ukuran tinggi penampang dari batang mata link atas dan bawah. Panjang link tidak ditentukan atau tergantung pesanan. Panjang link umum untuk drill pipe dan untuk casing berbeda karena ukuran casing yang besar dan posisi casing 84
memerlukan kefleksibelan dari elevator. Panjang diukur dari puncak lubang cincin link atas dan cincin link bawah.
Gambar 79 3.39 Link
3.6 Drilling Line Drilling line sangat penting dalam operasi pemboran karena berfungsi untuk menahan atau menarik beban yang diderita oleh hook. Drilling line terbuat dari baja dan merupakan kumpulan dari kawat yang kecil, diatur sedemikian rupa sehingga merupakan suatu lilitan. Drilling line sering disebut wire line atau wire rope didalam industri pengeboran. Drilling line dalam operasi pengeboran berfungsi untuk menahan dan menarik beban yang diderita oleh hook. Susunan drilling line meliputi : - Reveed drilling line : tali yang melewati roda-roda crown block dan travelling block - Dead line : tali yang tidak bergerak yang ditambatkan pada substructure - Dead line anchor : tempat tali yang tidak bergerak - Fast line : tali yang bergerak dan digulung pada drum - Storage : gulungan tali yang terletak didekat rig
85
Kontruksi Wire rope mempunyai tiga komponen yaitu : core, strand dan wire. Wire rope dibedakan atau klasifikasikan dari jumlah strand, jumlah wire dalam satu strand dan pattern (susunan) dan strand.
Gambar 80 3.40. Drilling line
Lilitan dari kabel pemboran terdiri dari 6 kumpulan dan satu bagian yang disebut core. Faktor-faktor yang mempengaruhi keawetan kabel : • Kerusakan dari kawat, • Rapuhnya lilitan kawat akibat panas, dan • Kelelahan.
Beban berat yang diderita drilling cable terjadi pada saat : • Running casing (pemasangan casing), • Operasi pemancingan (fishing job), dan • Pencabutan dan pemasukan drill string. 86
Susunan drilling line terdiri dari : a) Reeved drilling line merupakan tali yang melewati roda-roda crown block dan roda-roda travelling block. b) Dead line merupakan tali tidak bergerak yang ditambatkan pada substructure (tali mati). c) Dead line anchor dead line anchor biasanya ditempatkan berlawanan dengan drawwork. d) Storage or supply real : storage or supplay real biasanya ditempatkan dekat dengan rig
Gambar 81 3.41. Susunan Drilling Line
87
Preforming adalah proses dimana strand dibentuk helically, mereka akan menjadi berbentuk tetap demikian pada penyelesaian rope. Preforming mengembangkan ketahanan terhadap kelelahan, mudah dihandling dan tahan untuk di rope dengan menyamakan beban disemua diantara strand-strand dan diantara individual wire dari strand. Apabila strand mengurai dari wire rope, mereka berbentuk helical sehingga mudah untuk dikembalikan. Non preform adalah wire rope yang tidak mengalami proses seperti diatas dan sebagai ciri, apabila dipotong wire akan mengurai dan sukar/tidak dapat dikembalikan lagi. Elemen pertama yang ditulis adalah menunjukkan arah pintalan strand pada rope dapat kiri atau kanan (right atau left). Apabila anda melihat memanjang sebuah wire rope arah strand right lay rope akan spiral ke kanan dan untuk left lay spiral akan ke kiri. Elemen kedua adalah menunjukan arah didalam hubungan antara arah strand lay di rope dan arah wire lay pada strand.
Gambar 82 3.42. Non Preform Wire Rope
Dalam regular lay, wire dibuat berlawanan arah strand lay di wire rope. Pada regular lay kawat-kawat (wire) sejajar dengan poros rope. Pada long lay, wire disusun dengan arah yang sama dengan strand lay, di rope dan wire akan tampak bersilang dengan sebuah sudut terhadap poros rope. Sebagian besar grade dan steel wire rope adalah : – IPS : Improved Plow Steel 88
– EIPS : Extra Improved Plow Steel Di samping itu terdapat grade wire rope yang lainnya dipakai di perminyakan : – PS : Plow Steel – MPS : Mill Plow Steel Grade of steel akan mempengaruhi kekuatan wire rope atau nominal strength dan wire rope. Drilling line pada umumnya memakai grade IPS atau EIPS. EIPS grade dengan klasifikasi dan mempunyai type core sama, ia mempunyai nominal sterngrth 15% lebih tingi dibanding IPS.
Terdapat wire rope dengan jenis galvanized rope yaitu wire rope dimana pada semua kawat-kawatnya mempunyai lapisan zinc di permukaannya untuk menaikkan ketahanan terhadap karat.
Core atau inti terletak ditengah wire rope mempunyai fungsi untuk bantalan mendukung strand-strand dari rope, disamping ini berfungsi untuk menyimpan pelumas. Core terdapat beberapa jenis, yaitu : 1. Fiber Core (FC) adalah core dari tali dengan bahan dari serat sisal/manila atau fiber buatan seperti polypropyline. Wire rope dengan core ini akan lebih lentur dan lebih murah, tetapi dari segi kekuatan/normal capacity dan wire rope ini lebih rendah. Type ini banyak dipakai untuk swab line. 2. Independent Wire Rope Core (IWRC) adalah core yang berupa wire rope. Type ini yang paling banyak dipakai dalam operasi perminyakan. Ia mempunyai nominal strength lebih besar dibanding dengan yang lainnya, tetapi harganya lebih mahal.
89
Gambar 83 3.43. Typical Wire Rope Design
Diameter wire rope diukur dari puncak strand Diameter wire rope diukur dari puncak strand yang berseberangan atau merupakan diameter terbesar dan bukan diameter terkecil Ukuran diameter diukur sampai bilangan terkecil 1/64 inch. Ukuran wire rope umumnya lebih besar sedikit dari ukuran nominalnya. Ini merupakan kondisi yang normal karena apabila dipakai pada operasi setelah beberapa saat maka wire rope tersebut akan berukuran sebesar ukuran 90
nominal. Ukuran wire rope baru tidak boleh lebih kecil dari ukuran nominal, tetapi boleh lebih besar sedikit dari table di bawah
Gambar 84 3.44. Pengukuran Diameter Wire Rope
Wire rope diidetifikasi dengan angka dan singkatan-singkatan, hal ini penting untuk dipahami.
Gambar 85 3.45. Identifikasi Wire Rope
91
Contoh : 1” x 5000’ 6 x 19 S PRF RRL IPS IWRC 1” = Diameter Line 5000’ = Length of Line 6 = Number of strands per Line 19 = Number of Wire per Strand S = Seal Pattern PRF = Preformed Strands RRL = Right Regular Lay IPS = Improved Plow Steel IWRC = IndependentWire Rope Core Artinya wire rope tersebut berukuran 1”, panjang 5000 ft, dengan 6 strand, 19 wire setiap strand, dengan susunan strand type seale, pintalan strand preformed, right regular lay, grade steel improved plow steel dengan core independent wire rope core.
Pemeliharaan Wire Rope Untuk memperpanjang umur dari wire ropw maka perlu dilakukan emeliharaan secara rutin antara lain : 1.
Selalu dilumasi bila kering
2.
Jangan meletakkan wire rope pada tempat yang berpasir
3.
Jangan meletakkan wire rope pada tempat-tempat yang terdapat bahan yang mengandung bahan kimia yang dapat menimbulkan korosif.
4.
Jangan meletakkan wire rope pada tempat yang tajam.
5.
Jangan menarik wire rope dalam keadaan terlipat
6.
Jangan menggulung wire rope dibawah, akan menyebabkan wire rope melilit (terpluntir).
92
Gambar 86 3.46 Celup
Gambar 87 3.47 Siram
Gambar 88 3.48 Saput
93
Gambar 89 3.49.Wire Rope Rusak
PEMBAHASAN Sentral atau pusat pengendali seluruh operasi pemboran ada pada drawworks. Pada drawworks terdapat instrument-instrument
untuk mengatur
seluruh
kegiatan
pemboran yang dilaksanakan oleh seorang driller. Sedikit saja kesalahan yang dilakukan oleh driller pada drawworks akan mengakibatkan kerugian yang sangat besar. Salah satu komponen yang paling pokok pada suatu sistem pengangkatan adalah menara (derrick). Kedalaman suatu sumur minyak sangat mempengaruhi jenis-jenis menara yang akan digunakan. Pemilihan menara harus disesuaikan dengan kedalaman suatu sumur. Parameter ukuran menara yang harus diperhatikan adalah : kapasitas, tinggi, luas lantai bor dan lantai bor. Menurut standard API menara terbuat dari besi baja. Baja profil yang digunakan sesuai dengan spesifikasi A7 atau A94. Karakteristik menara bor ditentukan oleh kapasitas yang menyangkut dimensi dan kekuatannya. Menara harus tahan terhadap pengaruh kecepatan angin. Sebagai contoh untuk menara API no.18, tinggi 41,45 m (136') harus tahan terhadap pengaruh angin dengan kecepatan 88,15 km/jam. Untuk menara yang lebih besar misalnya API no.25, tinggi 57,60 m (189') kecepatan angin maksimum 120 km/jam bila pipa-pipa bor berada pada menara dan 185 km/jam bila tanpa pipa bor bersandar pada menara. 94
Untuk memilih menara pemboran ada dua prinsip yang harus diperhatikan yaitu, kapasitas, tingginya MEMILIH KAPASITAS Bila n = jumlah kabel pada traveling block dan P jumlah beratan (beban) pada hook, maka tegangan tarik yang timbul pada : kabel aktif, kabel mati dan setiap kabel pada travelling block adalah : P/n. Bila G adalah berat menara dan crown block, maka : ......................... (1) ()PnnPGAPI=+−4
Dengan savety faktor = 2,0 dan M adalah berat hook dan traveling block dan accesorisnya, maka :
MEMILIH TINGGI MENARA Biasanya orang memilih menara itu setinggi mungkin, tetapi akan menimbulkan masalah dalam transportasi dan rigging up-nya. Oleh karena itu untuk mendapatkan efisiensi yang baik, diambil patokan tinggi satan (1 stand = 3 batang drill pipe) maksimal 30 meter.±
95
LUAS DAN TINGGI LANTAI BOR Lantai bor berbentuk bujur sangkar atau segi empat, sedang panjang sisi dan tingginya disesuaikan dengan menaranya. Secara ringkas, ukuran, luas dan tinggi lantai bor, dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 4 Luas dan tinggi lantai bor
Ukuran Menara
Sisi Lantai Bor
Tinggi Lantai Bor
Tinggi Menara
(inch)
(inch)
94'
24'
7'3"
122'
24'
7'3"
136'
26'
7'3"
140'
30'
10'
147'
30'
14'
189'
37'6"
14'
(inch)
96
BAB IV SISTEM SIRKULASI (CIRCULATING SYSTEM ) 4.1 Pendahuluan A. Latar Belakang Operasi pengeboran merupakan pekerjaan yang membutuhkan biaya besar atau padat modal, menggunakan teknologi tinggi dan beresiko tinggi. Para personel yang bekerja pada operasi pengeboran harus mempunyai pengetahuan yang baik juga tentang keselamatan kerja. Sehingga operasi pengeboran dapat berjalan lancar, dan kecelakaan kerja dapat dihindari. Isi mata diklat ini lebih dititik beratkan untuk memberikan pengetahuan dasar peralatan-peralatan dalam sistem sirkulasi dan bagaimana perawatannya. B. Deskripsi Singkat Mata Diklat ini membahas pengertian peralatan sistem sirkulasi, lumpur pengeboran, tempat mempersiapkan lumpur pengeboran, peralatan-peralatan sirkulasi, tempat mengkondisikan lumpur, pompa lumpur dan bongkar pasang pompa lumpur.
C. Manfaat Bahan Ajar Bagi Peserta Peserta diklat termotivasi untuk dapat mendalami ilmu pengeboran yang terdapat pada sumber buku Alat Sirkulasi dan untuk meningkatakan sumberdaya manusia Indonesia yang seutuhnya, relevan dengan tantangan zaman dunia pengeboran yang mengglobal.
D. Tujuan Pembelajaran 1. Kompetensi Dasar Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta mampu menerapkan pengertian peralatan sistem sirkulasi, lumpur pengeboran, dan proses sirkulasi selama operasi pengeboran serta prosedur bongkar pasang pompa lumpur. 2. Indikator Keberhasilan Peserta dapat : a. Menjelaskan pengertian peralatan sistem sirkulasi. b. Menjelaskan lumpur pengeboran. c. Menjelastkan tempat mempersiapkan lumpur pengeboran. 97
d. Menjelaskan peralatan-peralatan sirkulasi. e. Menjelaskan tempat mengkondisikan lumpur. f. Menjelaskan tentang pompa lumpur g. Mendemonstrasikan bongkar pasang pompa lumpur
E. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok a. Materi Pokok: 1) Pengertian Peralatan Sistem Sirkulasi. 2) Lumpur Pengeboran 3) Tempat Mempersiapkan Lumpur Pengeboran. 4) Peralatan-Peralatan Sirkulasi 5) Tempat Mengkondisikan Lumpur 6) Pompa Lumpur 7) Bongkar Pasang Pompa Lumpur b. Sub Materi Pokok: 1.1 Pengertian peralatan sistem sirkulasi 1.2 Fluida pengeboran (drilling fluid) 1.3 Tempat persiapan (preparation area) 1.4 Peralatan sirkulasi (circulating equipment) 1.5 Conditioning area atau solid control equipment 2.1 Jenis-jenis lumpur pengeboran 2.2 Fungsi lumpur pengeboran 3.1 Mixing hopper
3.2 Rumah lumpur (mud house) 3.3 Tangki-tangki baja untuk lumpur 3.4 Kolam cadangan (reserve pit) 3.5 Bulk storage bins 3.6 Tangki air 4.1 Pipa penyalur dari pompa dan pipa pengembalian (discharge line dan return line) 4.2 Pipa tegak (stand pipe) 4.3 Rotary hose 98
4.4 Pompa Lumpur 4.5 Pompa–pompa khusus dan alat–alat pengaduk 5.1 Shale shaker 5.2 Mud gas separator 5.3 Degasser 5.4 Desander 5.5 Desilter 6.1 Terminologi pompa 6.2 Bagian-bagian pompa 6.3 Bagian-bagian fluid end 7.1 Membongkar pompa duplex 7.2 Memasang kembali pompa duplex 7.3 Membongkar dan memasang piston assembly 7.4 Membongkar pompa single acting 7.5 Membongkar single acting pump-over-under valve 7.6 Memasng kembali single acting pump 7.7 Valve dan seat 7.8 Power end
F. Petunjuk Belajar Untuk mencapai hasil pembelajaran peserta diklat perlu mengikuti beberapa petunjuk antara lain sebagai berikut : 1. Pertama peserta diklat memahami legalisasi satuan acara pembelajaran agar mengerti materi pokok, sub materi pokok, buku-buku penunjang, kemampuan dasar, dan indikator hasil belajar. 2. Setelah itu peserta diklat membaca buku modul Introduction to Drilling Operation agar dapat memahami materi modul. 3. Mengikuti kegiatan pembelajaran bersama-sama widyaiswara dalam kelas disertai dengan tanya jawab untuk memperjelas pendalaman modul. 4. Peserta diklat mengerjakan soal-soal latihan. 5. Hasil nomor 4 sebagai tolak ukur terhadap indikator hasil pembelajaran.
99
4.2 Pengertian Peralatan Sistem Sirkulasi Sistem sirkulasi adalah suatu system peralatan yang memiliki tugas utama membantu sistem pemutar didalam “mengebor sumur” dengan menyediakan perlengkapan-perlengkapan yang sesuai untuk mengatur bahan-bahan lumpur dan tempat-tempat kerja untuk mempersiapkan, merawat dan mengganti fluida pengeboran. Sistem sirkulasi terdiri dari empat komponen utama, yaitu : 1. Fluida pengeboran (drilling fluid) 2. Tempat persiapan (preparation area) 3. Peralatan sirkulasi (circulating equipment) 4. Conditioning area atau solid control equipment
A. Fluida Pengeboran (Drilling Fluid) Fluida pengeboran adalah merupakan suatu campuran cairan (liquid) dari beberapa komponen yang terdiri dari : air (tawar atau asin), minyak, lempung (clay), bahanbahan kimia (chemical additives), gas, udara, busa maupun detergen. Di lapangan, fluida pengeboran dikenal sebagai “lumpur pengeboran” (mud). B. Tempat Persiapan (Preparation Area) Penempatan dimulai dari sistem sirkulasi. Tempat persiapan lumpur pengeboran terdiri dari peralatan-peralatan yang diatur untuk memberikan fasilitas persiapan atau “treatment” lumpur bor. Tempat ini meliputi :mud house, steel mud pits/tank, mixing hopper, chemical mixing barrel, bulk storage bins, water dan reserve pit C. Peralatan Sirkulasi (Circulating Equipment) Peralatan sirkulasi merupakan komponen utama dalam sistem sirkulasi. Peralatan ini mengalirkan lumpur pengeboran dari peralatan sirkulasi, turun ke rangkaian pipa bor dan naik ke annulus membawa serbuk bor ke permukaan menuju conditioning area sebelum kembali ke mud pits untuk sirkulasi kembali. Peralatan sirkulasi terdiri dari beberapa komponen khusus :mud pit, mud pump, pump dischange and return lines, stand pipe dan rotary hose.
100
D. Conditioning Area atau Solid Control Equipment Ditempatkan di dekat rig. Area ini terdiri dari peralatan-peralatan khusus yang digunakan untuk “clean up”(pembersihan) lumpur bor setelah keluar dari lubang bor. Fungsi utama peralatan-peralatan untuk membersihkan lumpur bor dari serbuk bor (cutting) dan gas-gas yang terikut, ada dua metode pokok untuk memisahkan cutting dan
gas :menggunakan
prinsip
gravitasi,
dan
secara
mekanik.
Peralatan
“Conditioning Area” terdiri dari : settling tanks, reserve pits, mud-gas separator, shale-shaker, desander, desilter dan degasser
Gambar 90 2.1. Circulating System
E. Rangkuman 1. Sistem sirkulasi merupakan system yang bertugas membantu sistem pemutar didalam “mengebor sumur” dengan menyediakan perlengkapan-perlengkapan yang sesuai. 2. Sistem sirkulasi terdiri dari empat komponen utama, yaitu : fluida pengeboran (drilling fluid), tempat persiapan (preparation area), peralatan sirkulasi (circulating equipment), Conditioning area atau solid control equipment. F. Latihan 1. Jelaskan pengertian tentang sistem sirkulasi ! 2. Sebutkan tujuan komponen-kompone utama dalam sistem sirkulasi !
101
4.3 Lumpur Pengeboran Lumpur pemboran (drilling mud) atau fluida pemboran (drilling fluid), merupakan factor yang sangat penting dalam operasi pemboran. Laksana tubuh manusia, lumpur pemboran ibarat darah yang bersirkulasi keseluruh tubuh yang digerakkan oleh jantung. Dalam operasi pemboran, yang mensirkulasikan lumpur pemboran adalah pompa lumpur.
A. Jenis-Jenis Lumpur Pemboran Lumpur pengeboran dibedakan menjadi :
1. Water–Base Mud Lumpur pengeboran yang paling banyak digunakan adalah water-base mud (80%). Komposisi lumpur ini terdiri dari air tawar atau air asin, clay dan chemical additives. Komposisi ini ditentukan oleh kondisi lubang bor.
Pedoman operasional secara umum : a. Surface drilling operation : digunakan lumpur biasa (natural mud) dengan sedikit additive yang digunakan. b. Hard Subsurface Drilling Operations : bila menembus formasi keras (porositas rendah) digunakan lumpur encer. c. Soft Subsurface drilling operations : bila menembus formasi bertekanan tinggi (porositas tinggi), digunakan lumpur berat.
Water-base mud merupakan jenis lumpur yang paling umum digunakan karena murah, mudah penggunaannya dan dapat membentuk “filter cake” (kerak lumpur) untuk melindungi gugurnya dinding lubang bor. 2. Oil–Based Mud Digunakan pada pengeboran dalam, hotholes, formasi shale dan sebagainya. Lumpur ini lebih mahal, tetapi mengurangi terjadinya korosi pada rangkaian pipa bor, dsb.
102
3. Air or Gas–Based Mud Keuntungan dari lumpur jenis ini terutama adalah dapat menghasilkan laju pengeboran yang lebih besar. Karena digunakan kompressor, kebutuhan peralatan dan ruang lebih sedikit.
B. Fungsi Lumpur Pemboran Lumpur pengeboran pada mulanya hanya berfungsi sebagai pembawa serbuk bor (cutting) dari dasar lubang bor ke permukaan. Lumpur pengeboran mempunyai fungsi penting dalam operasi pengeboran, antara lain : 1. Mengangkat cutting ke permukaan. Mengangkat cutting kepermukaan tergantung dari : a. Kecepatan fluida di annulus. Umumya kecepatan 100-200 rpm sudah cukup (kadang-kadang perlu 200 rpm tetapi jarang digunakan). b. Kapasitas untuk menahan fluida yang merupakan fungsi dari densitas, aliran (laminer atau turbulan), dan viscositas. 2. Mengontrol tekanan formasi. Tekanan fluida formasi umumnya sekitar 0.433 psi/ft sampai 0.465 psi/ft kedalaman. Pada tekanan yang normal, air dan padatan pengeboran telah cukup untuk menahan tekanan formasi ini. Untuk tekanan yang lebih kecil dari normal (subnormal), density lumpur harus diperkecil agar lumpur tak masuk hilang ke formasi. Sebaliknya untuk tekanan yang lebih besar dari normal (lebih dari 0,433 psi/ft atau lebih dari 0.465 psi/ft, abnormal pressure), Maka kadang-kadang barite perlu ditambahkan untuk memperberat lumpur.
Tekanan yang diakibatkan oleh kolom lumpur pada kedalaman D ft dapat dihitung dengan rumus : Dalam keadaan statik : Ph = 0.052 MW D Keterangan : Ph = tekanan hidrostatik lumpur, psi MW = densitas lumpur, ppg. D
= kedalaman, ft
103
Perlu diketahui, bahwa tekanan pada formasi yang diakibatkan oleh fluida pada saat mengalir (rumus diatas untuk keadaan statik) adalah tekanan yang dihitung dengan rumus diatas ditambah dengan pressure loss (kehilangan tekanan) pada annulus diatas formasi yang bersangkutan, atau : P = Ph + Ploss 3. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string. Panas dapat timbul karena gesekan bit dan drill string yang kontak dengan formasi. Konduksi formasi umumnya kecil, sehingga sukar menghilangkan panas ini. Tetapi umumnya dengan adanya aliran lumpur volume atau specific heat lumpur sudah cukup untuk mendinginkan sistem dan melumasi. 4. Memberi dinding pada lubang bor dengan mud cake. Lumpur akan membuat mud cake atau lapisan zat padat tipis dipermukaan formasi yang permeable (lolos air). Pembentukan mud cake ini akan menyebabkan tertahannya aliran fluida masuk ke formasi untuk selanjutnya. (Adanya aliran yang masuk yaitu cairan plus padatan menyebabkan padatan tertinggal/tersaring). Cairan yang masuk ke formasi disebut filtrat.
Mud cake dikehendaki yang tipis karena dengan demikian lubang bor tidak terlalu sempit dan ciran tidak banyak yang hilang. Sifat wall building ini dapat diperbaiki dengan penambahan : a.
Sifat koloid drilling mud dengan bentonite.
b.
Memberi zat kimia untuk memperbaiki distribusi zat padat dalam lumpur, misalnya Starch, CMC dan cypan, yang mana mengurangi filter loss dan memperbaiki mud cake.
5. Menahan cutting saat sirkulasi dihentikan. Dipengaruhi oleh sifat gel strength lumpur (dalam kondisi statis). 6. Mengurang sebagian berat rangkaian pipa bor (Bouyancy effect). BF = 1 – ( ρm / 65.5 ) 7. Melepas cutting dan pasir dipermukaan. Kemampuan lumpur untuk menahan cutting selama sirkulasi dihentikan terutama tergantung pada gel strength. Dengan cairan menjadi gel, tekanan terhadap tekanan ke bawah dapat dipertinggi. Cutting perlu ditahan agar tidak turun
104
kebawah, karena bila mengendap dapat mengakibatkan akumulasi cutting dan pipa akan terjepit (pipe sticking).
Selain itu ini akan memperberat rotasi permulaan dan juga memperberat kerja pompa untuk memulai sirkulasi kembali. Tetapi gel yang terlalu besar akan berakibat buruk juga karena akan menahan pembuangan cutting dipermukaan (selain pasir). Dengan penggunaan alat-alat seperti desander atau shale shaker dapat membantu pengambilan cutting/pasir dipermukaan. Patut ditambahkan, bahwa pasir harus dibuang dari aliran lumpur, karena sifatnya yang sangat abrasive (mengikis) pada pompa, fitting (sambungan-sambungan) dari bit. Untuk ini kadar pasir maksimal yang dibolehkan adalah 2%. 8. Mendapatkan informasi (mud logging, sample log). Dalam
pengeboran,
lumpur
kadang-kadang
dianalisa
untuk
diketahui
mengandung hidrokarbon atau tidak (mud log). Selain itu dilakukan juga sample log, yaitu analisa daripada cutting yang naik ke permukaan, untuk menentukan jenis formasi yang dibor.
9. Sebagai media logging. Pada penentuan adanya zona minyak atau gas serta zona air dan juga untuk korelasi dan maksud-maksud tertentu, dilakukan logging (dimasukkan sejenis alat seperti alat listrik atau gamma ray/neutron) seperti electric logging yang memerlukan media arus listrik dilubang bor.
C. Rangkuman 1. Lumpur pemboran (drilling mud) atau fluida pemboran (drilling fluid), merupakan faktor yang sangat penting dalam operasi pemboran sebagai pengontrol masalah-masalah pengeboran, pembersihan lubang dan media informasi 2. Jenis-jenis lumpur pengeboran antara lain : water base mud, oil base mud dan air or gas base mud. D. Latihan 1. Sebutkan jenis-jenis lumpur pengeboran! 2. Sebutkan fungsi-fungsi dari lumpur pengeboran! 105
3. Jelaskan mengenai lumpur pengeboran sebagai pengontrol tekanan! 4. Apa yang dimaksud lumpur pengeboran sebagai media logging 5. Jika berat lumpur adalah 9,5 ppg ; dan kedalaman sumur 6500 ft. Berapakah tekanan hidrostatiknya?
4.4 Tempat Mempersiapkan Lumpur Tempat mempersiapkan (Preparation area) adalah tempat mempersiapkan, merawat atau mengganti fluida pengeboran. Kebutuhan tempat persiapan dan perawatan tergantung dari keadaan formasi dan sumur bor yang direncanakan akan ditembus. Tempat mempersiapkan terletak pada pangkal sistem sirkulasi dekat pompa – pompa lumpur. Tempat itu terdiri dari : a. Mud house b. Steel mud pit / tanks c. Mixing hopper d. Chemical mixing barrel e. Bulk mud storage bins f.
Water tank
g. Kolam cadangan (reserve pit)
Tempat ini merupakan tempat dimana cairan pengeboran dipersiapkan dan dirawat atau diganti, tergantung dari keadaan di dalam lubang sumur. Perubahan – perubahan mungkin diperlukan antara lain untuk : a. Agar selalu mendapatkan lubang sumur bor yang baik / stabil Untuk membentuk cairan pengeboran yang memiliki berat jenis yang cukup b. Untuk
membentuk
cairan
pengeboran
yang
mampu
mentoleransi
kemungkinan kontaminasi dari lubang bor yang sedang ditembus. c. Untuk mendapat sifat – sifat fluida pengeboran yang baik agar memperoleh sifat aliran yang baik. d. Untuk mempersiapkan lumpur agar tidak menimbulkan kerusakan pada formasi produktif. Terdapat 4 (empat) macam kerja rutin utama didalam mempersiapkan lumpur pengeboran yang biasa dilakukan tim pengeboran : a. Persiapan pertama, untuk membuat kekentalan (viskositas) lumpur. 106
b. Mengurangi air tapisan. c. Penambahan bahan – bahan kimia lumpur, untuk membuat perubahan ikatan – ikatan kimia dalam lumpur pengeboran agar memiliki sifat lumpur yang baik. Kolam lumpur (slush pit), dimana potongan – potongan tanah, bahan pembuangan dan sebagainya disimpan. Duck nesh adalah tempat kelebihan cairan pengeboran disimpan untuk dipakai kembali pada waktu gawat / darurat. A. Mixing hopper Peralatan ini berbentuk
corong yang dipakai untuk menambahkan bahan lumpur
berbentuk tepung ke dalam cairan pengeboran padawaktu perawatan lumpur di tangki lumpur. Jenis yang banyak dipakai adalah Hopper Jet, yang bekerja berdasarkan prinsip tekanan ruang hampa
Gambar 91 4.1. Mixing Hopper
Menambah bahan – bahan kimia untuk cairan pengeboran : Bahan – bahan yang dibutuhkan secara praktis dicampur kepada zat zair pengeboran mellaui beberapa cara : a. Melalui mixing hopper b. Melalui tong – tong bahan – bahan kimia c. Langsung ke kolam – kolam lumpur yang terbuka (tidak begitu sering dipakai) atau, d. Secara kombinasi – kombinasi dari cara – cara di atas. 107
B. Rumah lumpur (mud house) Adalah suatu gudang penyimpan bahan lumpur tertutup. Terletak di samping kolam lumpur dan di samping mixing hopper, di area tempat mempersiapkan lumpur. Didalam mud house ini terdapat tumpukan karung berisi bahan – bahan lumpur yang kering yang akan dipakai bila diperlukan didalam program perawatan cairan pengeboran untuk suatu formasi yang sedang dibor.
Gudang ini biasanya diletakkan sama tingginya dengan bagian atas dari tangki lumpur, untuk mempermudah jalannya truk pengeboran dan agar bahan – bahan kimia tambahan tersimpan dalam keadaan kering, sehingga mempermudah untuk pencampuran bahan lumpur tersebut ke sistem pencampuran. C. Tanki – tangki baja untuk lumpur Kotak – kotak baja berbentuk segi empat yang dipakai untuk menampung dan mengatur cairan pengeboran setelah keluar dari sumur bor. Pada umumnya semua kolam lumpur adalah serupa kecuali, yang dinamakan “shaker pit” atau “tangki pengendapan” (settling tank)
Gambar 92 4.2. Mud House
Shaker pit atau tangki pengendap atau settling tank adalah tangki besi yang terletak di bawah shale shaker dengan dinding – dinding yang miring 45 sehingga serbuk bor ukuran kecil yang belum terbuang akan mengendap. 108
D. Kolam Cadangan (Reserve Pit) Kolam cadangan (reserve pit) adalah suatu kolam di permukaan yang menampung cutting dari dalam sumur bor, dan kadang–kadang untuk menampung zat zat pengeboran ekstra yang diperlukan pada suasana yang darurat. Kolam itu dibagi menjadi dua tempat : shlush pit dan duck nest.
Gambar 93 4.3. Settling Tank
Gambar 94 4.4. Reserve Pit
109
E. Bulk storage bins Merupakan bejana tempat menyimpan yang berbentuk corong yang terletak disamping kolam lumpur daerah tempat mempersiapkan lumpur. Tangki – tangki ini berisi bahan – bahan tambahan yang besar seperti bentonite dan bahan – bahan pemberat (barite). Bejana tempat menyimpan bahan lumpur ini bekerja berdasarkan prinsip gravitasi (gravity feed).
Keuntungan dengan alat ini hanya membutuhkan sedikit operator dan mempertinggi effisiensi, keamanan dan ekonomi. Sebagian tempat penyimpanan
ini diberikan
tenaga pembantu dari udara bertekanan.
F. Tangki Air Tangki air merupakan tempat menyimpan air yang diperlukan sebagai cadangan / persiapan.
Sumber air berasal dari sumur-sumur air atau sumber air lainnya di
sekitar lokasi pengeboran.
Gambar 95 4.5. Bulk Storage Bin
110
G. Rangkuman 1. Tempat mempersiapkan lumpur pengeboran merupakan tempat dimana cairan pengeboran dipersiapkan dan dirawat atau diganti, tergantung dari keadaan di dalam lubang sumur.. 2. Peralatan-peralatan preparation area antara lain : mixing hopper, rumah lumpur, tangki-tangki baja untuk lumpur, kolam cadangan (reserve pit), bulk storage bins, tangki air H. Latihan 1. Sebutkan peralatan-peralatan pada preparation area! 2. Sebutkan kerja rutin yang dilakukan dalam mempersiapkan lumpur pengeboran! 3. Apakah fungsi dari mixing hopper? 4. Mengapa posisi rumah lumpur harus lebih tinggi dari tangki-tangki baja untuk lumpur? 5. Dimanakah cutting dibuang pada operasi pengeboran?
4.5 Peralatan-Peralatan Sirkulasi (Circulating Equipment) Peralatan sirkulasi adalah salah satu dari bagian – bagian yang utama dari sistem sirkulasi. Perlengkapan ini menyalurkan fluida pengeboran. Fkuida ini disalurkan dari tangki tempat mempersiapkan lumpur memakai pompa lumpur ke dalam drill stem dan naik ke permukaan melalui annulus, dan kemudian dipindahkan ke tangki pengkondisi lumpur, sebelum ditempatkan kembali ke dalam tangki lumpur untuk disirkulasikan kembali. Peralatan sirkulasi ini terdiri dari beberapa bagian – bagian yang spesial, yaitu Tangki lumpur (mud pit) 1. Pipa penyalur dari pompa dan pipa pengembalian (discharge line dan return line). 2. Pipa tegak (stand pipe). 3. Selang pembasuh (rotary hose). 4. Pompa lumpur (mud pump). 5. Pompa–pompa khusus dan alat–alat pengaduk.
111
A. Pipa penyalur dari pompa dan pipa pengembalian (discharge line dan return line) Flow line dan disharge line serta return line, adalah pipa – pipa penyambung yang penting dalam memindahkan fluida pengeboran bertekanan ke dalam dan kembali dari sumur bor. Discharge line menyalurkan fluida pengeboran yang baru atau yang dikondisikan line kembali ke dalam drill stem dengan tekanan tinggi. Return line membawa fluida pengeboran yang membawa cutting dan gas–gas dari sumur bor ke tempat pengkondisian dengan menggunakan tenaga gravitasi. Annulus, adalah ruangan antara batang bor dan dinding sumur bor, dan berfungsi sebagai laluan fluida pengeboran beserta cutting kembali ke permukaan. Sistem sirkulasi : 1. Fluida pengeboran disiapkan di preparation area. 2. Fluida pengeboran, dihisap oleh pompa lumpur, dan dialirkan kearah sumur bor. 3. Fluida pengeboran dialirkan ke stand pipe terus ke swivel. 4. Fluida pengeboran dialirkan ke bawah melalui batang bor, dan ke atas melalui annulus. 5. Pada permukaan fluida pengeboran mengalir ke tempat pengkondisian lumpur. 6. Peralatan
pengkondisian
lumpur
memisahkan
partikel-partikel
dari
fluida
pengeboran. 7. Fluida pengeboran dialirkan kembali ke mud tank kemudian disirkulasikan kembali. B. Pipa tegak (stand pipe) Pipa tegak (stand pipe) adalah suatu pipa baja yang dijepit secara vertical di samping dari derrick atau mast dan menghubungkan discharge line dengan selang pembasuh (rotary hose).
Rotary hose ini disambungkan pada ujung stand pipe dan pada bagian swivel yaitu goose neck. Rotary hose ini mengalirkan fluida pengeboran ke swivel dan disalurkan kedalam batang bor. Pipa tegak ini memungkinkan swivel dan Rotary hose untuk bergerak vertikal ke atas atau ke bawah seperlunya. Di bagian bawah stand pipe terdapat manifold yang berfungsi untuk mengatur aliran lumpur selain ke stand pipe juga untuk ke pencegah semburan liar dan ke bell nipple.
112
Gambar 96 4.6. Stand Pipe
Gambar 97 4.7. Stand Pipe Manifold
C. Rotary hose Rotary hose adalah suatu selang karet bertulang anyaman baja yang lemas dan sangat kuat, yang menghubungkan stand pipe dengan swivel. Selang ini harus elastic , untuk memungkinkan swivel bergerak bebas secara vertikal. Selang ini juga harus sangat kuat untuk tahan lama, karena pekerjaannya yang sangat berat dalam memindahkan fluida pengeboran yang kasar dan bertekanan tinggi itu (sampai 5.000 psi). Selang pemutar ini dapat diperoleh dengan ukuran panjang sampai kurang lebih 75 feet. 113
Gambar 98 4.8. Rotary Hose
D. Pompa Lumpur Pompa lumpur adalah bagian utama
dari peralatan
sistem sirkulasi. Tugas
utamanya adalah menyalurkan fluida pengeboran yang banyak dan
bertekanan
tinggi. Ada 2 (dua) macam utama dari pompa – pompa lumpur itu, yaitu : Duplex dan Triplex.
Perbedaan utamanya adalah di dalam jumlah toraknya dan cara kerjanya. Pompa gerak ganda (duplex) adalah pompa yang sering dipakai, akan tetapi pompa bertorak pergerakan tunggal (tripex) mulai dipakai seiring perkembangan teknologi. Pompa triplex memberikan tekanan yang tinggi dengan harga yang lebih murah (kira – kira 20 – 50% lebih murah). Pompa triplex juga 40 sampai 50 % lebih ringan, sehingga mudah moving-nya.
114
Gambar 99 4.9. Duplex Mud Pump
Gambar 100 4.10. Triplex Mud Pump
E. Pompa–pompa khusus dan alat–alat pengaduk 1. Pompa Centrifugal
Pompa – pompa kecil (sampai 100 HP) ditempatkan pada beberapa tempat di sekeliling rig, digunakan untuk keperluan alat – alat pencampuran, seperti mud
115
gun dan pengaduk lumpur lainnya, untuk memindahkan fluida pengeboran dari tangki ke tangki lainnya
Gambar 101 4.11. Centrifugal Pump
2. Pengaduk Lumpur (Mud Agitator )
Pengaduk lumpur ini mempunyai tugas yang sama dengan mud gun, hanya lebih effektif. Pengaduk ini pada umumnya banyak digunakan pada rig pengeboran yang modern.
Gambar 102 4.12. Mud Agitator
116
3. Mud Gun
Peralatan ini berupa pipa dan bertekanan tinggi yang dipasang pada tangki – tangki lumpur, digunakan seperlunya dalam mengaduk dengan memancarkan cairan pengeboran. Pengadukan ini membantu mencegah pengendapan bahan pemberat di dalam cairan pengeboran.
Gambar 103 4.13. Mud Gun
F. Rangkuman 1. Peralatan-peralatan sirkulasi menyalurkan fluida pengeboran dari tangki tempat mempersiapkan lumpur memakai pompa lumpur ke dalam drill stem dan naik ke permukaan melalui annulus, dan kemudian dipindahkan ke tangki pengkondisi lumpur,
sebelum
ditempatkan
kembali
ke
dalam
tangki
lumpur
untuk
disirkulasikan kembali. 2. Peralatan-peralatan sirkulasi antara lain discharge line dan return line, pipa tegak (stand pipe), rotary hose, pompa lumpur serta pompa–pompa khusus dan alat– alat pengaduk. 3. Pompa–pompa khusus dan alat–alat pengaduk antara lain : pompa centrifugal, pengaduk lumpur (mud agitator) dan mud gun.
G. Latihan 1. Apakah fungsi dari peralatan-peralatan sirkulasi? 2. Sebutkan urutan-urutan sirkulasi! 3. Sebutkan peralatan-peralatan sirkulasi! 4. Sebutkan pompa–pompa khusus dan alat–alat pengaduk! 5. Mengapa lumpur pengeboran perlu diaduk-aduk? 117
4.6 Tempat Mengkondisikan Lumpur Pengeboran Tempat mengkondisikan lumpur pengeboran terletak di dekat rig. Tempat ini terdiri dari perlengkapan khusus yang dipakai untuk “membersihkan” cairan pengeboran. Peralatan ini terdiri dari : 1.
Shale shaker
2.
Degasser
3.
Desander
4.
Desilter, dan
5.
Settling tank (tangki pengendapan)
Tugas utama tempat ini adalah untuk mengeluarkan cutting dan gas yang masuk ke dalam lumpur pengeboran. Ada dua cara dasar untuk mengeluarkan cutting dan gas. Cara pertama adalah dengan menggunakan gravitasi, sewaktu cairan itu dilewatkan melalui shale shaker dan tangki pengendapan. Cara kedua adalah secara mekanis, dimana perlengkapan yang khusus lain diperlukan untuk dipasang pada tangki lumpur, untuk mengeluarkan partikel-partikel dan gas yang larut dalam lumpur. A. Shale shaker Shale shaker merupakan saringan yang digetarkan dan biasanya ditempatkan pada ujung tangki lumpur pertama (disebut “shaker tank”). Pertama kali cairan pengeboran akan langsung datang dari sumur bor ke shale shaker. Tugas utamaya adalah untuk memisahkan cutting atau partikel-partikel yang berukuran > 150 micron dari lumpur.
118
Gambar 104 4.14. Dry Cutting
Gambar 105 4.15. Shale Shaker
B. Mud gas separator Peralatan untuk memisahkan gas dari lumpur di tempatkan pada ujung bagian luar dari perlengkapan pengkondisi lumpur, disebelah shale shaker. Berbentuk tangki
119
tegak dan kadang – kadang horizontal serta disambungkan pada choke manifold, dengan memakai pipa – pipa bertekanan tinggi. Tugas – tugas utamanya adalah : 1. Mengeluarkan gas dari dalam cairan pengeboran. 2. Memisahkan
cairan
pengeboran
yang
masih
dapat
dipakai,
dengan
mengalirkannya kembali ke degasser. 3. Mengalirkan gas – gas yang mudah terbakar dan beracun melalui pipa.
Gambar 106 4.16. Mud Gas Separator
C. Degasser Pembuang gas biasanya ditempatkan pada kolam – kolam lumpur. Tugas utamanya adalah mengeluarkan gas dari dalam cairan pengeboran secara terus menerus. Gas harus dikeluarkan karena gas dapat : 1. Menurunkan berat jenis cairan pengeboran. 2. Menurunkan efisiensi pompa 3. Menurunkan tekanan hidrostatis dari cairan pengeboran, dan 120
4. Memperbanyak isi tangki. Kondisi – kondisi seperti di atas tidak diinginkan. Bila gas berjumlah besar dibiarkan masuk lubang bor, maka kick bisa terjadi dan dapat mengakibatkan semburan liar (blowout).
Gambar 107 4.17. Degasser
Gambar 108 4.18. Penempatan Degasser
121
D. Desander Desander terdiri dari beberapa buah silinder berbentuk kerucut. Berfungsi untuk mengeluarkan partikel-partikel melalui
yang berukuran 50 - 70 micron yang dapat lewat
shale shaker. Cairan pengeboran masuk dengan tekanan tinggi melalui
silinder dan bagian – bagian yang berat akan dikeluarkan oleh tenaga centrifugal dan selanjutnya keluar melalui dasar silinder.
Gambar 109 4.19. Desander
E. Desilter Mekanisme kerjanya sama dengan desander perbedaannya adalah ukuran partikelnya < 50 micron. Pemisahan partikel-partikel tersebut dapat mengurangi keausan pompompa lumpur.
122
Gambar 110 4.20. Desilter
F. Rangkuman 1. Tugas utama tempat mengkondisikan lumpur pemboran (conditioning area) adalah untuk mengeluarkan cutting dan gas yang masuk ke dalam lumpur pengeboran. 2. Peralatan-peralatan tempat mengkondisikan lumpur pemboran (conditioning area) antara lain : shale shaker, mud gas separator, degasser, desander dan desilter.
G. Latihan 1. Apakah fungsi dari tempat mengkondisikan lumpur pemboran (conditioning area)? 2. Apakah fungsi dari shale shaker? 3. Apakah fungsi dari mud gas separator? 4. Apakah perbedaan antara mud gas separator dengan degasser? 5. Dengan alat apakah partikel berukuran kurang dari 50 micron?
123
4.7 Pompa Lumpur Jenis pompa lumpur yang dipakai pada unit pengeboran adalah pompa torak duplex double acting atau triplex single acting. Pompa duplex double acting memiliki dua piston (torak) dan pada setiap piston memiliki pasangan 4 buah valve tekan (discharge valve) dan dua valve hisap (suction valve).
Pompa duplex bekerja ganda (double acting) artinya untuk gerakan piston pompa kedepan ataupun ke belakang akan senantiasa menghasilkan pendorongan cairan. Gerakan piston pompa ini umumnya relatif lambat sehingga lumpur mengalir dari tangki masuk ke dalam pompa sewaktu langkah hisap cukup mengalir dengan baik tanpa diberi tenaga bantuan pompa atau lumpur mengalir sendiri karena perbedaan tinggi permukaan lumpur dan pompa.
Gambar 111 4.21. Mud Pump
Pompa triplex single acting memiliki tiga piston, dengan masing – masing piston berpasangan dengan satu valve tekan (discharge valve) dan satu valve hisap (siction valve). Pompa triplex single acting atau kerja tunggal artinya piston hanya bekerja satu arah saja yaitu saat gerakan ke depan, sedang untuk gerakan piston ke belakang hanya akan menghasilkan penghisapan lumpur dari tangki masuk ke dalam ruang liner pompa.
124
Gerakan piston pompa ini lebih cepat dibanding dengan pompa duplex, yaitu antara 1 ½ sampai 2 kali lebih cepat, sehingga sebagai akibatnya diperlukan pengisian lumpur ke ruang liner dari tangki dengan cepat pula, untuk keperluan itu pada pompa triplek pada saluran hisapnya senantiasa memerlukan bantuan aliran lumpur dengan pompa centrifugal sebagai supercharging.
A. Terminologi Pompa Pompa dapat dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu power end dan fluid end (cylinders, valve assembly, liners and pistons ). Power end mempunyai fungsi merubah gerakan mekanis berputar yang berasal dari putaran motor, dirubah menjadi gerakan maju mundur secara bergantian untuk semua piston.
Fluid end mempunyai fungsi untuk merubah tenaga mekanis menjadi tenaga hidrolik, dengan menghasilkan sejumlah kapasitas aliran dengan bertekanan tinggi.
Gambar 112 4.21. Power End
125
Gambar 113 4.22. Fluid End Assembly
B. Bagian – Bagian Pompa 1. Saluran hisap Pompa Konstruksi dari saluran hisap pompa lumpur harus dibuat agar permukaan lumpur terhadap pompa harus dapat memberikan tekanan yang positip, karena permukaan lumpur lebih tinggi dari letak / posisi piston pompa (positive head). Dengan positive head ini sewaktu piston bergerak langkah hisap, piston akan terus langsung diikuti lumpur dibelakangnya tanpa ada ruang yang kosong karena lumpur terlambat mengisi (kekosongan). Apabila terdapat keterlambatan pengisian lumpur pada saat piston bergerak langkah hisap, maka akan terjadi ketukan (knocking) sewaktu piston berubah ke langkah tekan. Ketukan yang demikian akan mengakibatkan : a. Menurunkan effisiensi volumetris pompa b.
Menurunkan usia pakai bagian – bagian dari pompa
c.
Dapat merusak power end dari pompa. 126
Besar positive suction head atau tekanan lumpur di saluran hisap semakin tinggi, apabila : a. Panas lumpur tinggi. b. Di dalam lumpur mengandung gas. c. Viscositas lumpur tinggi. d. Kecepatan gerak langkah pompa yang semakin tinggi.
Dilihat dari segi penyediaan atau terbentuknya positive head pada saluran hisap, maka dapat dibedakan adanya dua sistem saluran hisap antara lain: a. Flooded suction, yaitu sistem saluran hisap dimana
penyaluran lumpurnya
masuk ke dalam ruang liner pompa hanya karena gaya gravitasi .
Gambar 114 4.23. Flooded Suction
b. Charged (super charged) suction, yaitu sistem saluran hisap dimana pengaliran lumpurnya masuk ke dalam ruang liner dengan diberikan tekanan oleh pompa.
127
Gambar 115 4.24. Charged suction
Beberapa masalah dan tindakan yang perlu perhatian untuk saluran hisap a. Untuk sistem flooded ukuran pipa hisap usahakan sebesar mungkin dan tidak lebih kecil dari “8” b. Saluran hisap sebaiknya sama atau lebih besar dari ukuran saluran pipa hisap yang terdapat pada pompa. c. Jarak tangki dan pompa sebaiknya sedekat mungkin atau sependek mungkin. d. Saluran hisap sebaiknya lurus dan jangan banyak belokan, kalau terpaksa ada belokan pergunakan long radius elbow. e. Check pengendapan solid (padatan) pada dasar saluran hisap. f. Umumnya jika memakai 2 pompa, dengan satu buah stand by untuk waktu yang lama, maka penumpukan solid pada saluran hisap dapat terjadi dalam jumlah besar dan tidak dapat bersih terkikis pada waktu yang singkat pada saat pompa dipakai. g. Pengendapan dapat dicegah dengan memelihara kecepatan saluran hisap tetap tinggi. Dan setiap pompa punya saluran sendiri dan tidak bersama dengan saluran hisap pompa lain. h. Sebaiknya setelah periode tertentu bila perlu diadakan pengechekan. i. Mencuci saluran hisap pada waktu pindah rig sebaiknya dilakukan. j.
Kadang – kadang saluran hisap disambung 2 coupling, sehingga secara periodik pipa hisap dapat diputar untuk mengatur bagian atas yang dapat diletakkan di bawah.
k. Pelihara suction strainer (saringan pipa hisap) agar selalu bersih dengan melakukan pengecekan. 128
l. Letak lubang saluran hisap di tangki (pit) jangan terlalu dekat dengan dasar tangki, agar aliran tidak terhambat oleh kemungkinan adanya endapat dan juga agar pasir tidak masuk ke dalam pompa. m. Letak lubang saluran hisap juga tidak boleh terlalu tinggi atau dekat permukaan lumpur, karena pompa dapat menghisap udara dan dapat terjadi knocking (ketukan).
2. Centrifugal Super Charging Tujuan mempertinggi tekanan saluran hisap, untuk mencegah keterlambatan pengisian ruang hisap pompa. Cara ini hanya diperlukan terutama pada pompa yang berkecepatan tinggi yaitu pompa triplex. Keuntungan dengan sistem ini adalah : a. Mempertinggi pump out put (volumetric effisiensi naik). b. Operasi lebih halus. c. Memperpanjang usia pakai spare part pompa. d. Memperbesar HHP.
Dari pengalaman sebagian besar triplex pump memerlukan equivalent 60-70 feet head dari super charging pump supaya pengisian ruang hisap cukup baik. Tekanan yang terlalu tinggi akan berakibat suction valve tetap terbuka pada saat awal piston mulai bergerak untuk menekan (power stroke), sehingga akan memperpendek usia valve dan seat. Sebagian besar triplex pump memerlukan pompa centrifugal 5 x 6 atau 6 x 8 centrifugal pump, 1150 – 1200 Rpm 11 sampai 13 inch diameter impeller. Pemasangan saluran hisap pompa centrifugal dari kemungkinan terperangkanya udara, karena : a. Tidak memakai excentric reducer b. Pipa hisap agak kendor dibanding posisi pompa Bagian pipa yang lurus di depan pompa centrifugal pada saluran hisap minimal 2 kali diameter pipa. Knocking adalah suara ketukan yang menunjukkan pompa tidak beroperasi benar/baik/normal. Bermacam-macam jenis knocks dimana
129
umumnya disebut valve hammer, valve knock dan fluid hammer. Perubahan suara mungkin disebabkan kesulitan mekanis atau abnormal kondisi operasi. a. Mechanical knocking Mechanical knocks umumnya terjadi disebabkan kecepatan rendeman pompa tinggi, memberikan suara metal. Suara di power end selalu mechanical knock, tetapi ada kalanya suara itu dari fluid end yang merambat sehingga susah membedakan hal – hal tersebut. Mechanical knocking umumnya mempunyai ciri – ciri satu atau lebih karakteristik berikut : 1. Suara di satu tempat dan metalic 2. Knock timbul setelah pekerjaan pemeliharaan 3. Knock terjadi pada kecepatan rendah dan tinggi. b. Operational knocks, adalah suara yang terjadi dari operasi pompa yang normal. c. Hydraulic knocking, terjadi akibat poor priming, air, water hammer.
3. Suction Pulsation Dampener Peralatan ini dapat meredam dan menstabilkan tekanan saluran hisap. Suction dampener tidak mempertinggi pump horse power tetapi dapat mencegah menurunnya volumetric efficiency pompa dan mencegah problem knocking. Jenis-jenisnya adalah : a. Open suction dampener, bisa dipakai pada pompa duplex b. Air chamber type suction dampener, dapat untuk duplex double acting atau triplex. c. Precharged suction dampener, memerlukan tekanan udara 10 – 15 psi
4. Sistem Saluran Tekan Discharge Pulsation Dampener, mempunyai fungsi untuk meredam pulsa (gelombang) tekanan lumpur di saluran tekan. Agar dapat berfungsi effectif pulsation dampener ini harus dipasang sedekat mungkin dengan fluid end dan diberikan precharge nitrogen dengan tekanan yang cukup. Tekanan precharge yang diperlukan harus diikuti petunjuk pabrik pembuat. Sebagai contoh : untuk pulsation dampener produksi Emsco, tekanan precharge maksimum 2/3 tekanan rata – rata discharge tetapi tidak boleh lebih dari 650 psi. 130
Gambar 116 4.25. Pulsation Dampener
Adapun gas yang digunakan untuk pengisian harus mempergunakan nitrogen dan bukan udara atau oksigen. Getaran yang terjadi sepanjang saluran tekan perlu dihindari untuk mencegah terjadinya kerusakan atau pecah karena kelelahan, untuk menghindari hal tersebut digunakan vibrating hose.
Gambar 117 4.26. Vibration Hose
5. Pressure Relief Valve Pressure relief valve mempunyai fungsi untuk melindungi pompa dan discharge line untuk menghindari tekanan yang berlebihan, yang mungkin terjadi misalnya akibat bit tersumbat dan lain-lain. 131
Relief valve ini mampu membuka atau membuang tekanan apabila tekanan pipa melebihi tekanan tertentu yang telah disetting atau direncanakan bekerja untuk relief valve tersebut.
Besar tekanan pengesetan untuk suatu pompa didasarkan atas tekanan kerja maksimum dari liner yang terpasang dan biasanya sedikit besar dari tekanan kerja maksimum liner yang terpasang. Terdapat dua jenis relief valve, yaitu : -
Shear type relief valve
-
Automatic resetting relief valve
Gambar 118 4.27. Relief Valve
Pengesetan shear type relief valve dilakukan dengan mengganti ukuran shear pin atau paku. Dan untuk type ini tutup pelindung (protective cover) harus selalu dipasang untuk melindungi pekerja. Setiap relief valve harus dipasang sebelum strainer dan saluran buang tekanan harus diikat, dijangkarkan ke arah kembali ke tangki dan jangan dihubungkan ke pipa saluran hisap.
C. Bagian-bagian Fluid End 1. Piston Piston meluncur di dalam liner, untuk mendorong lumpur menghasilkan aliran lumpur dengan bertekanan. Semakin tinggi tekanan pompa yang harus dihasilkan
132
diperlukan semakin kecil gap (clearance) antara piston dan liner. Masa kerja piston sangat dipengaruhi oleh clearence antara piston dengan liner.
Gambar 119 4.28. Piston
Gambar 120 4.29. Liner
Sebagian contoh untuk clearance 0,040 untuk tekanan 3000 psi akan hanya mampu bekerja selama 50% dan usia pakai dari piston baru dengan liner baru (clearance 0,010”). Apabila piston rusak, dan terjadi kebocoran dengan kecepatan tinggi diantara liner dan piston akan dapat merusak piston flange, piston rubber dan permukaan dalam liner. Mengingat harga piston jauh lebih murah dibanding harga liner, maka lebih baik cepat mengganti piston bila diketahui adanya kerusakan piston. Piston karet yang dipasang pada piston flange lama akan lebih dahulu rusak jika dibanding dengan piston karet baru
133
dipasang pada piston flange baru. Untuk mengetahui keausan dari piston flange dapat dilihat pada alur yang berbentuk dua tingkat pada tengah piston flange.
Untuk bekerja dengan tekanan 1500-3000 kalau tingkat pertama habis, maka flange harus diganti. Untuk bekerja dengan tekanan sampai 1500 kalau tingkat kedua habis, maka flange harus diganti. Piston rubber yang bekerja untuk pompa triplex single acting, dimana liner tidak disemprot dengan pendingin akan cepat mengalami kerusakan. Pendingin dan pembersihan liner akan bekerja atau berhasil baik apabila range pembersihannya antara 5-10 GPM atau sebesar yang disarankan oleh pabrik pembuat pompa. Cara pembersihan yang dilakukan adalah langsung menyemprotkan air ke permukaan dalam liner, dengan mengatur sedemikian rupa konstruksi sistem pendinginannya sehingga seluruh permukaan liner dapat disemprot. Pendinginan yang baik diperlukan untuk pompa yang memiliki kecepatan semakin tinggi. Terdapat tiga jenis rubber piston, yang harus dipilih agar sesuai dengan jenis lumpur yang dipompa untuk mendapatkan usia pakai yang lama. Oil resisting high pressure supreme bertanda sabuk biru. Oil resisting normal Misupreme bertanda sabuk kuning. Water resisting regular bertanda sabuk hitam.
Gambar 121 4.30. High Pressure Piston
134
2. Duplex Piston Rod Duplex piston rod harus diganti secara periodik karena telah aus diameter luarnya, yang disebabkan oleh gesekan dengan rod packing. Piston rod duplex ada 2 macam grade : o Standard grade o Premium grade
Standard grade piston rod terbuat dari baja yang diheattreated sekeras premium grade rod. Piston rod ini memiliki kelemahan tidak tahan korosi dan cepat aus. Piston rod standard grade coch dipakai untuk pompa yang bekerja dengan tekanan rendah dan lumpur/cairan yang dipompa tidak korosif. Premium grade piston rod, terbuat dari baja yang diperkeras dan dilapisi chrome atau nickelchrom-boron. Type ini tahan abrasi, korosi dan tekanan tinggi.
Gambar 122 4.31. Piston Rod
3. Pelumas Piston Rod Terdapat 3 macam bahan pelumas yang biasa dipakai untuk pendingin dan pelumas piston rod : a. Air bersih, bahan ini biasa dipakai pada pengeboran di darat sebagai pendingin dan pembersih relatif cukup baik, tetapi kualitas pelumasnya kurang.
135
b. Pelumas motor ditambah minyak solar. Apabila minyak pelumas dipakai sebagai bahan pengental SAE 40, 1 bagian + 10 bagian diesel oil, maka akan equivalent dengan SAE 5 motor oil. c. Solube oil. 1. Apabila emulsi minyak dipakai akan cukup baik, campuran itu dapat dibuat dari 10 sampai 20 bagian air tawar ditambah 1 bagian solube oil. 2. Apabila emulsi ini dipakai lama-lama akan menjadi kental, untuk mengatasi hal ini dapat langsung ditambah air. 3. Emulsi ini sangat baik melumasi karet dan sangat baik sifat pelumasan dan pembersihannya. 4. Adanya endapan lumpur dan material abrassive, akan mudah terpisah mengendap di baik resirvoir dan selanjutnya dapat ditap (dibuang). 4. Liner packing Setiap pabrik mempunyai design untuk liner packingnya. Satu type dari packing ini adalah liner packing karet dan disarankan hanya untuk tekanan rendah dan horse power pompa kecil. Sumber rubber packing liner umumnya tahan minyak dan dipakai pada pompa tekanan rendah dan pompa tidak memiliki tell tale hole atau pompa yang memerlukan bentuk packing khusus. Packing tekanan tinggi dapat dipakai pada pompa bertekanan rendah, menengah dan tinggi.
Packing liner tekanan tinggi paling populer dipakai saat ini. Linernya lebih gampang dilepas dengan kualitas packing yang tidak berubah bentuk dan melebar di dalam liner, dan tidak membuat liner macet di dalam pompa. Liner packing membuat kerapatan, memisahkan sekeliling liner dari hubungan antara kedua ujung liner. Liner packing harus dikeraskan/diikat merata untuk menambah tekanan terus menerus dari arah bergantian berlawanan. Adanya gerakan packing akan dapat menyebabkan ausnya silinder pompa. Salah satu type packing dibuat dengan metal ring dengan di kedua sisi sampingnya diberi nylon back up ring dan rubber seal packing ring. Untuk khusus pompa lumpur single acting tidak memerlukan liner packing pada sisi diameter luarnya, tetapi hanya memerlukan gasket yang diletakkan pada alur di ujung liner dan ia akan membuat kerapatan dengan fluid end cylinder.
136
Rangkuman 1. Pompa duplex double acting memiliki dua piston (torak) dan pada setiap piston memiliki pasangan 4 buah valve tekan (discharge valve) dan dua valve hisap (suction valve). 2. Pompa duplex bekerja ganda (double acting) artinya untuk gerakan piston pompa kedepan ataupun ke belakang akan senantiasa menghasilkan pendorongan cairan.. 3. Pompa dapat dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu power end dan fluid end (cylinders, valve assembly, liners and pistons). 4. Bagian-bagian pompa terdiri dari saluran hisap pompa, centrifugal super charging, suction pulsation dampener, sistem saluran tekan dan pressure relief valve. 5. Bagian-bagian fluid end antara lain piston, piston rod, pelumas piston rod dan liner packing. D. Latihan 1. Apakah perbedaan antara pompa duplex dengan pompa triplex? 2. Sebutkan bagian-bagian dari pompa lumpur! 3. Sebutkan jenis-jenis pulstation dampener! 4. Sebutkan bagian-bagian dari fluid end! 5. Sebutkan jenis-jenis pelumas untuk piston rod!
137
4.8 Bongkar Pasang Pompa Lumpur Dalam mengoperasikan pompa lumpur harus selalu diperhatikan dalam hal perawatannya.
Kadangkala
untuk
perawatan
yang
rutin
delakukan
seperti
membongkar dan memasang kembali pompa lumpur A. Membongkar Pompa Duplex Pekerjaan di luar. -
Lepaskan liner adjusting nut dan/atau liner packing screw.
-
Lepaskan cylinder head dan liner cage (apabila dipakai).
-
Untuk menjaga packing agar baik dan tidak aus, cuci bersihkan dari semua lumpur sebelum ia mengeras. 1) Piston dan Rod. -
Kendorkan rod packing gland dan rod lock nut.
-
Pakailah kunci penahan (back up wrench) pada pony rod ketika melepas piston rod, untuk mencegah jangan sampai lepas dari cross head.
-
Aturlah letak penguncian kunci pipa di tempat yang disediakan untuk mengunci baik pada piston rod ataupun pony rod.
-
Apabila piston rod sudah lepas dari pony rod, piston rod dapat dikeluarkan dengan memutar memakai rod removal tool.
Gambar 123 4.31. Pony Rod
Gambar 124 4.32. Piston Rod
138
2) Liner -
Pasangkan liner puller pada liner dan check untuk membuat jari-jari atau kait puller duduk dengan tepat/baik pada ujung line.
-
Setelah liner keluar bersihkan cylinder dari semua akumulasi pasir, lumpur packing dan lain-lain. Dan ambil kawat untuk membersihkan lubang lubang tell tale hole, untuk mengecek lubang tersebut tidak buntu.
-
Pada bagian silinder tempat kedudukan liner packing harus diperiksa dan shoulder dicek terdapat luka atau aus berlebihan.
-
Periksa terdapat retak pada body pompa atau tidak.
-
Pemeriksaan harus dilakukan dengan seksama, dengan lampu yang terang, lebih baik diketahui lebih awal dan segera diperbaiki sebelum menjadi kerusakan yang serius/parah.
3) Rod Packing -
Keluarkan/ambil semua rod packing lama dan adaptor dari stuffing box. Bersihkan dan lihat bagian dalam stuffing box dan periksa pula semua bagianbagian lain.
-
Check adakah kerusakan atau aus pada stuffing box, bross age dan junk ring.
-
Junk ring yang aus harus diganti.
B.
Memasang Kembali Pompa Duplex
1. Liner Packing -
Sebelum merakit kembali lakukan pengecekan akhir : apakah packing yang akan dipasang telah benar. apakah lubang dalam cylinder pompa telah bersih. lubang dalam pompa harus diteliti adalah wash cut atau rusak. check apakah tell tale hole telah terbuka. apakah packing adjusting studs pada cylinder head telah diputar keluar (backed off).
-
Apabila daerah liner packing telah betul-betul bersih dan dicek, tempat untuk penahan packing harus diberi grease dengan grease biasa, jangan memakai pipe dope.
-
Setiap bagian packing harus diberi grease merata dengan grease biasa.
139
-
Setiap pipa packing yang telah diberi grease diletakkan di dalam pompa dan ditekan semua ke depan menempel shoulder. Harus dicheck bahwa packing yang dipasang sudah betul benar.
-
Pada beberapa pompa dan pula yang didisain liner shoulder di pompa sehingga membuat liner metal to metal liner cage. Dimana packing dipasang setelah liner dimasukkan ke dalam body pompa.
-
Keausan dari pump housing karena gerakan liner dan housing shoulder aus karena saat pemasangan liner dan saat melepasnya membuat clearance bertambah besar. Menyumbat clearance ini sering menjadi susah. Packing liner tertekan ke sudut metal diantara ring ini membuat usia packing menjadi turun.
2. Liner. -
Lubang dalam dari liner harus seluruhnya bersih dari rust inhibitor (inhibitor pencegah karat).
-
Apabila satu set packing telah diletakkan di tempatnya, kemudian liner diangkat ke posisinya.
-
Ketika liner masih di pintu lubang pompa seluruh permukaan liner diberikan grease untuk penuntun sewaktu masuk ke daerah packing. Liner kemudian didorong hati-hati masuk ke dalam packing. Liner masuk ke dalam lubang pompa pas sekali dan packing cukup rapat sekali, tetapi tidak memerlukan tenaga yang besar untuk merapatkannya.
-
Kadang-kadang tumbukan liner untuk melalui liner pada bagian belakang menjadi kelemahan. Tidak diperlukan alat pemukul atau jack liner untuk memasukkan di tempatnya.
-
Apabila ada kesulitan memasukkan liner, maka liner tersebut harus dikeluarkan kembali dan pump housing serta diameter luar liner harus dicek seluruhnya sekali lagi dan apakah ada material lain yang menempel di housing atau di liner.
-
Beberapa pompa liner akan digantung ke bawah dan ditangkap pada guide rod di belakang. Pada kasus ini akan perlu mengangkat kembali liner untuk melewati rear pad.
-
Beberapa pompa didesign liner masuk dan duduk menempel shoulder dipompa dan membuat metal to metal dengan liner cage. 140
Dalam masalah type ini packing dapat dipasang setelah liner duduk di tempatnya, tetapi sekali lagi seluruh permukaan merata diberikan grease. Ketika memasang liner packing di pompa, setelah liner dipompa akan lebih mudah memasang bottom section liner packing lebih dulu. Bottom section dari liner packing yang telah terpasang akan terbawa terdorong masuk di tempatnya ketika pekerja bor melakukan beban liner. Satu packing yang telah dipasang di pompa harus didorong ke depan penuh dan kemudian memasang ring dengan cara yang sama. -
Semua peralatan yang lain seperti liner retainer dan liner cage harus diberi greasse merata sebelum dipasang ke dalam pompa dengan beberapa perhatian diberikan atas susunan dan bagian-bagian dari rangkaian yang akan menekan melawan packing. Retainer harus dicek apakah rusak atau terkikis dimana ini akan sangat memperpendek usia liner packing.
-
Gambar 125 4.33. Stuffing Boxes
141
Gambar 126 4.34. Liner Retainer
Gambar 127 4.35. Liner Cage
3. Piston and Rod -
Setelah piston dipasang pada rod kemudian dapat diteruskan memasang piston dan rod ke dalam pompa.
-
Cek apakah stuffing box telah dibersihkan dan semua packing lama telah diambil.
-
Rod removal dan instalation tool akan membuat pemasangan piston dan rod lebih mudah. Piston dibuat dari bahan compound tahan minyak. Line bore dan piston harus seluruhnya dilumasi dengan grease biasa (jangan pakai pipe dope). 142
Pelumasan cara demikian hanya ditujukan untuk memudahkan pemasangan dan sekaligus melindungi piston dan liner rusak karet di permukaannya pada saat periode memulai memompa. Karena rapatnya piston di dalam lubang liner, sangat penting untuk memasukkan piston dengan mengatur kelurusan dengan bibir miring dari liner.
Apabila pekerjaan memasukkan tidak dilakukan dengan cara benar, beberapa kerusakan dapat terjadi pada bibir dari power end piston rubber, yaitu adanya lipatan karet piston antara liner dan piston rubber. Apabila piston sudah benarbenar center, liner dimasukkan memakai sebuah knocker, piston dapat didorong masuk ke dalam liner. -
Pasang hammer up jam nut pada rod setelah rod tersebut melewati lubang stuffing box.
-
Piston rod harus tidak ditekan (didorong) kembali dengan pony rod, karena dapat merusak ulir pada keduanya.
-
Demikian rod packing telah di tempatnya, piston rod dapat disambung. Sebelumnya check secara visual ulir di pony rod dan juga ulir di piston rod untuk menyakinkan bahwa tidak ada ulir yang rusak.
-
Ulir pada pump rod harus dilumasi sedikit sebelum disekerupkan rod ke dalam pony rod. Sebelum itu jangan lupa masukkan hammer up lock nut lebih dahulu di piston rod.
-
Umumnya ulir lurus di piston rod harus disambung sampai ulir habis dan kemudian diulir balik 2 sampai 3 putaran.
-
Hammer lock nut harus sudah dikeraskan dengan cara menahan besi penahan ke sisi lock nut, kemudian besi penahan dipukul beberapa kali.
4. Rod Packing -
Pemasangan rod packing yang benar akan memberikan masa pakai yang panjang.
-
Stuffing box harus selalu diperiksa untuk mengecek apakah dalam kondisi baik atau tidak.
-
Ukuran diameter dalam stuffing box harus dicek apakah terkikis dan berbentuk membulat. 143
-
Apabila box jelek mungkin rod packing bocor karena rusak atau piston rod bulat.
-
Rod packing di dalam stuffing box pelumasan dilakukan terus menerus melalui lubang di stuffing box.
-
Untuk persiapan lumasi semua packing dengan mencelupkan packing ke dalam minyak pelumas.
-
Jangan beri grease sewaktu memasang socket ring. Karena grease akan mengganggu keflexibelan packing, dan ada kemungkinan dapat menahan pasir.
-
Pelumasan
tersebut
diatas
akan
memudahkan
pemasangan
dan
pembongkaran kembali. 5. Cylinder Head Cylinder head direncakan untuk menahan liner dan liner packing tetap ditempat dan menahan tekanan lumpur yang sedang dipompa. - Untuk memasang kembali semua bagian cylinder head, liner retainer dan cage harus dibersihkan dari kotoran dan dicheck adalah rusak terkikis atau rusak. - Dengan pembersihan dan membersihkan grease daerah tempat packing dan pasang packing baru. - Apabila cylinder head dilengkapi dengan liner packing adjusting screw dan liner adjusting screw, periksa screw diputar keluar sebelum memasang cylinder head di pompa.
144
Gambar 128 .4.36. Cylinder Head
C.
Membongkar dan Memasang Piston Assembly
Membongkar -
Lepaskan mur (nut) piston sampai ujung mur rata dengan ujung rod, untuk melindungi ulir didalam pekerjaan melepas flange piston dari rod.
-
Dengan piston rod ditahan dengan posisi tegak pada landasan yang mantap, dengan menyatukan pemukul menghantam shoulder piston, lakukan terus sampai piston flange terpisah dari piston rod.
-
Apabila susah untuk dilepas sering dapat dilakukan dengan memberi getaran dengan memukul-mukul piston rod di dekat piston.
-
Apabila piston rod akan disimpan taper piston harus dilumasi dengan grease dan tempatkan di tempat yang aman agar tidak jatuh.
Memasang -
Apabila memasang piston baru pada rod, rod taper harus dibersihkan seluruhnya dengan solvent (pelarut) dan kemudian keringkan dengan kain majun yang bersih. 145
-
Setelah taper rod dibersihkan seluruhnya dan dikeringkan, piston taper demikian juga harus dibersihkan dari semua rush inhibitor dan keringkan.
-
Dengan keduanya sama bersih dan kering, piston ditekan pada rod, maka akan menjadi satu dan lengket diantara kedua taper.
-
Selanjutnya ulir di piston rod dibersihkan dan dilumasi dengan grease, sampai di permukaan piston, kemudian pasangkan nut-nya.
-
Pemberian grase pada ulir piston dari permukaan piston yang telah dipasang pada rod akan memudahkan pemasangan dan pelepasan piston nut.
-
Tabung kertas atau plastik pelindung piston rod dari pabrik, masukkan piston rod kedalam plastic protector dan selanjutnya tabung bersama piston rod masukkan ke dalam lubang pipa skid pompa atau skid yang lain yang cukup baik untuk dapat bekerja melakukan pengikatan.
-
Piston harus diberi dengan torsi yang cukup dan tidak boleh terlalu kecil torsinya, karena dapat menyebabkan piston bergeser-geser di rod dan terjadi wash out antara taper rod dan taper piston.
-
Apabila piston diikat dengan torsi yang sesuai akan menyebabkan piston flange mengembang lebih kurang 0,002 sampai 0,004 inchi.
-
Piston rod terdapat 2 standard API : a. Standard API tapered non-shouldered rod. Apabila taper tidak dibersihkan baik dan kering, tekanan pompa dapat menggerakkan piston lebih masuk ke taper dan mengunci piston di liner. Hal ini dapat menyebabkan rod putus, liner retak dan kerusakan pompa lainnya.
Kalau
pengikatan
terlalu
keras
menyebabkan
piston
flange
mengembang dan akibatnya piston tidak dapat dimasukkan ke dalam liner. b. API-HP tapers rod, pemasangan dilakukan presstressed pada shoulder, untuk mengurangi high pressure cyclic stress yang dapat menyebabkan patah kelelahan. Untuk mencegah wash out taper dan rod putus, berikut ini prosedur pemasangan: a. Pasangkan piston pad rod taper dengan ikatan tangan. Piston harus mempunyai clearence (stand off) dari rod shoulder 1/32” sampai 3/32”. b. Setelah meletakkan piston pada rod, lumasi thread dan permukaan mur untuk mencegah galling. c. Keraskan piston rod shoulder dengan nut. 146
d. Setelah shoulder mulai contact, beri tanda posisi relatif dari nut dan piston dengan cat, grease dan lain-lain. e. Teruskan pengikatan 600 sampai 700 ini akan bergerak 2 smpai 2 ½ spline pada API 5 rod nut dengan 12 spline atau 2 ½ sampai 3 spline untuk API 6 rod nut dengan 16 spline.
Apabila body piston akan dipakai kembali, snap ring gampang sekali dilepas dengan memukul wrench pada snap ring. Snap ring dilepas dan plate dilepas dan piston rubber baru yang pernah dikapai, check body adakah kerusakan-kerusakan atau aus melebihi batas limit dan bersihkan semua kotoran-kotoran yang ada. Piston karet baru ditekan masuk kedalam piston flange, untuk memasang plate dan snap ring dengan mudah, pasanglah ujung snap ring, dengan sisi segi empat ke dalam groove di body piston dan snap ring akan masuk dari kanan ke kiri dengan jalan dipukul.
D.
Membongkar Pompa Single Acting
1.
Melepas piston dan rod Putar pompa sampai piston rod pada posisi. Stroke ke belakang. Beberapa pompa mempunyai ex tension pada pinion shaft, sehingga memudahkan diputar dengan kunci pipa di crank. -
Lepaskan liner flush (pencuci liner) dan assembly pendingin dan liner splash shield.
-
Lepaskan piston rod clamp, sebagian terbesar pompa mempergunakan dua buah rod, beberapa memakai tambahan clamp ketika beberapa memakai ulir.
-
Lepaskan ex tension rod, piston rod dan piston assembly dapat dilepas tanpa mengganggu liner.
-
Lepaskan piston rod dan piston assembly dapat dilengkapi dengan rantai melingkar atau tali melingkar sekeliling flange belakang piston rod, atau memasang special pray tool tersedia pada ulir rod dan dengan memakai pray bar untuk mengambil assembly dari liner.
2.
Melepas Liner -
Pengambilan liner pada single acting pump, relative sederhana dan lebih mudah dibanding pompa duplex “L” head pump liner duduk dan ditahan di tempat dengan external assembly. 147
-
Dengan memakai sebuah ulir liner retaining nut, dilengkapi dengan set screws. Untuk melepas liner, lepaskan set screw didalam slot, liner nut harus bebas diputar-putar, lepaskan liner nut, set screw angkat liner. Apabila liner telah diambil, cuci pompa seluruhnya kemudian persiapan memasang liner baru.
E.
Membongkar Single Acting Pump-Over-Under Valve
1. Melepas Piston dan Rod. -
Putar pompa sehingga piston rod ke depan stroke position dengan rod clamp kelihatan.
-
Melepas liner flush dan cabut assembly dari liner splash shield.
-
Lepas rod clamp atau unscrew threads rod. Operasi mungkin diperlukan kunci penahan pada cross head rod, atau cara lain mungkin dilepaskan di cross head.
2. Melepas Liner Liner-liner pada pompa ini ditahan dengan clamp di luar atau dengan liner cage. Beberapa liner dipasang dari sisi power end dan beberapa dipasang dari fluid end. Melepas liner-liner yang dipasang dari power end, mudah dilakukan dengan memakai sebuah kayu untuk memukul liner sampai lepas dan kemudian dapat diambil dengan tangan.
Liner-liner yang dimasukkan melalui fluid end dapat dengan mudah diambil dengan memakai kayu untuk mendorong liner keluar dengan memutar pompa pakai tangan. Tindakan tersebut harus hati-hati agar liner terdorong lurus dan tidak tersangkut. Setelah liner-liner terlepas, cuci pompa merata untuk persiapan memasang liner baru. F.
Memasang Kembali Single Acting Pump
1. Memasang Liner. -
Liner baru harus dibersihkan dari rust inhibitor untuk melindungi selama pengiriman. Pakailah pencuci protective coating. Keringkan dulu dengan kain majun yang bersih. 148
-
Check liner gasket ring grove dan line surface yang akan kontak dengan cylinder pompa.
-
Pergunakan sedikit grease di bagian liner untuk penuntun sekitar shoulder di luar liner.
Untuk pompa dengan liner yang dipasang dari power end -
Berikan sedikit grease pada gasket dan pasangkan kembali pada tempat yang disediakan untuk ujung liner.
-
Geser liner ke dalam posisinya di pompa.
-
Apabila telah didudukkan ditempatnya, ganti liner retention assembly dan ikat sesuai dengan saran pabrik pembuat.
Untuk pompa dengan liner dipasang dari fluid end -
Untuk melakukan pemasangan liner ini sebaiknya 2 orang.
-
Lumasi packing dari pasang di pompa satu orang mendorong liner memasukkan ke dalam posisinya melalui cylinder head opening, yang seorang lagi dari atas, menangkap ujung belakang liner dan menuntun ke dalam posisinya. Harus hati-hati jangan sampai merusak packing selama memasang liner.
-
Pada pompa penahanan liner dengan ditekan liner cage, setelah liner dimasukkan di tempat, berilah grease pada tempat yang akan dipasang line packing dan beri grease pada setiap packing, tekan masuk liner packing assembly ke dalam sampai duduk di shoulder liner.
2. Pemasangan Piston dan Rod. 1.
“L” Head Pump -Berikan grease merata pada bagian dalam liner dan piston -Luruskan piston di bevel liner, agar mudah masuk dan tidak merusak karet piston. -Gunakan sebatang kayu untuk spacer antara piston rod dan cross head rod. Sambil menahan piston rod pada posisi yang benar, putar pompa dengan tangan untuk mendorong piston ke dalam liner. -Apabila piston telah terpasang di dalam liner, putar pompa sampai cross head rod dilangkah ke belakang, untuk mendapat clearance guna memasang extension rod. 149
-Pasang extension rod and clamp, sesuai saran pabrik. -Pasang liner flush and coalaut assembly dan mengganti liner splash shield. 2.
Pompa dengan over dan under valve. -
Grease liner bore dan piston dengan rata.
-
Luruskan piston dalam liner dan dorong ia ke dalam liner sampai ujung piston rod concact cross head rod. Ini dilakukan apabila rod removal and instalation tool tersedia dan dapat dipakai.
-
Apabila installation tool tidak tersedia, mungkin perlu mendorong piston ke dalam liner dengan memakai sepotong kayu dan seorang menahan dan menarik piston rod ke dalam liner.
-
Sambung piston rod ke crosshead sesuai saran pabrik.
-
Ganti liner flushing dan coalant assembly dan splash shield.
3. Single Acting Piston Assembly Rusaknya single acting piston dapat dengan mudah dilihat, karena bagian belahan terbuka maka akan tampak lumpur keluar. Piston ini sangat mudah untuk melepaskannya. Piston ini memiliki 10 ring yang duduk di coanter bore di body piston dan membuat kerapatan pada shoulder rod.
Untuk pemasangan piston yang benar berikut ini prosedur yang harus dipakai: A. Bersihkan ulir piston, piston rod, dari permukaan rod yang contact dengan piston flange. B. Lumasi piston end dari rod (membantu mengurangi korosi). C. Berikan grease pada 0 ring dan periksa tempat kedudukan piston 0 ring groove. D. Periksa piston pas duduk dengan rod flange. E. Lumasi ulir rod, piston face, dan elastic stop nut. F. Piston dengan 1 ¼ atau 1 5/8 hole harus diset oleh satu person dengan 3 kunci kombinasi G. Piston dengan 1” lubang harus dikeraskan tidak lebih dari satu orang dengan kunci 18”
150
G.
Valve Dan Seat
Mechanical valve seat puller/hydraulic valve seat puller. Bila mengganti valve dan seat, disarankan memakai mechanical valve seat puller atau hydraulic valve seat puller. Mengingat melepas seat dengan cara memotong memakai las merupakan tindakan berbahaya, maka sebaiknya dicoba dahulu memakai puller hydraulic atau mekanis lebih dahulu.
Puller head dikaitkan ke cross arm valve, bila sudah kemudian putar baut pada stem, atau dilepas dengan memutar nut atau memasang dan memukul pasak. Hydraulic jack puller dipakai sama dengan type puller head seperti wedge type hanya stemnya lebih panjang, sehingga memungkinkan memakai jack hydraulic untuk mengangkat.
Gambar 129 4.37. Valve Seat Puller
Mengganti dengan memotong dilakukan apabila tidak memiliki rotary puller. Seat dipotong hati-hati oleh orang yang berpengalaman. Pemotongan sebaiknya dilakukan secepat mungkin untuk mencegah panas yang berlebihan pada deck, dan mencegah permanent distorsi di deck taper. Cross area dipotong serta setelah itu potong body seat jangan lebih 2/3 bagian. Setelah pemotongan selesai, air dingin disemprotkan ke las seat tersebut, ia akan mudah terlepas bila tidak lepas, dapat diungkit dengan kunci pipa 24 inchi dengan jaws. Pemasangan -
Cuci pompa setelah selesai melepas seat dan bersihkan dari kotoran-kotoran dan drilling mud sebelum kering dan mengeras.
-
Bersihkan pump deck dari segala kotoran. 151
-
Bila shoulder di dasar deck harus dibersihkan benar-benar, adanya kotoran disini akan mengganggu pendudukan seat dari seating dengan tepat.
-
Periksa taper apakah ada retak atau wash out. Bila permukaan kasar di taper, haluskan dengan ampelas halus dengan gerakan memutar keliling.
-
Bersihkan deck dengan solvent dan keringkan dengan memakai kain bersih. Tetap jaga lumpur atau air, jangan sampai kena taper yang bersih itu.
-
Seat baru biasanya dilapisi rust inhibitor harus dibersihkan baik-baik sebelum dipasang di pompa.
-
Bersihkan dengan diesel oil atau larutan lain.
-
Keringkan dengan kain bersih dan pasanglah dengan tangan pada taper deck & press. Bila memotong dengan las untuk mengambil seat, deck harus betul-betul dingin. Penekanan dengan tangan ini harus cukup membuat seat duduk dan tidak dapat diambil. Bila tidak kuat duduknya atau dapat diambil lagi, periksa permukaan adakah kotoran dan lain-lain. Check pula apakah cocok part number dari seat tersebut. Apabila seat telah duduk lengket lanjutkan dengan memberi pukulan ke bawah beberapa kali dengan piston rod bekas.
H.
Power End
Power end dari pompa adalah merupakan bagian yang sangat penting untuk menurunkan kecepataan putaran dari engine yang tinggi menjadi putaran silinder crank mechanisme yang rendah dan sekaligus membuat gerakan berputar menjadi gerakan maju mundur untuk pemompaan bagian fluid end. Gear, bearing, cross head dan cross head liners merupakan bagian dari power end. Usia kerja dari bagian ini terutama ditentukan oleh pelumasan dan dilakukan inspeksi secara periodic komponen-komponennya. 1. Pelumasan Power end pompa dilengkapi dengan filter atau magnet asembly untuk menangkap contaminant, dipsteck atau sigh grosses untuk mencegah permukaan minyak pelumas, sebuah pressurized flow atau splash gravity flow lubrication system untuk mendistribusi pelumas ke bermacam-macam komponen dan bermacam-macam 152
sealing wiper arangement pada cross head extension rod untuk mencegah lumpur dan air masuk ke system pelumasan di power end.
Secara umum jenis minyak pelumas untuk bagian power end, adalah tergantung Ambient temperature. Ambient temperature 30 0F - 155 0F AGMA + 6 EP atau SAE 140 Ambient temperature 0 0F - 125 0F AGMA + 4 EP atau SAE 90 Ambient temperature – 20 F - 40 0F AGMA + 1 EP atau SAE 80 2. Lubricant contamination Kontaminasi dari minyak pelumas di gear oil adalah merupakan hasil sampingan dari operasi sluch pump. -
Partikel-partikel metal dari gear, bearing, cross hear.
-
Debu dan lain-lain mungkin masuk power end melalui breather atau cross head extension wiper.
-
Oxygen.
-
Air.
Untuk mencegah itu semua disarankan : -
Pelumas diganti setiap 6 bulan sekali atau sesuai saran pabrik.
-
Mengecheck dan membuang endapan minyak pelumas.
-
Memelihara kwalitas pelumas yang bersih.
-
Apabila terdapat air atau lumpur masuk ada kemungkinan disebabkan oleh sealing wiper arangement cross head extension rod.
3. Sistem pelumasan Terdapat beberapa sistem pelumasan pada power end untuk mengumpulkan minyak pelumas dan kemudian mendistribusikan ke tempat-tempat yang memerlukan : -
pressured flow sistem
-
splash gravity flo system
-
combination
sebagian terbesar dari pressurized flow yang biasa dipakai, sistem ini memiliki sebuah gear pump untuk mensirkulasi pelumas. 4. Crosshead extension (pony) rod wiper
153
Crosshead
extension
rod
wiper
ini
merupakan
bagian
penting
untuk
memisahkan/menutup bagian power end agar tidak tercampur lumpur atau air karena splashing atau spraying air dari lumpur air rod chamber. Packing disini terdapat dua sampai 4 biji dan beberapa design dilengkapi grease fitting untuk memaksimalkan fungsi wiper.
Minyak pelumas yang tercampur air, lumpur atau pasir akan mempercepat keausan dari gears crosshead dan bearing. Crosshead extension rod wiper harus dicheck sehari untuk melihat adanya kebocoran. Bila ada grease fitting pompakan satu atau 2 stroke hand grease gun. 5. Settling chamber Banyak pompe triplex pada power end dilengkapi dengan lubricant setting chamber, untuk sebagai perangkap endapan atau kotoran di bawah cross head, sebelum minyak ke gear pump. Dengan setting chamber, air, lumpur dan pasir dan lain-lain kontaminan dapat dicegah mengotori gear oil. Settling chamber biasanya dilengkapi clean out plate dan drain plug di setiap sisi dari pompa. Setiap hari sekali drain plug di setiap sisi pompa dibuka untuk dapat membuang air yang terkumpul dan lain-lain. Setiap pekerjaan penggantian pelumas cover plate harus dilepas dan dibersihkan semua lumpur, sledge, debu-debu dari settling chamber. 6. Lubricat dirstech dan sight glasses Ini merupakan instrument untuk mengecheck tinggi permukaan pelumas di dalam power end. Selain dari pada itu sight glasses dapat pula dipergunakan oleh mechanic untuk monitor kontaminasi yang terjadi di gear oil. Tinggi permukaan pelumas power end reservoir harus dicheck paling sedikit seharis ekali dengan pompa diberhentikan terlebih dahulu. I.
Rangkuman
1. Untuk keperluan perawatan pompa lumpur sangat dibutuhkan kemampuan dalam membongkar dan memasang pompa lumpur. 2. Di operasi pengobaran terdapat 2 jenis pompa lumpur yaitu Duplex (double acting) dan Triplex (single acting). 154
3. Kegiatan bongkar pasang pompa lumpur antara lain : membongkar dan memasang pompa duplex, membongkar dan memasang pompa single acting, valve dan seat serta power end. J.
Latihan
1. Sebutkan kegiatan apa saja dalam membongkar dan memasang pompa lumpur! 2. Sebutkan prosedur dalam membongkar dan memasang pompa duplex! 3. Sebutkan prosedur dalam membongkar dan memasang pompa single acting! 4. Sebutkan prosedur dalam membongkar dan memasang valve dan seat! 5. Sebutkan prosedur dalam membongkar dan memasang power end!
155
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Sistem sirkulasi merupakan system yang mengedarkan fluida pemboran yang telah dipersiapkan di preparation area diedarkan melaui peralatan sirkulasi menuju lubang pengeboran kemudian kembali ke permukaan dan selanjutnya dikondisikan seperti semula pada conditioning area. 2. Fluida pengeboran atau lumpur pengeboran (mud) merupakan bagian pokok dalam system sirkulasi dan sebagai BOP utama. 3. Fluida pengeboran akan diedarkan melaului peralatan-peralatan sirkulasi seperti pompa lumpur, suction line, discharge line, stand pipe, rotary hose, return line. 4. Pompa lumpur merupakan jantung pada system sirkulasi yang berperan penting dalam pensirkulasian fluida. 5. Lumpur yang keluar dari lubang pengeboran akan berubah sifat-sifat fisiknya karena pengaruh cutting dan gas dari formasi yang dibor, karenanya perlu dikondisikan kembali pada conditioning area. 6. Perawatan peralatan-peralatan sirkulasi sangat penting terutama pompa lumpur sehingga diperlukan prosedur yang benar dalam melaksanakannya.. 5.2 Evaluasi Setelah mengikuti mata diklat ini diharapkan peserta mampu mengerjakan soal-soal latihan sebagai tolak ukur keberhasilan bagi peserta dikalt dalam pencapaian indikator keberhasilan. Bentuk evaluasi yang dipakai adalah dengan tertulis dan pencapaian keberhasilan indikator yang diharapkan lebih besar dari 80%.
5.3 Tindak lanjut Untuk melengkapi pengetahuan perlu dipelajari secara menyeluruh tiap bagianbagian pokok bahasan pada mata diklat ini melalui diklat lanjutan, referensi buku, internet dll
156
DAFTAR PUSTAKA 1. A. Mudhofir, “Rotating System”, Diklat Advance Drilling, Pusdiklat Migas, Cepu, 2005 2. IADC Team, “The Rotary Rig And Its Components”, University Texas Austin, USA, 1976 3. IADCTeam, “Drilling Manual”, USA, 1955 4. Kaswir Badu, “Peralatan Pemboran”, Pusdiklat Migas, Cepu, 1997 5. ……., “Rotating System”, Sclumberger Drillers Hand Book, Scotland, 1997 6. ADC, “IADC Drilling Manual eleven edition”, Houston, USA, 2000 7. Lyons William C., “Standard Handbook of Petroleum and Natural Gas Engineering”, Gulf Publishing Company, Houston, Texas, USA, 1996 8. Neal J. Adams. “ Drilling Engineering “, A Complete Well Planning Approach, PennWell Books, Tulsa Oklahoma, 1985. 9. Schlumberger, “Rig System”, Drilling System Equipment, 2004 10. OSHA Team, “Drilling Rig and Its Component”, Oil and Gas Well Servicing eTool, Washington, USA, 2005
157
