i
PENULIS
Oleh : WASIDAN, A.Md.
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas rahmat dan karunianya penulis dapat menyelesaikan Bahan Ajar ini tepat pada waktunya, walaupun ada beberapa hambatan. Bahan Ajar ini ditulis untuk digunakan oleh siswa SMK sesuai dengan jurusannya agar dapat memahami dan lebih mendalami permasalahanpermasalahan 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 Bahan Ajar ini, semoga semua bantuannya mendapat ganjaran yang berlipat ganda. Harus diakui, dan kami menyadarinya bahwa Bahan Ajar ini jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kami harapkan saran, kritik atau apapun untuk perbaikan penulisan Bahan Ajar 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 kegiatankegiatan 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 kegiatankegiatan 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
PENULIS .............................................................................................................. i KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii KATA PENGANTAR ............................................................................................iii DAFTAR ISI ........................................................................................................ iv DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. v DAFTAR TABEL .................................................................................................vii BAB 1 ................................................................................................................. 1 BLOCK STATION ............................................................................................. 1 A. Block Station ....................................................................................... 1 B. Fungsi Block Station .............................................................................. 1 BAB II ................................................................................................................. 6 WELL HEAD DAN CHRISTMASTREE .......................................................... 6 A. Well Head Sumur Sembur Alam ...................................................... 6 B. Jenis well head ................................................................................... 7 C. Bagian Well Head ............................................................................ 11 BAB III .............................................................................................................. 61 SEPARATOR .................................................................................................. 61 A. Introduksi........................................................................................... 61 B. Pemrosesan ...................................................................................... 61 C. Jenis Phasa: .................................................................................... 61 D. Bentuk ................................................................................................. 62 E. Peralatan Separator 2 Phasa .................................................................. 64 BAB IV ............................................................................................................. 73 TANGKI PENAMPUNG MINYAK .................................................................. 73 A. Pengertian ......................................................................................... 73 B. Klasifikasi Tanki Menurut API ............................................................. 73 C. KLASIFIKASI MENURUT NFPA. ........................................................ 74 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 93
iv
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1Block Station ................................................................................. 2 Gambar 1. 2Block Station ................................................................................. 3 Gambar 1. 3 aliran minyak dari sumur ke tanki ............................................ 4 Gambar 2. 1Solid Block Single String............................................................. 8 Gambar 2. 2'Conventional double wing/X-mas tree Sumur SA. ................. 9 Gambar 2. 3 well head ..................................................................................... 12 Gambar 2. 4 National Type “NSB” Casing Flange ...................................... 14 Gambar 2. 5Section With Casing Hanger .................................................... 14 Gambar 2. 6NBS Casing Spool ...................................................................... 15 Gambar 2. 7Type DP-4 H-5 Tubing Hanger ................................................. 17 Gambar 2. 8 Flanged Bonnet ......................................................................... 17 Gambar 2. 9Type B Tubing Hanger Flange ................................................. 17 Gambar 2. 10Dual String Tubing Hanger ..................................................... 18 Gambar 2. 11 Type DS-T Bonnets ............................................................... 19 Gambar 2. 12WP Assembly 2000 Psi ........................................................... 25 Gambar 2. 13Typical High Pressure Wellhead And Christmas Tree Assembly ......................................................................................................... 26 Gambar 2. 14Conventional Christmas Tree ................................................. 27 Gambar 2. 15Dual Christmas Tree 3000 Psi ............................................... 28 Gambar 2. 16X-Mastree Sumur Pompa ........................................................ 29 Gambar 2. 17Stuffing Box ............................................................................... 30 Gambar 2. 18Conventional Pumping Unit .................................................... 32 Gambar 2. 19 Gear Reducer ........................................................................... 33 Gambar 2. 20 Prime Mover .............................................................................. 33 Gambar 2. 21Crank Arm .................................................................................. 34 Gambar 2. 22Pitman ......................................................................................... 35 Gambar 2. 23Walking Beam ............................................................................ 35 Gambar 2. 24Horse Head ................................................................................ 36 Gambar 2. 25Wire line / briddle / hanger cable ............................................. 37 Gambar 2. 26Carrier Bar atau Hanger ........................................................... 37 Gambar 2. 27Counter Weight .......................................................................... 38 Gambar 2. 28Stuffing Box ............................................................................... 40 Gambar 2. 29Brake (Rem) ............................................................................... 40 Gambar 2. 30Well Head sumur ESP ............................................................. 42 Gambar 2. 31 Typical Gas Lift Surface Operation ........................................ 45 Gambar 2. 32Gas lift ........................................................................................ 46 Gambar 2. 33Prinsip Kerja Gas Lift ............................................................... 50 Gambar 2. 34Continues Flow Gas Lift. ......................................................... 52 Gambar 2. 35Continues Flow Gas Lift .......................................................... 53 Gambar 2. 36 Gambar : intermitten flow gas lift .................................... 54 Gambar 2. 37Instalasi Terbuka (Open Installation) .................................. 55 Gambar 2. 38Instalasi Semi Tertutup (Semi Closed Installation) ............ 57 Gambar 2. 39Instalasi Tertutup (Closed Installation) ................................ 58
v
Gambar 2. 40Casing Pressure Operated ..................................................... 58 Gambar 2. 41Tubing/Fluid Pressure Operated ............................................ 58 Gambar 2. 42Konvensional MandrelGambar : Retrievable Mandrel ....... 59 Gambar 3. 1Separator vertikal ....................................................................... 62 Gambar 3. 2]Separator horisontal ................................................................. 63 Gambar 3. 3Separator sperical ...................................................................... 64 Gambar 3. 4separator vertikal ....................................................................... 68 Gambar 3. 5Direct Acting Ball Float Liquid Level Controller ............................... 69 Gambar 3. 6separator horizontal ................................................................... 70 Gambar 3. 7Tangki cone roof ......................................................................... 75 Gambar 3. 8Tangki dome roof........................................................................ 76 Gambar 3. 9Tanki Penimbun atap coneroof ................................................ 81 Gambar 3. 10Breather valve ........................................................................... 82 Gambar 3. 11Tangki FWKO ............................................................................ 84 Gambar 3. 12wash tank ................................................................................... 86 Gambar 3. 1328 In Let Wash Tank ................................................................ 87 Gambar 3. 14level control valve .................................................................... 88 Gambar 3. 15water leg .................................................................................... 89 Gambar 3. 16Breather valve ........................................................................... 89 Gambar 3. 17 sample cock ............................................................................. 91 Gambar 3. 18Storagetank with fixed roof and internal floating roof. Capacity approx 2,000,000 litres ................................................................ 91 Gambar 3. 19Tanki Penimbun atap floating roof ........................................ 92
vi
DAFTAR TABEL Tabel 2. 1API, SPEC. 6A “Specification For Wellhead Equipment”. ........ 13
vii
BAB 1 BLOCK STATION A. Block Station Block
Station/Gathering
Station
berfungsi
sebagai
tempat
pengumpulan fluida (air, minyak mentah dan gas) yang dihasilkan dari sumur-sumur minyak pada sebuah lapangan, kemudian fluida tersebut dipisahkan menurut kebutuhannya. Dalam melakukan pemisahan antara gas, air dan minyak mentah (crude oil) pada sebuah Gathering Station, digunakan bermacam-macam peralatan seperti: Seperator, Manifold, gas scrubber, tangki, oil catcher, pompa pengirim dan fasilitas pemisah lainnya (dehydrator, CPI dll. Secara skematis dapat digambarkan sebagai berikut. B. Fungsi Block Station Fungsi Block Station
Memisahkan cairan, kotoran-kotoran dan gas.
Mengukur jumlah produksi minyak, air dan gas.
Mengambil sampel (minyak, air dan gas).
Mengirim minyak ke pusat penimbunan.
1
Gambar 1. 1Block Station
2
Gambar 1. 2Block Station Keterangan:
1. Sumur
6. Tanki Campuran
2. Header
7. Tanki Test
3. Manifold
8. Oil Catcher
4. Separator Test
9. Pompa
5. Separator Campuran/Kombinasi
10.
Flare
3
Gambar 1. 3 aliran minyak dari sumur ke tanki
4
Latihan soal 1
1. jelaskan apa yang dimaksud block station? 2. Sebutkan bagian bagian atau peralatan yang ada di block station? 3. Coba diskusikan dengan temanmu proses aliran minyak dari sumur sampai ke tangki? 4. Coba diskusikan dengan temanmu proses pemisahan minyak , air dan gas di dalam separator? 5. Coba diskusikan dengan temanmu cara memindahkan aliran ke separator tes? 6. Coba diskusikan dengan temanmu cara m engukur jumlah produksi minyak, air dan gas?. 7. Coba diskusikan dengan temanmu cara mengambil sampel di well head sesuai dengan SOP? 8. Coba diskusikan dengan temanmu prosedur mengirim minyak ke stasiun pengumpul utama (SPU)?. 9. Coba diskusikan dengan temanmu apa fungsi pompa di block station? 10. Coba diskusikan dengan temanmu apa fungsi flare itu?
5
BAB II WELL HEAD DAN CHRISTMASTREE
A. Well Head Sumur Sembur Alam Well head atau kepala sumur adalah kumpulan atau susunan beberapa casing head dan tubing head yang dipasang dan digunakan pada suatu sumur, atau dengan kata lain merup akan perangkat
peralatan
dalam
well
completion
yang
berfungsi
sebagai tempat kedudukan x-mastree. Kegunaan well head yang lain adalah : 1. Tempat duduknya BOP group (saat operasi pemboran atau perawatan sumur) 2. Tempat bergantung casing berikutnya, dengan bantu an casing hanger/casing slips. 3. Meniadakan hubungan dengan annulus antara casing yang satu dengan lainnya dengan bantuan seal assy/sealing medium. 4. Tempat bergantungnya tubing (pipa sembur). 5. Menopang beban dari casing strings. 6. Memisahkan tekanan didalam dan diluar casing strings. 7. Mengendalikan tekanan antara dua string. 8. Tempat duduknya christmastree.
6
B. Jenis well head a) Conventional well head Conventional well head merupakan head dimana setiap jenis atau ukuran dari casing mempunyai slips/casing hanger serta casing head dalam unit yang terpisah satu sama lain. b) UNI Head atau Compact Well Head/solid block Merupakan well head dimana semua jenis atau ukuran dari casing bergantung dalam satu body/unit/compact casing head.
Jenis Tubing Hanger •
Flange type tubing hanger
•
Nippe type ram type tubing hanger
•
Bowl type tubing hanger
7
Gambar 2. 1Solid Block Single String 1. Tubing Master Valve / Lower master valve 2. Tubing valve / Upper master valve 3. Swab valve / top valve 4. Wing valve 5. Manumatic 6. Choke 7. Niddle valve 8. Top adapter 9. Flow line
8
1 2 3
4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14 15
Gambar 2. 2'Conventional double wing/X-mas tree Sumur SA.
9
KETERANGAN: 1.
Pressure tubing (PT)
Pressure casing (PC)
½” Manometer
2.
9.
chokes 3.
Top conection
4.
Top valve/Swab
10.
Tubing Head spool
11.
Valve casing
12.
Flow line
13.
Cellar
14.
Check valve
15.
Bottom flange
valve 5.
Wing valve
6.
Tubing valve/Wing valve
7.
Beam/Choke
8.
Master valve
10
Latihan soal 2
1. Apa yang dimaksud dengan well head atau kepala sumur? 2. Dan apa fungsi dari well head? 3. Sebutkan kegunaan dari well head? 4. Sebutkan dan Jelaskan jenis well head? 5. Gambarkan well head solid block serta bagian bagiannya? 6. Coba diskusikan dengan temanmu perbedaan antara well head type conventional dengan solid block? 7. Jelaskan fungsi lower master valve? 8. Jelaskan fungsi wing valve atau tubing valve? 9. Jelaskan fungsi dari cellar? 10. Jelaskan kedudukan dan fungsi tubing han
C. Bagian Well Head a. Casing Head Casing Head Terdiri Dari : •
Bottom flange bagian ini merupakan casing head dari casing yang pertama dipasang. Juga merupakan housing dari casing hanger dan casing slips casing berikutnya.
•
Casing Hanger/casing slips bagian ini merupakan tempat bergantungnya casing dan duduk dengan slips pada casing head sebelumnya.
•
Packing (sealing medium) bagian ini adalah se al pada casing head dan casing hanger yang meniadakan hubungan annulus antara casing yang satu dengan casing yang lainnya.
11
•
Ring Joint Gaskets dipakai penyekat antara flange dengan flange sekaligus untuk menghindari kebocoran.
b. Tubing Head Tubing
head
adalah
tempat
bergantungnya
tubing
dan
meniadakan hubungan annulus casing dengan tubing. Fungsinya adalah menahan tekanan fluida di dalam annulus dan mengendalikan aliran fluida (minyak air dan gas) dari dasar sumur ke permukaan.
Gambar 2. 3 well head
12
Maksimum
Working
Pressure
(MWP)
ialah
Tekanan
kerja
maksimum dimana peralatan boleh dipakai/digunakan, spesifikasi well head oleh API standard pada API, Spec. 6A “Specification For Well head Equipment”.
Tabel 2. 1API, SPEC. 6A “Specification For Wellhead Equipment”. MWP Serie/ASA Test Pressure API
(hydrostatis) psi
960
300
1.440
2.000
600
4.000
3.000
900
6.000
5.000
1.500
15.000
10.000
2.500
22.000
15.000
-
-
20.000
-
-
psi
13
Gambar 2. 4 National Type “NSB” Casing Flange
Gambar 2. 5Section With Casing Hanger
14
Gambar 2. 6NBS Casing Spool
15
Latihan soal 3. 1. Sebutkan bagian bagian casing head? 2. Jelakan tiap tiap bagian dari casing head? 3. Jelaskan apa yang dimaksud tubing head? 4. Dan apa fungsi dari tubing head? 5. Jelaskan fungsi pressure test port yang ada di well head? 6. Jelaskan kegunaan dari 2 inch side outlet yang ada di well head? 7. Jelaskan fungsi lock screw yang ada di well head? 8. Coba anda amati apa perbedaan casing spool dengan casing flange? 9. Apa yang dimaksud Maksimum Working Pressure (MWP)? 10. Jika
suatu
well
head
mempunyai
ASA
atau
Seri
150
berapakah maksimum working pressurenya (MWP)?
16
Tubing Head didesain sama dengan penggunaan casing head dan berfungsi untuk : •
Menggantungkan tubing string.
•
Memisahkan tekanan antara annulus dengan dalam tubing.
•
Dilengkapi sambungan-sambungan keatas permukaan untuk mengontrol aliran cairan dan gas.
Gambar 2. 7Type DP-4 H-5 Tubing Hanger
Gambar 2. 8 Flanged Bonnet
Gambar 2. 9Type B Tubing Hanger Flange
17
Gambar 2. 10Dual String Tubing Hanger 18
Gambar 2. 11 Type DS-T Bonnets 19
B. Christmastrees (X-Mastrees) Christmas
tree
(X-mastree)
juga
disebut
silang
sembur
ataupalang sembur atau pohon natal. Chrismastree dipasang pada flens tubing head yang berguna selain
untuk
pengaman
sumur
juga
untuk
memudahkan
pengontrolan dan mengatur produksi sembur alam. Seri/ASA dari x-mastree yang dipasang tergantung pada tekanan sumur waktu ditutup (shut in pressure) atau static pressure sumur tersebut.
X-mastree
dibuat
dari
besi
baja
kwalitas
tinggi,
sehingga
disamping dapat menahan tekanan tinggi, juga dapat menahan air lapisan
lapisan
yang
korosif,
yang
mengalir
bersama-sama
minyak atau dapat menahan pengikisan dari pasir y ang terbawa cairan dan gas dari lapisan.
Alat ini terdiri dari suatu unit dari susunan: •
Flow fitting
•
Tee
•
Nipple
•
Elbow
•
Cross
•
Valves
•
Choke housing/beam box
•
Pressure
20
Latihan soal 4.
1. Sebutkan dan jelaskan fungsi dari tubing hanger? 2. Sebutkan bagian bagian dari tubing hanger atau gambar 8? 3. Sebutkan bagian bagian dari gambar 11 Dual String Tu bing Hanger? 4. Gambarkan penampang Dual String Tubing Hanger? 5. Jelaskan apa yang dimaksud X-mastree? 6. Sebutkan bagian bagian dari x-mastree? 7. Jika suatu sumur mempunyai tekanan 3000 psi, x-mastree yang harus dipasang memilih ASA atau seri berapa? 8. Jelaskan apa fungsi pressure gauge pada x-mastree? 9. Apa yang dimaksud nipple jelaskan? 10. Jelaskan jenis valve yang dipasang di x-mastree?
21
Susunan X-mastree 1. Tubing
head
adaptor
Peralatan
ini
yang
langsung
dipasang (duduk) di atas tubing head. 2. Master Valve, Valve ini untuk menutup sumur apabila diperlukan. Misalnya: saat dilakukan perbaikan atau penggantian pada peralatan di bagian atas master valve.Demi keamanan (safety) sebaiknya master valve di pasang 2 (dua) buah atau rangkap. Merupakan jenis manual gate valve, merupak an valve induk yang
berfungsi
untuk
mengatur
aliran
dari
dasar
sumur.Valve ini diusahakan jarang dioperasikan (dibuka atau ditutup), kecuali bila terjadi perbaikan pada valve berikutnya setelah tubing master valve atau melakukan penutupan
sumur
lama.Valve
ini
jika
dalam sering
jangka
waktu
dilakukan
yang
sangat
pembukaan
dan
penutupan akan cepat rusak. Apabila rusak, sumur harus ditutup untuk melakukan perbaikan pada valve tersebut. Untuk memperlambat kerusakan valve tersebut dapat pula dilakukan dengan, jangan membuka secara parsial valve tersebut pada saat sumur sedang berproduksi.
3. Flow fitting adalah alat pembagi arah aliran 4. Wing Valve Adalah valve pengatur buka tutup aliranpada lengan x-mastree.Manual gate valve yang digunakan untuk operasi penutupan dan pembukaan sumur secara normal. Sehingga valve ini paling sering mengalami kerusakan. Jika 22
valve ini ditutup dalam jangka waktu yang agak lama, operator harus berhati-hati karena tekanan pada upstream dari valve hampir sama dengan tekanan statik dari sum ur, atau mungkin akan terdapat kantong gas yang terpisah dari minyak. Untuk mengatasi masalah ini, maka pada saat pembukaan wing valve, diusahakan pem bukaannya secara perlahan-lahan. Bila terdapat kantung gas, pembukaan valve akan terdengar bunyi yang kha s. Suara ini akan berubah bila minyak telah mencapai valve tersebut. Wing valve tidak boleh dibuka secara parsial selama ada fluida yang mengalir. 5. Beam
Box/Choke
hausingMerupakan
tempat
(rumah)
dimana jepitan (choke) akan terpasang di wing x -mastree 6. Swabing valve/Top valveIalah valve penutup mengarah vertikal di atas flow fitting, yang juga diperlukan untuk operasi wireline dan swabing.Manual gate valve yang dibuka untuk membiarkan tekanan fluida mencapai top adaptor untuk membaca tekanan atau mengambil sa mpel. Juga
biasanya
untuk
lewatnya
wireline
unit,
untuk
melakukan operasi dalam tubing sehingga diperoleh posisi yang vertikal, misalnya seperti pemasangan packer, storn choke atau menutup tubing string. 7. Top
ConectionMerupakan
chrismastree,
dimana
sambungan
ditempatkan
gauge
teratas valve
dari dan
pressure gauge. Adalah suatu peralatan yang terletak di puncak swab valve dengan threaded connection untuk memperkecil ukuran pemasangan needle valve. Needle valve berfungsi untuk tempat
pengambilan
sampel
atau
pe mbacaan
tekanan
23
kepala sumur.Pembukaan valve ini harus ekstra hati -hati karena mempunyai tekanan hampir sama dengan tekanan statik sumur. 8. Choke/JepitanFungsi
utama
dari
jepitan
ialah
untuk
mengatur besar kecil produksi, Fungsi lainnya ialah : •
Memelihara tekanan balik yang cukup, untuk mengontrol ikut terproduksinya pasir dan air.
•
Melindungi peralatan di permukaan.
•
Mencegah terjadinya gas coning.
•
Memproduksi reservoir dengan kapasitas produksi yang efisien.
Macam Choke (Jepitan) •
Positip choke
•
Adjustable choke
•
Rotating disc choke
a. Positive choke Positive choke dibuat dari besi baja pejal, dimana bagian dalamnya terdapat lubang (orifice) dengan diameter tertentu untuk
mengalirkan
fluida
ke
separator.
Ukuran
choke
dinyatakan per 64 inchi (/64”). Bila sumur gas menggunakan single wing , maka untuk mengganti choke sumur harus ditutup (shut in), apabila sumur migas menggunakan double wing , maka arah aliran dapat dirubah. 24
b. Adjustable choke Adjustable choke merupakan katup jarum yang mempunyai adjustable seat dan jarum serta dilengkapi dengan skala bukaan. Diameter choke dapat diatur sesuai tekanan dan laju aliran. Merubah besar kecilnya diameter choke dapat dilakukan tanpa membongkar choke holder.
Macam Chrismastree menurut ARM (Wing) • Single
wing
(arm)Mempunyai
lengan
satu
(single
wing,single arm) • Double wing (arm)Mempunyai lengan dua (double wing, double arm).
Gambar 2. 12WP Assembly 2000 Psi
25
Gambar 2. 13Typical High Pressure Wellhead And Christmas Tre e Assembly
26
Christmastrees (X-Mastrees) •
X-mastree
mempunyai
tekanan
kerja
sama
dengan
Wellhead. •
Untuk tekanan kerja yg rendah sampai pada 2000 psi, sambungan berupa drat atau flensa
•
Untuk tekanan kerja > 3000 psi, sambungan memakai flensa.
Gambar 2. 14Conventional Christmas Tree
27
Gambar 2. 15Dual Christmas Tree 3000 Psi
28
Latihan soal 5. 1. Jelaskan fungsi master valve? 2. Jelaskan mengapa master valve tidak boleh dibuka secara parsial? 3. Apa fungsi wing valve? 4. Jelaskan fungsi choke/beam? 5. Sebutkan jenis choke dan jelaskan ? 6. Jelaskan perbedaan adjustable choke dengan positip choke? 7. Sebutkan jenis x-mastree? 8. Jika x-mastree mempunyai tekanan kerja sampai pada 2000 psi,sambungan berupa drat atau flense, jelaskan ASA/Seri yang digunakan? 9. Jelaskan fungsi surface safety valve (SSV)? 10. Jelaskan fungsi top adapter?
Gambar 2. 16X-Mastree Sumur Pompa
29
Gambar 2. 17Stuffing Box
30
B. Sucker Rod Pump Bahagian-bahagian yang utama dari Pumping Unit. 1. Prime mover/Driver (Penggerak) 2. Gear Reducer 3. CrankArm 4. Pitman 5. Walking Beam 6. Horse Head 7. Carrier Bar atau Hanger 8. Counter Weight 9. Brake (Rem)
1.
Prime
Mover
(Penggerak
utama
)/Driver
(Penggerak) Sebuah motor listrik atau reciprocating engine dengan putaran 800 – 1200 RPM dipakai untuk menggerakkan Sucker Rod Pump (3-phase, 440 volt, 60 cycle).
2.
Gear Reducer Gear reducer berfungsi sebagai penerus daya dari Electric Motor dengan menurunkan kecepatan putar dan menaikkan momen atau torque.
31
Gambar 2. 18Conventional Pumping Unit
32
Wtaken by steve
Gear reducer
Gambar 2. 19 Gear Reducer Gambar 2. 20 Prime Mover
Cr
Gbr. 2.62 Titik-titik pemberian pelum
3. Crank Arm Crank Arm disambungkan pada sumbu putaran rendah yang keluar dari gear box yang berputar 360 derajat. Lobang dari crank juga sebagai tempat kedudukan pit-man yang akan merubah gerak putar menjadi gerak lurus dan tempat
merubah
perpanjangan
dari
langkah
pompa.
CrankArm juga sebagai tempat dari kedudukan counter weight dan kedua sisinya mempunyai gerigi yang digunakan sebagai tempat jalannya tool yang akan memposisikan counter weight. Dimana tiga angka dari depan( C 228 – 185 - 144 ) singkatan dari 228 X 1000 lbs/ inch, termasuk Sucker Rod Pump M 912 – 305 - 192 ,tiga angka ditengah C 228 – 185 – 144 singkatan dari 185 X 100 lbs/ inch, termasuk Sucker Rod Pump M 912 – 305 – 192 dan tiga angka dibelakang C 228 – 185 – 144 adalah maximum panjang langkah dalam satuan inch termasuk Sucker Rod Pump M 912 – 305 – 192
33
Gambar 2. 21Crank Arm
4. Pitman Pitman dipasang untuk menghubungkan crank dengan walking beam. Ia berfungsi untuk merobah gerakan berputar dari gear box menjadi gerakan turun naik pada walking beam. Panjang stroke pemompaan (SL) pada setiap Sucker Rod Pump dirobah dengan memindahkan sambungan pitman pada lobang yang ada di crank.Bila sambungan dirobah ke arah sumbu gear box (Inboard) maka stroke length menjadi lebih pendek sedangkan kalau menjauhi sumbu gear box (outboard) maka stroke length menjadi lebih panjang.
5.
Walking Beam Walking Beam sebagai tempat kedudukan dari Equalizer bearing ( tail bearing ) dan juga sebagai kedudukan dari saddle bearing ( center bearing) dan juga
34
sebagai tumpuan dari walking beam pada salah satu ujungnya sebagai tempat kedudukan kepala kuda. Walking-beam ini berfungsi sebagai pengungkit pompa,yang mana pergerakannya ke atas dan ke bawah ( upstroke & down stroke ) lebih kurang 45 derajat atau 1/8 lingkaran.
Gambar 2. 22Pitman
Gambar 2. 23Walking Beam
35
6. Horse Head Horse-head ditempatkan diujung walking beam dengan bentuk 1/8 lingkaran agar gerakan 1/8 lingkaran tersebut menjadi gerakan naik turun ( reciprocating ) dimana bridle dan carrier bar adalah bagian dari horse-head.
Gambar 2. 24Horse Head
7. Wire line / briddle / hanger cable Wire line merupakan kawat baja yang menghubungkan horse head dengan polished rod. Polished rod diklem ujungnya dan tergantung diccrrier box. Briddle menjamin akan gerak Sucker Rod vertikal, sehingga tidak terjadi moment lengkung pada polished rod
8. Carrier Bar atau Hanger Polished rod masuk ke dalam carrier bar dan di atasnya dipasang clamp sehingga carrier bar melalui wi re line atau sling yang di bagian atas disambungkan ke horse
36
head, dapat mengangkat dan menghantar polish rod ke atas dan ke bawah.
Gambar 2. 25Wire line / briddle / hanger cable
Gambar 2. 26Carrier Bar atau Hanger
37
9. Counter Weight Pada crank balance Sucker Rod Pump, counter weight dipasang pada crank, sedangkan pada beam balance Sucker Rod Pump, counter wight dipasang pada ujung belakang walking beam. Counter weight berfungsi
Gambar 2. 27Counter Weight Sebagai penyeimbang antara berat rod string,pompa / fluida dengan beban dari Gear Reducer dan Electric motor ( dilihat dari amper meter ) agar kerja dari Gear Reducer dan Electric Motor dapat secara optimal. Apabila Counter Weigh digeser mendekati shaft dari gear box maka beban akan lebih ringan dan counterweigh digeser keujung dari crank arm ( menjauh dari shaft gear box ) akan semakin berat diputar oleh Electric Motor. 38
Pada
Counter Weight
maksudnya
adalah
ada
tertulis
singkatan
dari
angka beban
6,8,12 600
lbs,800,1200 lbs ( bukaka type red ) Pada Air Balance Sucker Rod Pump, tabung udara ( dariair
compressor
)
yang
bertekanan
berfungsi
sebagai pengganti counter weight .
10. Stuffing Box Dipasang diatas kepala sumur (well head) berfungsi : Sebagai pencegah atau menahan minyak agar minyak tidak ikut keluar bersama-sama dengan naik turunnya polished rod sehingga aliran dapat di atur ke flow line lewat Cross Tee tanpa tumpah (menyembur), juga berfungsi sebagai dudukan untuk polished rod dapat bergerak naik turun dengan bebas dan lurus
11. Brake (Rem) Rem berfungsi untuk mengatur posisi horse head kalau Sucker Rod Pump harus dimatikan untuk keperluan perbaikan pada well atau pada Sucker Rod Pump itu sendiri.
39
Gambar 2. 28Stuffing Box
Gambar 2. 29Brake (Rem)
40
Latihan soal 6. 1. Sebutkan bagian bagian x-mastree sumur sucker rod pump? 2. Jelaskan fungsi polished rod? 3. Jelaskan fungsi stuffing box? 4. Sebutkan bagian bagian peralatan sucker rod pump yang terpasang dipermukaan? 5. Jelaskan apa fungsi dari pitmen? 6. Sebelum start up sumur sucker rod pump apa yang harus dilakukan? 7. Jelaskan cara start up pompa sucker rod? 8. Diskusikan bagai mana cara mengukur panjang langkah pompa sucker rod? 9. Diskusikan bagaimana cara mengukur stroke per menit? 10. Jaelaskan cara mematikan pompa sucker rod?
41
C. Well Head Electric Submersible Pum (ESP)
Gambar 2. 30Well Head sumur ESP
Electric Submersible Pum (ESP) Electric Submersible Pump system adalah suatu metode dari artificial lift yang banyak digunakan untuk memompakan reservoir fluid dari formasi sumur yang cukup jauh dalam perut bumi ke permukaan. Pompa jenis ini telah sukses digunakan sejak puluhan tahun
yang
perbaikan
yang
lewat. Selama sudah
periode
dilakukan
agar
tersebut, ia
dapat
banyak
beroperasi
dengan baik, dan mempunyai daya tahan yang lebih lama. Untuk
meningkatkan
kemampuan
ESP
system,
maka
ia
diperlengkapi dengan beberapa accessories.
42
Sistem
pemasangan
ESP
terdiri
dari
dua
bahagian
utama, yaitu : komponen permukaan (surface equipment) dan komponen bawah permukaan (down hole equipment). Surface equipment terdiri dari : 1. Transformator 2. Switch board 3. Junction box 4. Well head.
Sedangkan down hole equipment terdiri dari : 1. Multistage centrifugal pump 2. Intake / gas separator 3. Protector 4. Electric motor
43
Latihan soal7.
1. Sebutkan bagian abgian x-mastree sumur ESP? 2. Jelaskan perbedaan x-mastree sumur ESP dengan x-mastree sumur pompasucker rod pump? 3. Apa yang dimaksud pompa ESP? 4. Jelaskan fungsi dari transformer? 5. Jelaskan fungsi junction box? 6. Apa fungsi swict board? 7. Apa fungsi kabel ESP? 8. Diskusikan cara kerja pompa ESP? 9. Diskusikan bagian bagian dari pompa ESP? 10. Jelaskan untuk star up pompa ESP?
D. GAS LIFT
Gas
Lift
mengangkat
System
merupakan
minyak
dari
suatu
dalam
metode sumur
untuk dengan
menggunakan gas yang diinjeksikan dalam bertekanan oleh gas compressor ke annulus. Gas lift pada prinsipnya mencampurkan gas ke dalam sistem agar didapat densitas sistem yang lebih ringan, sehingga memberikan PWF (pressure working fluid ) yang kecil agar didapat drawdown yang besar.
44
Gambar 2. 31 Typical Gas Lift Surface Operation
Gas yang digunakan bisa berasal dari sumur minyak itu sendiri atau dari gas well.Tubing yang digunakan pada gas lift system dilengkapi dengan beberapa mandrel tempat duduknya Gas Lift Valve.
45
Gambar 2. 32Gas lift
46
A. Gas Lift System 1. Subsurface Gas Lift Equipment a.
Mandrel
conventional
Retrievable
b. Gas lift valve Berfungsi untuk mengatur pressure injeksi ke tubing. 2. Subsurface equipment. a. packer b. b.seating niple 3. Separator dan Tank Facilities 4. Surface Controls a. Recorder Indikasi pressure di casing dan tubing. b.
Or ifice
c. Surface control Choke, intermeter, regulator (kombinasi)
Definisi Gas Lift
Adalah Suatu Cara Pengangkatan Fluida Dari Dasar Sumur Kepermukaan Dengan Menggunakan Gas Yang Bertek anan Tinggi Diinjeksikan Kedalam Sumur, Melalui Katup -katup Gas Lift
Gas Yang Diinjeksikan Membantu Mengangkat Fluida Kepermukaan.
47
Gas Lift valve berfungsi untuk tempat masuknya gas yang diinjeksikan ke dalam tubing dan membuka atau menutupnya diatur berdasarkan tekanan tertentu. Ada beberapa type gas lift valve yang dapat digunakan untuk ini, tergantung kepada bentuk design dari mandrel seperti :
spring loaded with uncharge bellows
gas charge bellows
gas charge rubber sleeve
pilot operated piston
B.Prinsip Kerja Gas Lift
Prinsip kerja dari Gas Lift system hampir sama dengan flowing well.Gas yang diinjeksikan dalam keadaan bertekanan masuk melalui top valve ke dalam tubing. Dengan masuknya gas ini akan terjadi pengurangan specific gravityminyak yang ada dalam tabung, sehingga minyak terdorong ke atas. Proses ini terus berlangsung sampai injection gas masuk melalui second valve. Pada saat injection gas dalam annulus mencapai second valve akan terjadi pengurangan tekanan pada annulus yang membuat tertutupnya top valve. Proses yang sama akan terus berlangsung (tergantung jumlah
valve
pada
tubing)
sampai
akhirnya
bottom
valve
membuka. Dengan terbukanya botom valve maka valve yang ada di atasnya akan menutup, sehingga minyak yang sudah bercampur dengan gas dalam tubing mengalir ke permukaan.
48
Proses pemompaan ini akan terus berlangsung selama gas yang diinjeksikan ke annulus, diinjeksikan dengan konstan. Proses sampai membukanya bottom (operating) valve dinamai unloading process, yaitu proses untuk mengambil killing atau formation fluid yang mengisi casing-tubing annulus. Prinsip kerja dari gas lift adalah, gas yang yang diinjeksikan melalui annulus casing akan bercampur dengan fluida dalam kolom tubing melalui katup-katup gas lift. Akibat bercampurnya antara gas injeksi dan fluida dalam kolom tubing mengakibatkan :
Fluida dalam tubing(diatas katup Operasi) menjadi lebih ringan, karena
density fluida menjadi lebih kecil,
Viscositas lebih encer
perbandingan antara gas dan cairan (GLR, GOR) lebih besar dibandingkan fluida reservoir.
Tekanan alir dasar sumur (pwf) Menjadi lebih rendah / turun
Tekanan gas injeksi membantu
mendorong fluida dalam
tubing mengalir kepermukaan
49
Gambar 2. 33Prinsip Kerja Gas Lift Prinsip Kerja Gas Lift : 1. Prinsip kerja dari gas lift adalah, gas yang yang diinjeksikan melalui annulus casing akan bercampur dengan fluida dalam kolom tubing melalui katup -katup gas lift. 2. Akibat bercampurnya antara gas injeksi dan fluida dalam kolom tubing mengakibatkan : Akibat Gas Bercampur Fluida :
50
Fluida dalam tubing(diatas katup Operasi) menjadi lebih ringan, karena
density fluida menjadi lebih kecil,
Viscositas lebih encer perbandingan antara gas dan cairan (GLR, GOR) lebih besar dibandingkan fluida reservoir. Tekanan alir dasar sumur (pwf) Menjadi lebih rendah / turun Tekanan gas injeksi membantu
mendorong fluida
dalam tubing mengalir kepermukaan Dilihat dari cara operasinya, Gas Lift dapat dibedakan atas dua macam: a. Continues Flow Gas Lift (gas diinjeksikan ke dalam annulus secara terus menerus). b. Intermittent Flow Gas Lift (gas diinjeksikan ke dalam annulus atau diatur oleh controller). C. Continues Flow Gas Lift. Continues Flow Gas Lift biasanya digunakan pada sumursumur yang masih mempunyai tekanan reservoir yang baik dengan productivity index yang tinggi.
51
Gambar 2. 34Continues Flow Gas Lift.
Pada
sistem
ini
gas
dalam
jumlah
dan
tekanan
tertentu
diinjeksikan secara terus menerus melalui annulus.Tekanan gas akan membuat valve membuka sehingga gas masuk ke dalam tubing dan bercampur dengan minyak. Percampuran ini mengakibatkan berkurangnya specific gravity minyak, sehingga minyak akan mengalir ke permukaan. Biasanya dipergunakan untuk well yang berkapasitas lebih tinggi dan dapat memproduksi mulai 75.000 BPD sampai 100.000 BPD. Flowing bottom holepressure harus cukup tinggi menunjang ruang flowing fluid.
D. Intermittent Flow Gas Lift
Intermittent flow GasLift biasanya digunakan pada sumur-sumur yang mempunyai tekanan reservoir dan productivity index yang rendah. Pada sistem ini gas diinjeksikan secara berkala dalam
52
waktu-waktu tertentu yang diatur oleh time cycle controller. Pengaturan penginjeksian gas perlu dilakukan untuk memberikan waktu kepada minyak mentah mengalir dari formasi ke dalam lobang sumur.Kemudian minyak terangkat ke atas dalam bentuk slug.
Gambar 2. 35Continues Flow Gas Lift
53
Control Line Regulator Gas Choke
Gas Lift Valve
Pressure Gauge
Surface Controller Open
Injection Gas
To Separator
Valve Closed
Fluid Slug Valve Closed
Valve Closed
Standing Valve
Gambar 2. 36
Operating Valve Open
Gambar : intermitten flow gas lift
54
Pada ujung tubing string intermittent Flow Gas Lift biasanya dipasang packer untuk mencegah kembalinya minyak agar jangan terdorong kembali ke dalam formasi di waktu gas masuk ke dalam tubing string (closed installation). Di bawah kondisi rata-rata jenis gas lift ini akan memproduksikan mulai 1 BPD sampai 500 BPD.
F.Tipe Pemasangan Gas Lift Dilihat
dari bentuk
pemasangannya,
maka
Gas Lift
dapat
dibedakan atas tiga macam yaitu:
Instalasi Terbuka (Open Installation)
Instalasi Semi Tertutup (Semi Closed Installation)
Instalasi Tertutup (Closed Installation)
Gambar 2. 37Instalasi Terbuka (Open Installation) 55
a. Open Installation Pada type pemasangan ini, tidak dilakukan pemasangan packer pada ujung tubing string dalam well bore. Sehingga untuk
membatasi
antara
casing
annulus
diharapkan dari fluid yang ada (fluid seal).
dan
formasi
Biasanya open
installation tipe ini hanya sesuai untuk continues flow system.
b. Semiclosed Installation Tipe pemasangan ini hampir sama dengan open installation. Perbedaannya
hanya
karena
pada
tipe
ini
dilakukan
pemasangan packer di ujung tubing string untuk membatasi casing annulus dengan formasi. Tipe
pemasangan
ini
cocok
untuk
continues
flow
dan
intermittent flow system.
c.Closed Installation Perbedaan closed installation dengan semiclosed installation terletak pada standing valve yang dipasang pada ujung tubing string. Fungsi standing valve disini adalah untuk mencegah tekanan gas
yang
sudah
masuk
ke
dalam
tubing
string
tidak
dipengaruhi formasi.
56
Gambar 2. 38Instalasi Semi Tertutup (Semi Closed Installation)
57
Gambar 2. 39Instalasi Tertutup (Closed Installation)
Jenis Katub Gas Lift
Gambar 2. 40Casing Pressure Operated
Gambar 2. 41Tubing/Fluid Pressure Operated
58
Jenis-Jenis Mandrel
Gambar 2. 42Konvensional MandrelGambar : Retrievable Mandrel
59
Latihan soal 8 1. Apa yang dimaksud pompa gas lift? 2. Coba diskusikan prinsip kerja dari gas lift? 3. Dan diskusikan prinsip kerja katup gas lift valve? 4. Jelaskan apa yang dimaksud side pocket mandrel? 5. Sebutkan jenis gas lift mandrel? 6. Sebutkan dan jelaskan cara operasi gas lift? 7. Sebutkan type pemasangan gas lift? 8. Jelaskan fungsi standing valve? 9. Diskusikan perbedaan konventional mandrel dengan side pocked mandrel? 10. Dari
gambar diatas amati dan diskusikan serta jelaskan
perbedaan antara open installation, semi closed installation, closed installation?
60
BAB III SEPARATOR A. Introduksi Fluida reservoir dapat terdiri dari campuran gas, minyak dan air. Fluida tersebut harus dipisahkan dan diukur sebelum menuju flow line atau bejana penampung (tanki), karena konsumen
hanya
membeli
minyak
(setelah
air
dan
gas
dipisahkan) atau gas (setelah minyak dan air dipisahkan). B. Pemrosesan
Pada saat fluida dari sumur masuk ke separator, dimana tekanan sudah menurun dibanding saat dari reservoir, cairan dengan perbedaan density, gravity mulai terpisah secara alamiah.
Air, dimana berat jenis lebih besar daripada minyak, akan mengendap dibawah.
Minyak, dimana berat jenisnya lebih ringan daripada air, akan berada ditengah.
Gas, fluida yang paling ringan akan berada pada bagian atas.
C. Jenis Phasa:
2 (dua) phasa
untuk memisahkan fluida formasi menjadi
gas dan cairan (minyak dan air)
3 (tiga) phasa untuk memisahkan fluida formasi menjadi gas, minyak dan air
61
D. Bentuk a. Vertical (tegak) b. Horizontal (mendatar) c. Sperical (bola)
Gambar 3. 1Separator vertikal
62
Gambar 3. 2]Separator horisontal
63
Gambar 3. 3Separator sperical
E. Peralatan Separator 2 Phasa Bagian Dalam 1. Inlet diverter :Inlet diverter berfungsi untuk memecahkan aliran yang datang dari sumur, mengubah arah aliran, d an awal dari proses pemisahan 2. Mist extractor :Alat ini berfungsi untuk memindahkan cairan dari gas sebelum gas keluar dari separator.
64
3. Baffles :Baffles menjaga agar permukaan cairan tenang (tidak berombak) 4. Equalizer
:Apabila
baffle
dipasang
didalam
separator,
equalizer digunakan untuk mencegah uap gas mengembang dibawah
baffle.
Uap
yang
mengembang
ini
dapat
menyebabkan masalah pada level control. Bagian Luar 1. Pressure gauges : Digunakan untuk mengukur tekanan separator 2. Sight glasses :Untuk menunjukkan level cairan yang ada didalam separator. 3. Relief valve :
Bekerja apabila ada tekanan lebih dari
separator 4. Level controller: Mengatur agar permukaan cairan selalu stabil. 5. Pressure controller :Untuk menjaga agar tekanan sesuai pada settingnya 6. Safety head atau Rupture Disc :untuk melindungi separator jika tekanan terlalu tinggi dan safety
relief valve tidak
berfungsi (tekanan separator akan memecah plate didalam rupture disc)
F. Peralatan Separator 3 Phasa Peralatan Bagian Dalam
65
1. Inlet Diverter :Inlet diverter be rfungsi untuk memecahkan aliran yang datang dari sumur, mengubah arah aliran, dan awal dari proses pemisahan 2. Mist extractor: Alat ini berfungsi untuk memisahkan cairan dari gas sebelum gas keluar dari separator. 3. Baffles :Baffles menjaga agar permukaan cairan tenang (tidak berombak) 4. Weirs :Weir digunakan pada separator 3 phasa. Saat minyak dan air terpisah, minyak akan tumpah ke bagian pemisah dari separator. 5. Separation section :Pada bagian ini dilengkapi ruang dan waktu untuk gas naik keatas dan cairan (den gan jumlah gas yang sedikit) jatuh kebawah 6. Straightening
vanes
:Pada
umumnya
ditemukan
pada
separator mendatar, bagian-bagian ini merubah arah aliran gas dan mengurangi aliran turbulen.
Peralatan Bagian Luar 1. Pressure gauges : Digunakan untuk mengukur te kanan separator 2. Sight glasses :Untuk menunjukkan level cairan yang ada didalam separator. 3. Relief valve : Bekerja apabila ada tekanan lebih dari separator 4. Level controller :
agar cairan tidak terikut ke out let gas
66
agar gas tidak terikut ke tanki
memberi kesempatan cairan untuk membebaskan gas 5. Pressure controller :Untuk menjaga agar tekanan sesuai pada settingnya 6. Safety head atau Rupture Disc : untuk melindungi separator jika tekanan terlalu tinggi dan safety
relief valve tidak
berfungsi (tekanan separator akan memecah plate didalam rupture disc)
Keuntungan a. Separator Vertical Tidak memerlukan tempat yang luas Dapat menampung pasir dalam jumlah banyak Mudah
dibersihkan
karena
bagian
bawah
didesign
berkerucut.
Liquid Level Control (LLC) Liquid Level Control (LLC) adalah alat untuk mengatur permukaan cairan dalam separator secara otomatis. Dengan tujuan :
Agar cairan tidak terikut ke outlet gas
Agar gas tidak terbuang ke tangki
Memberi
kesempatan
cairan
berhenti
sejenak
untuk
membebaskan gas.
67
Gambar 3. 4separator vertikal
Liquid level control terdiri dari floater yang dihubungkan dengan valve secara mekanik atau pneumatik, sedemikian rupa sehingga jika permukaan cairan dalam separator naik ( floater naik) maka katub oil outlet membuka. Dan sebaliknya jika permukaan cairan dalam separator turun (floater turun), maka katub oil outlet akan menutup.
68
Gambar 3. 5Direct Acting Ball Float Liquid Level Controller
Floater ( pelampung ) waktu turun tidak boleh setinggi oil outlet, atau paling rendah harus diatas oil outlet agar gas tidak masuk ke tangki. b. Separator Horizontal Dapat menampung crude dalam bentuk foam Lebih murah daripada separator vertical Mudah diangkut Lebih dalam
ekonomis
dan efisien
untuk
memproses
gas
jumlah besar
Diperlukan
diameter
yang
lebih
kecil
untuk suatu
kapasitasgas tertentu
69
Gambar 3. 6separator horizontal
c. Separator Spherical Lebih murah dibanding separator mendatar dan tegak Lebih mudah dibersihkan daripada tipe vertical Kerugian a. Separator Vertical
Lebih sulit merawat peralatan-peralatan keselamatan yang terpasang diatas.
Pemasangan outlet gas lebih sulit
b. Separator Horizontal
Apabila fluida mengandung pasir, lebih sulit membersihkan
Pemasangannya memerlukan ruangan yang lebih luas, kecuali kalau disusun bertingkat.
70
c. Separator Sperical
Ruang pemisahan sangat terbatas
Pengontrolan level cairan lebih rumit.
Kurang ekonomis untuk kapasitas gas yang besar
Faktor Yang Mempengaruhi Pemisahan: 1. Viskositas fluida 2. Densitas minyak dan air 3. Tekanan pada separator 4. Waktu (retention time, dari saat fluida masuk ke separator sampaifluida keluar) 5. Komposisi dari hydrocarbon (C1 - C7) 6. Temperatur 7. Luas penampang dari separator
71
Latihan soal 9. 1. Menurut bentuknya separator di bagi menjadi berapa bagian sebutkan? 2. Jelaskan prose pemisahan atau kinerja dari separator tiga phasa? 3. Jelaskan prose pemisahan atau kinerja dari separator dua phasa? 4. Sebutkan peralatan yang terpasang diseparator bagian luar dan jelaskan fungsinya? 5. Sebutkan peralatan yang terpasang di dalam separator tiga phasa bagian dalam dan jelaskan fungsinya? 6. Sebutkan peralatan safety yang terpasang di separator? 7. Jelaskan fungsi dari relief valve? 8. Jelaskan cara kerja liquid level control (LLC)dan apa tujuannya? 9. Diskusikan apa problem yang sering terjadi di separator? 10. Dan bagaimana cara mengatasi problem tersebut? 11. Diskusikan bagaimana cara merawat atau maintenance separator? 12. Bagai mana cara membersihkan sight glass? 13. Bagaimana cara seting controller diseparator? 14. Secara rutin peralatan apa yang di kontrol? 15. Bagaimana kinerja repture disc jelaskan?
72
BAB IV TANGKI PENAMPUNG MINYAK A.
Pengertian
Yang dimaksud Tanki dalam dunia perminyakan adalah tempat dimana bahan baku Crude Oil atau gas dan produk -produk Bahan Bakar Minyak (BBM), LPG dan LNG ditimbun. Selanjutnya tanki untuk mengatur pergerakan bahan baku baik dari sumur-sumur, dalam kilang maupun dalam distribusi di depot pembekalan, mulai dari penerimaan, pembuatan produk jadi, sampai dengan penyaluran hasil produknya.
Klasifikasi. a. Klasifikasi Tanki Menurut Api b.
Klasifikasi
Menurut
NFPA.(National
Fire
Protection
Associated). c. Klasifikasi Tanki Menurut Shell & Royal Dutch, Standard Tank (1986)
B. Klasifikasi Tanki Menurut API API Std 12A
Oil Storage Tanks (reveted shells).
API Std 12B
Bolted Tanks
API Std 12C
Welded Storage Tanks
API Std 12D
Large Welded Production Tanks
API Std 12E
Wooden Production Tanks (Field storage) 73
API Std 12G
Alluminium Alloy Welded Storage Tanks
API Std 650
Recommended
Rule
for
Design
and
Construction of Large Welded Low Pressure Storage Tank.
C. KLASIFIKASI MENURUT NFPA. (National Fire Protection Associated). Menurut NFPA tanki timbun diklasifikasikan sebagai berikut:
Tanki Atmosferik
Tanki tekanan rendah
Tanki tekanan tinggi
1. Tanki Atmosferik Tanki disebut
atmosferik
apabila
tanki
tersebut
mempunyai
tekanan sampai dengan 0,5 psig. Tanki ini biasanya dipakai untuk menyimpan crude oil atau minyak bumi dan biasanya be rbentuk silinder tegak atau silinder horisontal.Untuk tanki silinder tegak dirancang menurut API 650. 2. Tanki Tekanan Rendah Tanki timbun disebut tekanan rendah apabila tanki tersebut mempunyai
tekanan antara 0,5 psig sampai 15 psig, tekanan
tersebut diukur pada puncak tanki. Tanki tekanan rendah ini dipakai untuk menyimpan LPG dingin (refrigerated LPG), LNG dan lain sebagainya dan dirancang menurut standard Code API 620. 3. Tanki Tekanan Tinggi
74
Tanki tekanan tinggi yang dimaksud adalah apabila tanki t ersebut mempunyai tekanan 15 psig ke atas. Tanki ini termasuk golongan Pressure Vessel dapat berbentuk bola, silinder tegak, silinder horisontal dan sebagainya dan dirancang berdasarkan Standard Code ASME. Tanki Silinder Tegak dari NFPA menurut bentuk atap nya bisa digolongkan menjadi bentuk :
Kerucut (Cone Roof)
Lengkungan bola (Dome roof)
Payung (Umbrella roof)
Mengapung (Flotating roof)
Gambar 3. 7Tangki cone roof
75
Gambar 3. 8Tangki dome roof
Fungsi dan Penempatan Tanki. a. Fungsi Tanki:
Untuk
penampungan
sementara
produksi
cairan
dari
sumur-sumur
Menerima crude oil dari lapangan produksi melalui pipa.
Menerima produk jadi dari kilang atau kapal.
Memuat BBM & Non BBM, LPG , LNG dari darat ke ka pal.
Menyiapkan dry crude oil dan pemompaan ke refinery.
Suplay Bunker dan fresh water ke kapal.
Melakukan balast handling dan slop recovery.
Untuk mengambil contoh minyak
Untuk mengukur produksi minyak dari suatu sumur
Tempat pemisahan minyak dan air
Tugas-tugas operasi lainnya yang sesuai dengan keadaan. 76
Tanggul Pengaman/Firewall/Bun Wall. Fire wall adalah tanggul atau tembok yang berfungsi sebagai penahan dan penampung sementara apabila terjadi musibah salah satu tanki bocor atau sebab lain yang mengaki batkan tumpahnya minyak secara tidak terkendali. Tanggul pengaman terbuat dari beton ditambah urugan tanah, kerikil dan pada sisi luarnya ditanami rumput. Pembuatan tanggul pengaman ini disesuaikan dengan ketentuan sehingga tanggul pengaman dapat menampung tumpahan dari jumlah
isi
tanki
yang
ada.
Tanggul
ini
berfungsi
untuk
pengamanan apabila terjadi kebakaran, kebocoran atau tanki pecah, dengan adanya tanggul ini minyak tidak akan keluar dari tanggul pengaman. Tanggul harus selalu dijaga kondisinya agar t etap baik.Tumbuhan yang berada di dalam tanggul, begitu juga rumput -rumput harus dipotong pendek. Konstruksi Tanki
Welded (las)
Bolted tank (mur baut)
Rivetted tank (keling)
Menurut pemakaiannya tanki terbagi :
Tanki test biasanya letaknya lebih tinggi
Tanki campuran
AWK tank/FWKO
77
Beberapa Syarat Dalam Pembangunan Tangki a.
Tangki tidak mempunyai sifat meresap terhadap phase ringan maupun phase berat dari cairan minyak.
b.
Tangki harus rapat terhadap uap, minyak, maupun gas.
c.
Tangki tidak mudah terbakar oleh ad anya titik nyala api atau panas
temperatur
yang
tinggi,
tahan
lama
dalam
pemakaiannya dan dapat menahan tekanan, baik dari dalam maupun dari luar tangki. d.
Didalam tugasnya menampung minyak harus aman dan tidak membahayakan terhadap manusia.
e.
Peralatan tangki harus dapat bekerja dengan baik pada saat proses pengisian tangki dan pengiriman isi tangki.
Latihan soal 10. 1. Apa
yang
dimaksud
pengertian
tangki
dalam
dunia
perminyakan? 2. Jelaskan klasifikasi tangki menurut API standard 12A, std 12B dan std 12C? 3. Jelaskan fungsi tanki Untuk penampungan sementara produksi cairan dari sumur-sumur ? 4. Sebutkan klasifikasi tangki menurut NFPA? 5. Jelaskan proses pemisahan tangki AWK tank/FWKO? 6. Jelaskan peralatan safety yang terpasang dtangki? 7. Sebutkan persyaratan pembuatan / pemban gunan tangki? 8. Jelaskan fungsi fire wall tangki?
78
9. Tanki
Silinder
Tegak
menurut
bentuk
atapnya
bisa
digolongkan menjadi beberapa bagian sebutkan dan beri contoh dengan gambar? 10. Jelaskan alat yang dipakai untuk tempat pemisahan minyak dan air?
79
PUSAT PENAMPUNG PRODUKSI (PPP). Pusat penampung produksi (PPP) suatu tempat yang tersedia dimana terdapat peralatan tangki, pompa dan lain sebagainya yang dapat menampung cairan dari Stasiun Pengumpul (SP) / Stasiun Pengumpul Utama (SPU) di lapangan. Pada umumnya suatu lapangan selain tersedia SP juga tersedia SPU, sarana ini untuk melanjutkan transport minyak ke tempat tempat yang telah ditentukan.
PPP/SPU ini selain tempat
penampungan cairan juga untuk setling (pengendapan) dalam waktu tertentu, sehingga terjadi pemisah lapisan minyak dan air asin. Untuk selanjutnya air asin ini dicerat semaksimal mungkin hingga didapatkan minyak bersih dengan kadar air sekecil mungkin. Kadar air Pemompaan yang diizinkan, berkisar antara 0,1 hingga sampai 0,5 %, hal ini untuk menghindari korosip dari dalam pipa dan effisiensi dari pemompaan.
Fungsi PPP/SPU. a.
Menampung produksi cairan dari seluruh SP yang ada di lapangan.
b.
Untuk mengendapkan cairan (setling) untuk beberapa waktu, hingga didapatkan pemisahan lapisan minyak dengan air asin di dalam tangki.
c.
Astap air asin (drain) semaksimal mungkin.
d.
Mentransport minyak ke tempat yang telah ditentukan.
Peralatan (Kelengkapan) PPP/SPU. 1.
Tangki-tangki 80
2.
Inlet manifold cairan
3.
Outlet manifold cairan
4.
Pampa transport
5.
Oil Catcher
6.
Firewall
7.
Rumah jaga
8.
Pagar dan tangga-tangga
9.
Alat pemadam api
10. Penangkal petir 11. Penerangan 12. Alat komunikasi 13. Saluran air 14. Rambu-rambu
Kelengkapan Tanki
Gambar 3. 9Tanki Penimbun atap coneroof
81
Keterangan Gambar : 1. Tanki
7. Outside lader or stair
2. Man hole
8. Inside lader
3. Inlet studs
9. Drain
4. Breathing Valve 5. Gauge hatch 6. Water drain
stud,
with
swiveling
suction pipe 10.
Level gauge
11.
Hookup to foam-type fire
extinguisher
Safety Relief Valve.
Gambar 3. 10Breather valve
Prinsip Kerjanya : Apa bila cairan dalam tanki turun (dipompa), maka ruang kosong yang ada dalam tanki akan besar, sehingga tekanan dalam ruangan tersebut makin kecil bila mencapai 0,005 ksc, maka inlet udara terbuka, maka udara akan masuk untuk memberikan
82
keseimbangan tekanan, hingga tekanan luar dan tekanan ruang tanki akan sama. Apabila tanki diisi, permukaan cairan makin lama makin tinggi, sehingga tanki akan penuh.
Hal ini mengakibatkan ruangan
kosong makin sempit, yang akan mengakibatkan tekanan makin besar terhadap dinding-dinding tanki. Apabila tekanan lebih mencapai 0,007 ksc, maka outlet gas akan terbuka (valve outlet), sehingga gas akan keluar dari dalam tanki yang akan memberikan tekanan keseimbangan terhadap udara luar. Latihan soal 11. 1. Diskusikan dan jelaskan tugas seorang operator di stasiun pengumpul (SP), stasiun pengumpul utama (SPU) ? 2. Jelaskan fungsi dari pusat penampung produksi (PPP)? 3. Sebutkan peralatan atau fasilitas yang ada di PPP ? 4. Coba amati peralatan yang ada di tangki sebutkan bagian bagiannya? 5. Apa fungsi breathing valve jelaskan? 6. Jelaskan cara kerja safety relief valve atau breathing valve> 7. Gambarkan safety relisf valve dan beri tanda arah alirannya? 8. Apa fungsi level gauge yang menempel di dinding tangki bagian luar? 9. Jelaskan fungsi man hole? 10. Sebutkan peralatan safety yang ada di tangki dan beri pejelasan?
83
FWKO Free Water Knock Out (FWKO) adalah primary wash tank yang berfungsi memisahkan air, minyak, dan pasir serta sedimen terproduksi secara gravitasi.
Gambar 3. 11Tangki FWKO
Peralatan FWKO a. Water leg Berfungsi menaikkan dan menurunkan level air dengan menambah dan mengurangi O-ring. b. Sample cock •
Tempat mengambil sample dan untuk mengetahui level air di tanki.
•
Operator memeriksa level secara berkala pada sample cock yang tersedia pada setiap selisih satu feet mulai dari spill 84
over level sampai mendapat water cut 100 %, dan mencatat hasil BS&W dari setiap sample cock t
c. Sand jet •
Untuk menyemprot gundukan pasir yang mengeras di dasar tanki agar bisa di-drain ke parit.
•
Air yang mengandung pasir, slop oil, sludge, dan emulsion dialirkan melalui ditch ke sand trap selanjutnya ke pit.
d. Suction slurry pump Sebagai saluran pembuang slurry dari FWKO tank ke cone tank, saluran ini dipasang mengelilingi FWKO tank.
Wash Tank Wash tank adalah tanki penampung fluida yang datang dari gas boot atauFWKOdan berfungsi untuk memisahkan air dan minyak. Kapasitaswash tankyang digunakan pada setiap gathering station berbeda-beda tergantung dari hasil produksi field yang bersangkutan dan retention time dari fluida.Jika kapasitas cukup besar, retention time di dalam wash tank menjadi semakin lama. Semakin
lama
retention
timeakan
menyebabkan
proses
pemisahan minyak dan air menjadi semakin baik. Baik dan tidaknya
pemisahan
minyak
dan
air
juga
dipeng aruhi
oleh
temperatur fluida dan chemical yang diinjeksikan di incoming line
85
Gambar 3. 12wash tank Retention time adalah lamanya waktu fluida berada di dalam tangki sebelum pindah ke fasilitas berikutnya. Retention time perlu diperhatikan dalam dalam mendesain wash tank, karena ia akan mempengaruhi hasil pemisahan air dengan minyak. Kolom air di dalam washtankakan selalu dijaga pada ketinggian tertentu, karena ia akan berpengaruh pada proses pemisahan air dan minyak. Untuk menaikkan atau menurunkan permukaan interface air minyak dapat dilakukan dengan menambah atau mengurangi
spacer
atau
ring
yang
ada
di
waterlegbox.
Sedangkan untuk mengetahui permukaan interface pada sebuah washtank, dapat diketahui dengan menggunakan samplecock yang
ada
di
dinding
tanki.
Penggunaan
chemical
kadang
diperlukan untuk membantu mempercepat proses pemisahan air dan minyak di dalam washtank.
86
PERALATAN PADA WASH TANK a. In Let Wash Tank Sebagai tempat masuknya fluida dari gas boot ke wash tank. Pada ujung inlet yang berada di dalam wash tank terdapat "spreader" yang akan menyebarkan fluida ke seluruh ruangan wash tank dan juga memecahkan emulsi
Gambar 3. 1328 In Let Wash Tank
b. Level Control Valve Fasilitas ini bisa dikatakan sebagai pengganti water leg yang banyak dijumpai di SLN berfungsi mengontrol ketinggian air di dalam wash tank dan bekerja dengan menggunakan sistem kontrol Programmable Logic Controller (PLC). Hasil monitoring dapat dilihat lewat monitor yang ada di control room.
87
Gambar 3. 14level control valve c. Water leg Alat ini berfungsi sebagai outlet untuk keluarnya air yang sudah terpisah
dari
minyak.
Disamping
itu
mengatur
ketinggian
permukaan air di dalam wash tank. Mengatur ketinggian air (water level) bisa dilakukan dengan cara menambah atau mengurangi Oring (ring spacer) di ujung atas pipa tempat keluarnya air. Ketinggian permukaan ini diperlukan agar proses pemisahan air dan minyak menjadi semakin baik, yang pada akhirnya a kan mendapatkan water cut yang baik.
d. Breather valve Terdapat di atap tanki dan berfungsi membuang sisa -sisa gas yang masih terbawa oleh fluida ke dalam tanki apabila tekanan di dalam tanki melebihi tekanan atmosfir.Sedangkan apabila te kanan di dalam tanki lebih rendah dari tekanan atmosfir, breather valve
menjadi
tempat
masuknya
udara
luar
ke
dalam
tanki.Dengan demikian breather valve bisa mencegah kerusakan
88
tanki yang disebabkan oleh oleh perbedaan tekanan di dalam dan di luar tanki.
Gambar 3. 15water leg
Gambar 3. 16Breather valve
89
e. Gauge hatch Gauge hatch terdapat pada bagian atas tanki (atap) yang berfungsi
tempat
mengambil
sample
atau
mengukur
level.
Disamping itu juga berfungsi untuk m endeteksi endapan pasir yang ada di dalam tanki dengan cara menurunkan tank gauge sampai menyentuh permukaan pasir.
Atap Apung (Floating roof). Seperti namanya, atap ini sebenarnya mengambang di atas permukaan
minyak
bukan
tergantung
disangga
kerangka
baja.Untuk menjaga agar tinggi tanki tetap bulat maka penyangga angin (wind girder) dipasang di luar tanki dan mengikat tanki sehingga tidak ada perubahan bentuk dinding tanki baik ketika permukaan minyak rendah maupun tinggi.Sebenarnya setiap tanki penyimpanan cocok dipasangi atap apung dengan mengubah atau membuang atap kerucut diatasnya dan penyangganya.
Atap
apung yang sederhana ini akan berbentuk sebuah tutup panci yang besar, lebih kecil sedikit diameternya dari dinding tanki dengan penambahan “shoes” f leksibel untuk menutup ruangan antara tepi atap dan dinding tanki. Pengembangan terakhir adalah type “double deck” yang terdiri dari dua deck yang terpisah dengan bahan plat baja di atas seluruh permukaan tanki. Ruangan
antara
plat
beberapa kompartemen.
atas
dan
bawah
dibagi -bagi
menjadi
Dengan sendirinya kehilangan minyak
karena penguapan dari tanki tipe atap apung double deck lebih kecil dari pada tipe atap apung lainnya.Ruangan untuk atap minyak di bawah tanki sangat kecil sekali, sehingga tidak ada pendesakan uap ketika pengisian tanki. 90
Breating
karena
dikurangi
sebab
perubahan-perubahan ruangan
uap
temperatur
kecil sekali. Bahaya
api
dapat juga
dikurangi karena permukaan minyak hampir seluruhnya tertutup.
Gambar 3. 17 sample cock Kerugian dari atap apung ini adalah harus adanya pemeliharaan penyekat antara dinding dengan atap.
Gambar 3. 18Storagetank with fixed roof and internal floating roof. Capacity approx 2,000,000 litres
91
Gambar 3. 19Tanki Penimbun atap floating roof
Latihan soal 12 1. Jelaskan fungsi dari FWKO? 2. Sebutkan peralatan yang terpasang di tangki FWKO? 3. Apa fungsi water leg jelaskan? 4. Apa fungsinya breather valve jelaskan? 5. Apa fungsinya gauge hatch jelaskan? 6. Apa fungsinya sand jet jelaskan? 7. Sebutkan peralatan yang terpasang di wash tank? 8. Sebutkan bagian bagian dari tangki floating roof? 9. Sebutkan jenis bentuk atap tangki? 10. Sebutkan peralatan safety yang terpasang di tangki?
92
DAFTAR PUSTAKA 1. Ahmed, Tarek H, “Equations of State and PVT Analysis : Application for Improved Reservoir Modeling”, 2007, Gulf Publishing Company, USA, hal : 181 - 237, 495 – 502. 2. A.R.
Solaimany
Nazar,
B.
Dabir
dan
kawan -kawan,
“Measurement and Modeling of Wax Deposition in Crude Oil Pipelines”, SPE 69425 copyright 2001. 3. Bejan,
Adrian
and
Kraus,
Allan
D.,
“Heat
Transfer
Handbook”, 2003, John Willey and Son, Inc., USA, hal : 180 – 183, 190 – 191, 422 4. Broadkey, Robert S and Hershey, Harry C, “Transport Phenomena : A Unified Approach”, 1988, McGraw-Hill Book Company, USA, hal : 112 – 117, 143, 146, 148 – 153. 5. Incropera P, frank and DeWitt P, David, “Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 4 th edition, John Wiley and Sons, USA.
93
