teknik perminyakan

1. TEORI DASAR

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)

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 :

• Substructure,

• Lantai bor (rig floor), dan

• Menara pemboran (drilling tower).

Untuk menara pemboran, ada dua tipe menara :

• Type standart (derrick), dan

• Type portable (Mast).

Secara ringkas, spesifikasi

menara dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1

Spesifikasi Unit PemboranPabrik	Jenis	Tinggi (ft)	Gross cap. (103 lbs)	Packing cap. (ft)	Max. Static Hook Load (103 lbs)	App. Weight mast (103lbs)
Lee CMoore	-	126	386	6000	8 - 257	65
IDECO	JFM 98-315 FM 133-400 FM 143-650-30	98 133 143	485 645 1000	7560 13860 22860	10 - 325 10 - 430 12 - 750	37 55 92
EMSCO	T - 97 B -127 B - 142	97 127 142	352 416 1053	7200 8700 23960	8 - 250 - -	- 43,5 105,75
NATIONAL	80 - UE 110 - UE	-	-	-	10 - 500 12 - 710	- -

1.   Bagian-bagian menara yang penting :

a.   Gine pole, merupakan tiang berkaki dua atau tiga yang berada di puncak menara, berfungsi untuk memberikan pertolongan pada saat pemasangan crown block.

b.   Water table, lantai di puncak menara yang berfungsi untuk mengetahui bahwa menara telah berdiri tegak.

c.   Cross bracing, cross bracing berfungsi untuk penguat menara.

d.   Tiang menara, merupakan empat tiang yang berbentuk segi tiga sama kaki, berfungsi sebagai penahan terhadap semua beban vertikal di bawah menara dan beban horizontal.

e.   Girt, merupakan sabuk menara, berfungsi mengikat menara

f.     Monkey board Platform, berfungsi sebagai tempat kerja derrickmen pada saat cabut atau pasang pipa.

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.

·        Substructure Fungsinya untuk menahan beban tekan yang berasal dari peralatan pemboran itu sendiri.

·         Rig Floor Fungsinya untuk menampung peralatan pemboran yang berukuran kecil, tempat berdirinya menara dan sebagai tempat kerja para roughneck.

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 sebagai berikut :

a.   Pengukuran kedalaman sumur pada saat pemboran, dimulai dari lantai bor.

b.   Lantai berpengaruh terhadap jenis dan susunan dari BOP (BOP Stack) yang dipakai.

c.   Pengukuran kedalaman sumur pada saat produksi dimulai dari bottom flange.

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 :

§  Memindahkan tenaga dari prime mover ke rangkaian pipa bor selama pemboran berlangsung.

§  Memindahkan tenaga dari prime mover ke rotary drive, dan

§  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.

•      Breaking system, terdiri dari mechanical main break dan auxiliarydraulic atau electric, berfungsi untuk memperlambat atau menghentikan gerakan kabel bor.

•      Rotary drive, berfungsi untuk memindahkan tenaga dari drawwork ke rotary table.

•      Catheads, berfungsi untuk mengangkat atau menarik beban-beban kecil pada rig floor dan juga berfungsi sebagai pelepas atau penyambung sambungan pipa bor.

1.   Overhead Tools

Rangkaian overhead tools terdiri dari crown block travelling block, hook, dan elevator.

a.   Crown block, merupakan kumpulan roda yang ditem-patkan pada puncak menara (sebagai blok diam).

b.   Travelling Block, merupakan roda yang digantung di bawah crown block, di atas lantai bor.

c.   Hook, berfungsi untuk menggantung swivel dan rangkaian pipa bor selama operasi pemboran.

d.   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.

3. 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.

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.

Susunan drilling line terdiri dari :

·        Reeved drilling line merupakan tali yang melewati roda-roda crown block dan roda-roda travelling block.

·        Dead line merupakan tali tidak bergerak yang ditambatkan pada substructure (tali mati).

·        Dead line anchor dead line anchor biasanya ditempatkan berlawanan dengan drawwork.

·        Storage or supply real storage or supplay real biasanya ditempatkan dekat dengan rig

4. 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. 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 :

............ (2) PnnPGMAPI=+×−−12480100

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.±

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 yinggi lantai bor, dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2

Ukuran Menara Tinggi Menara (inch)	Sisi Lantai Bor (inch)	Tinggi Lantai Bor (inch)
94' 122' 136' 140' 147' 189'	24' 24' 26' 30' 30' 37'6"	7'3" 7'3" 7'3" 10' 14' 14'

Diposkan oleh Nefti Grancio Viotty Jumat, 15 Januari 2010 

Sistem pengangkatan (hoisting system) merupakan salah satu komponen utama dari peralatan pemboran. Fungsi utamanya adalah ruang kerja yang cukup untuk pengangkatan dan penurunan rangkaian pIpa bor dan peralatan lainnya. Sistem Pengangkatan terdiri dari dua sub kompunen utama, yaitu :
(1) Struktur penyangga (Supporting Struktur), lebih dikenal dengan nama "rig",
meliputi :
                      • Drilling tower (Derrick atau Mast).
                      • Substructure.
                      • Rig Floor.

2.     (2) Peralatan Pengangkat (Hoisting Equipment), meliputi :
                       • Drawwork
                       • Overhead tool (Crown Block, Travelling Block, Hook, Elevatore).
                       • Drilling line.

STRUKTUR PENYANGGA (Supporting Structure)

Struktur penyangga (rig) adalah konstruksi menara kerangka baja yang ditempatkan diatas titik bor, berfungsi untuk menyangga peralatan-peralatan pemboran.
Struktur penyangga terdiri dari :
                    • Substructure.
                    • Lantai bor (rig floor).
                    • Menara pemboran (drilling tower) yang ditempatkan diatas struktur dan lantai bor.

1. Substructure
             Substructure adalah konstruksi kerangka baja sebagai platform yang dipasang langsung diatas titik bor. Substructure memberikan ruang keria bagi peralatan dan pekera diatas dan dibawah lantai bor.
Tinggi substructure ditentukan oleh jenis rig dan ketinggian blow out Preventer Stack .
Substructure mampu menahan beban yang sangat besar, yang ditimbulkan oleh derrick atau mast, peralatan pengangkatan, meja putar, rangkain pipa bor (drillipipe. drillcollar dan sebagainya) dan beban lainnya.


2. Lantai Bor (Rig Floor)
Lantai bor ditempatkan diatas substructure yang berfungsi untuk :
       • Menampung peralatan-peralatan pernboran yang kecil-kecil
       • Tempat berdirinya menara
       • Mendudukkan drawwork
       • Tempat kerja driller dan rotary helper (roughneck).
Bagian Ini penting dalarn perhitungan keadaan sumur karena titik nol pemboran dimulai dari lantai bor.
Susunan lantai bor terdiri dari :
      • Rotary table : memutar rangkaian pipa bor (drill pipe, drill collar dan bit).
      • Rotary drive : meneruskan (memindahkan) daya dari drawwork ke meja putar (rotary table)
      • Drawworks : merupakan " hoisting mechanisme " pada rotary drilling rig.
      • Drilles console : merupakan pusat instrumentasi dari rotary drilling rig.
      • Make up and Break out tongs : kunci-kunci besar yang digunakan untuk menyarnbung atau           melepas bagian-bagian drill pipe dan drill collar.
      • Mouse hole : lubang dekat rotary table pada lantai bor, dimana drill pipe ditempatkan pada saat dilakukan penyambungan dengan kelly dan rangkaian pipa bor.
      • Rat hole : lubang dekat kaki menara pada lantai bor dimana kelly di tempatkan pada saat berlangsung "cabut pasang pipa" (round trip).
      • Dog House: merupakan rumah kecil yang digunakan sebagai ruang, kerja driller dan penyimpanan alat-alat kecil lainnya.
      • Pipe ramp (V ramp) : merupakan jembatan penghubung antara catwalk dengan rig floor, berfungsi lintasan pipa bor yang ditarik ke lantai bor.
     • Catwalk : merupakan jembatan penghubung antara pipe rack dengan v ram, berfungsi untuk menyimpan pipa yang akan ditarik ke lantai bor lewat v ramp.
     • Hydraulic cathead : digunakan untuk menyambung dan melepas sambungan jika dipasang drillpipe yang besar atau drill collar akan ditambahkan atau dikurangi dari drill stem pada saat "perjalanan” / Tripping yaitu masuk atau keluar dari sumur bor.


3. Menara Pemboran (Drilling Tower)
Fungsi utama menara adalah untuk mendapatkan ruang vertikal yang cukup untuk menaikkan dan menurunkan rangkaian pipa bor dan casing kedalam lubang bor selama operasi pemboran berlangsung. Oleh karena itu tinggi dan kekuatannya harus disesuaikan dengan keperluan pemboran.
Menara ini kalau dilihat dari keempat sisinya, konstruksi berbeda. Sisi dimana drawwork berada selalu berlawanan dengan pipa ramp maupun pipe rack.
Ada dua tipe menara :
     (1). tipe standart Derrick.
     (2). tipe portable Mast.
Bagian-bagian menara yang penting
      • Gine pole : merupakan tiang kaki dua atau tiga yang berbeda di puncak menara, berfungsi untuk memberikan pertolongan pada saat menaikkan dan memasang crown block (gine pole hanya dipasang, menara tipe standard).
       • Water table : merupakan lantai dipuncak menara yang berfungsi untuk mengetahui bahwa menara sudah berdiri tegak.
       • Cross bracing : berfungsi untuk penguat menara, ada yang berbentuk k dan x
       • Tiang menara : merupakan empat tiang yang berbentuk menara, berbentuk segi tiga sama kaki, berfungsi sebagai penahan terhadap semua beban vertikal dibawah menara dan beban horisontal (pengaruh angin dan sebagainya).
        • Girt, merupakan sabuk menara, berfungsi sebagai penguat menara.
        • Monkey board platform berfungsi sebagai :
          tempat kerja bagi derrickman pada waktu cabut atau menurunkan rangkaian pipa bor.
          tempat menyandarkan bagian rangkaian pipa bor yang kebetulan sedang tidak digunakan (pada saat dilakukan cabut pipa).

3.1. Menara tipe standard (Derrick)
Jenis menara ini tidak dapat didirikan dalam satu unit, tetapi sistem pendiriannya disambung satu-persatu (bagian-bagian). Demikian jika dibandingkan harus melepas dan memasang bagian-bagian tersebut, kecuali untuk jarak yang tidak terlalu jauh dapat digeserkan. Menara jenis ini banyak digunakan untuk pemboran dalam, dimana membutuhkan lantai yang luas untuk tempat pipa, pemboran di tengah-tengah kota, daerah pegunungan dan pemboran dilepas pantai dimana tidak tersedia ruang yang cukup untuk mendirikan satu unit penuh.

3.2. Menara tipe Portable (Mast).
Jenis menara ini posisi berdiri dari bagian yang dikaitkan satu sama lain dengan las/sekrup (biasanya terdiri dari dua tingkat), tipe menara ini dapat didirikan menara ditahan oleh teleskoping dan diperkuat oleh tali-tali yang ditambatkan secara tersebar. Tipe menara ini jika dibandingkan dengan menara standard mempunyai kelebihan, karena lebih murah, mudah dan cepat untuk mendirikannya, serta biasanya transportnya murah, tetapi penggunaannya terbatas pada pemboran yang tidak terlalu dalam (dangkal).

PERALATAAN PENGANGKATAAN (HOISTING EQUIPMENT).

1. Drawwork
Drawwork merupakan otak dari suatu unit pemboran, karena melalui drawwork ini seorang driller melakukan dan mengatur operasi pemboran. sebenarnya drawwork adalah merupakan suatu sistem transmisi yang kompleks, sebagai gambaran adalah seperti sistem transmisi pada mobil (gear block).
Drawwork akan berputar bila dihubungkan dengan prime mover (mesin penggerak). Konstruksi drawwork tergantung dari beban yang harus dilayani, biasanya didesain dengan horsepower (HP) dan kedalaman pemboran, dimana kedalaman disini harus disesuaikan dengan jenis drillpipenya. Drawwork biasanya ditempatkan dekat meja putar.
Fungsi utama drawwork adalah untuk :
      (1) Meneruskan tenaga dari prime mover (power system) ke rangkaian pipa bor
selama operasi pemboran berlangsung.
      (2) Meneruskan tenaga dari prime mover ke rotary drive
      (3) Meneruskan tenaga dari prime mover ke catheads untuk menyambung atau
melepas bagian-bagian rangkaian pipa bor.

Komponen-komponen utama drawwork terdiri dari
       • Revolling drum : merupakan suatu drum untuk menggulung kabel bor (drilling
line).
       • Breaking system : terdiri dari rem mekanis utama dan rem pembantu hidrolis
atau listrik, berfungsi untuk memperlambat atau menghentikan gerakan kabel
bor.
       • Rotary drive : berfungsi untuk meneruskan tenaga dari drawwork ke meja
putar.
       • Catheads : berfungsi untuk mengangkat atau menarik beban-beban ringan rig
floor dan juga berfungsi untuk menyambung atau melepas sambungan pipa
bor.
2. Overhead tools
Overhead tool meliputi :
      (1) Crown Block : merupakan kumpulan roda yang ditempatkan pada puncak menara (sebagai blok yang diam).
(2) Travelling Block : merupakan kumpulan roda yang digantung dibawah crown block, diatas lantai bor (sebagai blok yang bergerak naik turun)
(3) Hook : berfungsi untuk mengantungkan swivel dan rangkaian pipa bor selama operasi pemboraan borlangsung
(4) Elevator merupakan klem (penjepit) yang ditempatkan (digantungkan) pada salah satu sisi travelling block atau hook dengan elevator link berfungsi untuk menurunkan atau menaikan pipa bor dari lubang bor.

3. Drilling Line
Drill line sangat penting dalam operasi pemboran karena berfungsi untuk menahan atau menarik beban yang diderita oleh hook. Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi karena keausan maka dibuat "cut off program". Cut off program ini dibuat berdasarkan kekuatan kabel terhadap tarikan dan dinyatakan dengan ton mile yang diderita kabel.
Beban-beban berat yang diderita oleh drilling cable terjadi pada saat
    • Cabut dan masuk drill string (round trip)
    • pemasangan casing (running casing)
    • Operasi pemancingan (fishing job)
Susunan drilling line terdiri dari :
    • Reveed “drilling line” : tali yang melewati roda-roda crown block dan roda-
roda travelling block
    • Dead line : tali tidak bergerak yang ditambatkan pada substructure (tali mati).
    • Deadline anchor : biasanya ditempatkan berlawanan bersebrangan dengan
drawwork dan diclamp substructure
    • Storage or Supply : biasanya ditempatkan pada jarak yang dekat dengan
rig.