BAB III Angkat
description
Transcript of BAB III Angkat
BAB III
SISTEM PENGANGKATAN
(HOISTING SYSTEM)
3.1. TEORI DASAR
Operasi pemboran dengan rotary drilling, lubang bor dibuat dengan cara
memutar lubang bor dengan memutar bit (pahat) dengan diberi tekanan dari atas
sehingga bit mampu melubangi batuan yang dilaluinya. Bit yang berputar ini
digerakkan oleh drill string (rangkaian pipa bor).
Kemajuan teknologi sudah demikian pesat sehingga kegiatan pemboran
minyak dapat dilakukan di darat, rawa-rawa, lepas pantai maupun laut dalam.
Semua operasi pemboran ini dapat dimungkinkan dan ditunjang oleh peralatan
yang saling menunjang satu dengan yang lain.
Sistem peralatan yang terdapat pada suatu rotary drilling terbagi menjadi
dua bagian yaitu sistem utama dan penunjang.
Khusus untuk sistem pengangkatan (hoisting system) merupakan salah satu
komponen peralatan pemboran, yang berfungsi untuk memberikan ruang kerja
yang cukup untuk pengangkatan dan penurunan drill string dan casing kedalam
lubang bor selama operasi pemboran berlangsung.
Sistem pengangkatan memegang peranan penting mengingat bahwa
sistem ini adalah sistem yang mendapat atau mengalami beban yang paling besar,
baik beban secara vertikal maupun beban horizontal. Beban vertikal berasal dari
beban menara, drillstring (drill pipe dan drill collar), casing string, tegangan dead
line, tegangan dari fast line serta tegangan dari block-block. Sedangkan beban
horizontal berasal dari tiupan angin serta drill pipe yang disandarkan pada menara.
Beban yang disebabkan oleh tiupan angin ini sangat mempengaruhi beban sistem
pengangkatan pada saat pemboran berlangsung dilepas pantai (off shore), seperti
dilapangan laut utara dimana kecepatan angin sangat besar sekali.
Sistem pengangkatan ini terdiri dari dua sub komponen utama, yaitu :
1. Struktur Penyangga (Supporting Structure) yang dikenal dengan nama
“rig” yang meliputi antara lain :
a. Drilling tower (Derick atau Mast).
b. Substructure.
c. Rig floor.
2. Peralatan pengangkatan (Hoisting equipment)
a. Drawwork.
b. Overhead tool (Crown Block, Travelling Block, Hook, Elevatore).
c. Drilling line.
3.1.1. Struktur Penyangga (Supporting Structure)
Struktur pengangga (rig) adalah konstruksi menara kerangka baja
yang ditempatkan diatas titik bor, berfungsi untuk menyangga perlatan
pemboran. Struktur penyangga terdiri dari :
Substructure.
Lantai bor (floor).
Menara pemboran (drilling tower) yang ditempatkan diatas struktur dan
lantai bor.
3.1.1.1. Substructure
Substructure adalah konstruksi kerangka baja sebagai platform
yang dipasang langsung diatas titik bor. Substructure memberikan ruang
kerja bagi peralatan dan pekerja diatas dan dibawah lantai bor. Tinggi
substructure ditentukan oleh jenis rig dan ketinggian blow out preventer
stock. Substructure mampu menahan beban yang sangat besar yang
ditimbulkan oleh derrick atau mast, peralatan pengangkatan meja putar,
rangkaian pipa bor (drill pipe, drill collar dan sebagainya) dan beban
casing.
3.1.1.2. Lantai Bor (rig)
Lantai bor diatas substructure yang berfungsi untuk :
Menampung peralatan-perlatan pemboran yang kecil-kecil.
Tempat berdirinya menara.
Mendudukan drawwork.
Tempat driller dan rotary helper (roughneck).
Bagian ini penting dalam perhitungan kedalaman sumur karena
titik nol pemboran dimulai dari lantai bor.
Susunan Lantai bor terdiri dari :
Rotary table :
memutar rangkaian pipa bor (drillpipe, drill collar, bit).
Rotary drive :
meneruskan (memindahkan) daya dari drawwork ke meja putar
(rotary table).
Drawwork :
merupakan “hoisting mechanism” pada rotary drilling rig.
Drillers console :
merupakan pusat instrumentasi dari rotary drilling rig.
Make-up and break-out tongs :
kunci-kunci besar yang digunakan untuk menyambung/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 ditempatkan
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 sebagai lintasan pipa bor yang ditarik ke lantai bor.
Cat walk :
merupakan jembatan penghubung antara pipe rack dengan pipe ram,
berfungsi untuk menyiapkan pipa yang akan ditarik ke lantai bor lewat
pipe ramp.
Hydraulic cathead :
digunakan untuk menyambung dan melepas sambungan jika dipasang
drillpipe yang besar atau drill collar akan ditambahkan atau
dikurangkan dari drill stem pada saat “perjalanan” masuk atau keluar
dari sumur bor.
3.1.1.3. Menara Pemboran (Drilling Tower)
Fungsi utama menara adalah untuk mendapatkan ruang vertikal
yang cukup untuk menaikkan dan menurunkan rangkaian pipa bor dan
casing ke dalam lubang bor selama operasi pemboran berlangsung. Oleh
karena itu tinggi dan kekuatannya harus disesuaikan dengan keperluan
pemboran.
Menara ini jika dilihat dari keempat sisinya, konstruksi berbeda.
Sisi dimana drawwork berada selalu berlawanan dengan pipe ramp
maupun pipe rack.
L.C.Moore,Ideco Worl Field, National Card Well, mengemukakan
bahwa ada dua tipe menara :
1. Tipe standart Derrick.
2. Tipe Portable Mast.
Bagian-bagian menara yang penting :
Gine pole :
merupakan tiang berkaki dua atau tiga yang berada 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 di puncak 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 horizontal (pengaruh angin dsb).
Girt :
merupakan sabuk menara, berfungsi sebagai penguat menara.
Monkey board platform, berfungsi sebagai :
- Tempat kerja bagi para 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).
3.1.1.3.1. Menara Tipe Standart (Derrick)
Jenis menara ini tidak dapat didirikan dalam satu unit, tetapi
sistem pendiriannya disambung satu-persatu (bagian-bagian). Demikian
jika dipindah 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 ditengah-tengah kota, daerah
pegunungan dan pemboran di lepas pantai dimana tidak tersedia cukup
ruang untuk mendirikan satu unit penuh.
3.1.1.3.2. Menara Tipe Portable (Mast)
Jenis menara ini posisi berdirinya dapat vertikal atau hampir
vertikal, terdiri dari bagian yang dikaitkan satu sama lain dengan las atau
sekrup (biasanya terdiri dari dua tingkat), tipe menara ini dapat didirikan
sebagai unit menara penuh, menara ditahan oleh teleskoping dan diperkuat
oleh tali yang ditambatkan secara tersebar. Tipe menara ini jika
dibandingkan dengan menara standart mempunyai kelebihan, karena lebih
murah, mudah dan cepat untuk mendirikannya, serta biaya transportnya
murah, tetapi penggunaannya terbatas pada pemboran yang dangkal.
3.1.2. Peralatan Pengangkatan (Hoisting Equipment)
3.1.2.1. Drawwork
Drawwork merupkan otak dari suatu unit pemboran, karena
melalui drawwork ini seorang driller melakukan dan mengatur operasi
pemboran, sebenarnya drawwork merupakan suatu sistem transmisi yang
kompleks, sebagai gambaran adalah seperti sistem transmisi pada mobil
(gear bock). Drawwork akan berputar bila dihubungkan dengan prime
mover (mesin penggerak).
Konstruksi drawwork tergantung dari beban yang harus dilayani,
biasanya didesain dengan horse power (HP) dan kedalaman pemboran,
dimana kedalaman disini harus disesuaikan dengan ukuran drill pipenya.
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 :
1. Revolling drum :
merupakan suatu drum untuk menggulung kabel bor (drilling line).
2. Breaking system :
terdiri dari rem mekanis utama dan rem pembantu hidrolis atau listrik,
berfungsi untuk memperlambat atau menghentukan gerakan kabel bor.
3. Rotary drive :
berfungsi untuk meneruskan tenaga dari drawwork ke meja putar.
4. Catheads :
berfungsi untuk mengangkat atau menarik beban-beban ringan pada rig
floor dan juga berfungsi untuk menyambung atau melepas sambungan
pipa bor.
3.1.2.2. Overhead Tool
1. Crown Block :
merupakan kumpulan roda yang ditempatkan pada puncak menara
(sebagai block yang diam).
2. Traveling Block :
merupakan kumpulan roda yang digantung di bawah crown block, di
atas lantai bor (sebagai block yang bergerak naik-turun).
3. Hook :
berfungsi untuk menggantungkan swivel dan rangkaian pipa bor
selama operasi pemboran berlangsung.
4. Elevator :
merupakan klem (penjepit) yang ditempatkan (digantungkan) pada
salah satu sisi travelling block atau hook dengan elevator links,
berfungsi untuk menurunkan atau menaikkan pipa bor dari lubang bor.
3.1.2.3. Drilling Line
Drilling 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 of program ini dibuat berdasarkan
kekuatan kabel terhadap tarikan dan dinyatakan dengan ton line 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 :
a. Reveed “drilling line” :
tali yang melewati roda-roda crown block dan roda-roda travelling
block.
b. Dead line :
tali tidak bergerak yang ditambatkan pada substructure (tali mati).
c. Dead line anchor :
biasanya ditempatkan berlawanan (berseberangan dengan drawwork,
diklem pada substructure).
d. Storage or supply :
biasanya ditempatkan pada jarak yang dekat dengan
3.2.13. Nama Alat : Pipe Ramp (V-Ramp)
Fungsi : Sebagai lintasan Drill Pipe yang akan ditarik keRig
Floor
Mekanisme : Ketika drill pipe di taruh di catwalk,drill pipe di bawa
oleh Pipe Ramp (V-Ramp) ke rig floor.
Gambar :
Gambar 3.13. Pipe Ramp (V-Ramp)
(http://www.worldoils.com/landrigs/rig258.php)
Pipe v-rams
Spesifikasi :
Tabel III-13. Spesifikasi Pipe Ramp (V-Ramp)
General Casing Total weight:
23,148 lbs.
(10,500kg.) Speed, belt:
25.98 in./sec (660 mm/sec)
Length: 55.7 ft. (17 m) Tail-in telescope speed:
25.98 in./sec (660 mm/sec)
(telescope retracted)
Capacity
Tail-in telescope:
20.35 ft. (6.2 m) Drill pipe: Any size
Drill pipe Drill collar:
up to 8
Speed, belt:
25.98 in./sec
(660 mm/sec)
Casing: up to 20
Tail-in telescope speed:
25.98 in./sec
(660 mm/sec)
Max. load: 7,716 lbs. (3,500 kg)
Drill Collar
Power
Speed, belt:
25.98 in./sec
(660 mm/sec)
Electrical: 110/230V - 50/60 Hz
Tail-in telescope speed:
25.98 in./sec
(660 mm/sec)
Hydraulic: 210 bar - 200 I/min
3.2.14. Nama Alat : Pipe Rack
Fungsi : Untuk meletakkan pipa-pipa pemboran sebelum
digunakan
Mekanisme : Pipa-pipa diletakkan di pipe rack sebelum dibawa
oleh pipe ramp ke rig floor
Gambar :
Gambar 3.14. Pipe Rack
( http://www.garneau-ind.com/oilfield_equipment.html)
Spesifikasi :
Tabel III-14. Spesifikasi Piperack Crane
Technical Data
Travelling Speed 30 m/min (98 ft/min)
Lifting Speed 20 m/min (65 ft/min)
Telescopic Speed 20 m/min (65 ft/min)
Travelling Length 41.3 m (135 ft/min)
Telescopic Length 4.6 m (15 ft/min)
Lifting Capacity
6.0 mT x 11.4 m (+/- 0.5 m eccentric) (6.6 tons x 37.4 ft +/- 1.6 ft eccentric) 2.5 mT
x 16.0 m (+/- 3 m eccentric) (2.8 tons x 52 ft +/-10 ft eccentric) (Distance from
center of jib)
Tabular Length 3.5 – 14.6 m (11.5-48 ft)
Tabular Diameter 2 7/8” -30”
Twist greeper claws 2 7/8” -30”
Installed weightApprox. 30 mT (incl. rail, gripper)(33
tons)
3.2.15. NamaAlat : Substructure
Fungsi : Substructure adalah konstruksi kerangka baja
sebagai platform yang dipasang langsung diatas
titik bor. Substructure memberikan ruang kerja
bagi peralatan dan pekerja di atas dan bawah lantai
bor.
Mekanisme : Prinsip kerja substructure hanyalah berupa tempat
diletakkannya peralatan atau instrumen yang
diperlukan selama operasi pemboran berlangsung
dan sebagai tempat dilaksanakan kegiatan yang
berkenaan dengan operasi pemboran.
Gambar :
Gambar 3.15. Substructure
(www.offshore - technology.com/projects/sakhalin/images/sak5.jpg)
Spesifikasi :
Tabel III-15. Spesifikasi Substructure
Type
Casing CapacitySetback
CapacityFloor Height Clear Heigt
Matric
to
1000
lbs
Metric
to
1000
lbsM Ft M Ft
S900R 900 2000 600 1325 11,6 38,0 10,1 33,5
TypeMatric
to
1000
lbs
Metric
to
1000
lbsM Ft M Ft
S500-R
500 1100 320 705
10,0 32,7 8,4 27,5
S500-R 7,5 24,6 6,0 19,8
S500-1 7,5 24,6 5,9 19,4
S400-R400 885 250 550
7,5 24,6 6,0 19,7
S400 6,9 22,6 5,4 18,0
S320-R320 705 200 440
6,9 22,6 5,4 17,7
S320 6,7 22,0 5,4 18,0
S200-R200 440 125 275 5,0 16,4 3,8 12,5
S200
S125-R125 275 80 176 4,2 13,78
3,9 12,9
S125 3,4 11,4
3.2.16. Nama Alat : Driller Console
Fungsi : Driller console memberikan informasi tentang :
1. Mud pump
2. Tekanan pompa
3. Tenaga putar untuk alat pemutar
4. Kecepatan putaran
5. Tenaga putaran untuk tongs
6. Berat beban yang digantung ( mengukur berat beban )
Mekanisme : Memberikan semua informasi tentang pemboran yang
diperlukan oleh driller dan krunya.
Gambar :
Gambar 3.16. Driller Console
(www.electroflowcontrols.com)
Spesifikasi :
Tabel III-16. Spesifikasi Driller Console
Presure range
Standart service gauge
Salt water service gauge
Corrosive fluid gauge
Illuminated gauge
Shipping wt.24 lb.
Shipping wt.48 lb.
Shipping wt.48 lb.
Shipping wt.24 lb.
0-1000 psi0-3000 psi0-5000 psi0-6000 psi0-70 kg/cm2
0-150 kg/cm2
0-210 kg/cm2
0-350 kg/cm2
0-70 atmos0-150 atmos0-210 atmos0-350 atmos
2559 – 12559 – 32559 – 52559 – 62559 – 22559 – 112559 – 42559 – 72559 – 102559 – 82559 – 92559 – 12
19965 – 119965 – 319965 – 519965 – 619965 – 219965 – 1119965 – 419965 – 719965 – 1019965 – 819965 – 919965 – 12
19990 – 119990 – 319990 – 519990 – 619990 – 219990 – 1119990 – 419990 – 719990 – 1019990 – 819990 – 919990 – 12
20679 – 120679 – 320679 – 520679 – 620679 – 220679 – 1120679 – 420679 – 720679 – 1020679 – 820679 – 920679 – 12
3.2.17. Nama Alat : Hydraulic Cathead
Fungsi : Untuk menyambung dan melepa sambungan jika dipasang
drill pipe yang besar atau drill collar akan ditambahkan
atau dikurangkan dari drill stem pada saat “perjalanan”
masuk atau keluar dari sumur bor.
Mekanisme : Memberikan tenaga beupa tarikan untuk mengencangkan
sambungan pipa. Dihubungkan dengan tang melalui tali.
Gambar :
Gambar 3.17.Hydraulic Cathead
(www.oilfield-auction.com)
- Spesifikasi :
Tabel III-17. Spesifikasi Hydraulic Cathead
Type Mounting Port. No Length
Weight
(lbs)Line pull
lbs@100psi
36 Spinin
g Hub36S-KH-CAT-001 28 “ 225 800
36 Spinin
g Unirvesal36S-AK-CAT-001 28 “ 225 800
36 Spinin
g Direct36S-AD-
CAT-001/2 28 “ 225 800
36 Spinin
g Hub36S-MN-CAT-001 28 “ 225 800
36 Spinin
g Universal36S-MK-CAT-001 28 “ 225 800
36 Spinin
g Direct36S-MD-CAT-001 28 “ 225 800
3.2.18. - Nama Alat : Rotary Drive
- Fungsi : Meneruskan daya putar searah jarum jam dari
drawwork ke meja putar.
- Mekanisme : Rotary drive dihubungkan dengan sprocket dan chain
ke drawwork dan rotary table.
- Gambar :
Gambar 3.18. Rotary Drive
(www.directindustry.com/prod/fohr.287.html)
Spesifikasi :
Tabel III-18. Spesifikasi Rotary Drive
Items TSL 100 TSL 160
Morse of centre hole MT2 MT2
Dia of centre hole 20X8 25X6
Max workload (Hor.) 20 100
Max workload (Vert.) 10 50
N.W 7 8
G.W 8 30
3.3. PEMBAHASAN
Sistem pengangkatan ( hoisting system ) merupakan salah satu komponen
utama dari peralatan pemboran.
Fungsi utama dari sistem pengangkatan adalah menyediakan ruang kerja
yang cukup untuk pengangkatan dan penurunan rangkaian pipa bor dan peralatan
lainnya
Salah satu komponen yang paling pokok pada suatu sistem pengangkatan
adalah menara (derrick). Jenis - jenis menara yang akan digunakan dipengaruhi
oleh kedalaman sumur.
Rig merupakan konstruksi rangka baja yang dikait di ladang pemboran.
Digunakan untuk mendukung rangkaian peralatan sistem pemutar untuk membor
lubang.
Sistem pengangkat merupakan peralatan khusus yang mengangkat,
menurunkan dan menggantung batang bor (seperti pipa bor, drill collar, dsb) dan
mata bor di dalam lubang sumur.
Prinsip kerja substructure hanyalah berupa tempat diletakkannya peralatan
atau instrumen yang diperlukan selama operasi pemboran berlangsung dan
sebagai tempat dilaksanakan kegiatan yang berkenaan dengan operasi pemboran.
Drilling line sangat penting dalam operasi pemboram karena berfungsi
untuk menahan atau menarik beban yang diderita oleh hook.
Menara tipe standart dengan tipe portable dibedakan karena sistem
pendiriannya.
Pada tipe standart disambung satu persatu sehingga tidak perlu ruang kerja
yang luas, sedang type portable langsung didirikan dalam keadaan utuh (biasanya
dalam dua tingkat).
Pada tipe portable kelebihannya yaitu lebih murah, mudah dan cepat
pendiriannya, sedang kekurangannya yaitu memerlukan ruang kerja yang cukup
luas dan hanya dapat digunakan pada pemboran dangkal.
3.4. KESIMPULAN
1. Drawwork merupakan otak atau suatu sistem transmisi yang kompleks
dari suatu unit pemboran karena lewat drawwork, seorang driller
mengatur dan melakukan operasi pemboran.
2. Konstruksi drawwork tergantung dari beban yang harus dilayani,
biasanya didesain dengan horse power (HP) dan kedalaman
pemboran, dimana kedalaman disini harus disesuaikan dengan ukuran
drillpipenya.
3. Tenaga fungsi angkat dari motor, melalui : transmisi ke drawwork,
drilling cable, dan sistem takel yang terdiri dari crown block dan
travelling block, diteruskan ke rangkaian pipa bor.
4. Tenaga untuk fungsi angkat harus mampu melayani pemboran sampai
kedalaman limit pada kondisi ekonomis.
5. Sistem pengangkat terdiri atas struktur penyangga yang berisi derrick,
mast, substructure, dan rig floor.
6. Tinggi substructure ditentukan oleh jenis rig dan ketinggian blow-out
preventer stock. Substructure mampu menahan beban yang sangat
besar, yang ditimbulkan oleh derrick atau mast, peralatan
pengangkatan, meja putar rangkaian pipa bor (drillpipe, drillcolar dan
sebagainya) dan beban casing.