Friday, January 3, 2014

Drilling Rig : Sistem Putar (Rotating System)

Fungsi utama system pemutar adalah untuk memutar rangkaian pipa bor dan memberikan beratan diatas pahat member lubang. Sistem pemutar terdiri dari tiga sub-komponen, yaitu Peralatan putar (rotary assembly), Rangkaian pipa bor dan Mata bor (bit).

Rangkaian pipa bor menghubungkan antara swivel dan mata bor berfungsi untuk :
  • Menarik-turunkan mata bor
  • Memberikan beban diatas pahat untuk penembusan (penetration)
  • Meneruskan putaran ke mata bor
  • Menyalurkan fluida pemboran yang bertekanan ke mata bor
  • Mata bor merupakan peralatan yang langsung menyentuh formasi, berfungsi untuk menghancurkan dan menembus formasi.


1. Peralatan Putar (Rotary Assembly) 
Peralatan putar ditempatkan pada lantai bor di bawah crown block diatas lubang, fungsinya adalah untuk memutar rangkaian pipa bor selama operasi pemboran berlangsung dan menggantungkan rangkaian pipa bor yaitu dengan slip yang dipasang (dimasukkan) pada rotary table ketika disambung atau melepas bagian-bagian drill pipe. Peralatan putar terdiri dari Meja Putar, Master Bushing, Kelly Bushing dan Rotary Slip.
Meja putar, master bushing dan kelly bushing digunakan bersama-sama untuk memutar rangkaian pipa bor. Sedangkan meja putar, master bushing dan rotary table digunakan untuk menggantung rangkaian pipa bor di dalam lubang pada saat menyambung/melepas section drillpipe dengan bantuan “make-up and break-out tongs”.

Meja Putar (Rotary Table)
  • Meja putar berfungsi untuk :
  • Meneruskan gaya putar dari drawwork ke rangkaian pipa bor melalui Kelly bushing dan Kelly.
  • Menahan pipa bor dalam lubang pada saat penyambungan atau pelepasan pipa bor dilakukan. Kecepatan meja putar dapat diatur oleh seorang driller man dengan beberapa handle yang ada di drawwork.
Hubungan rotary table dengan prime mover ada dua macam :
  • Hubungan dengan rantai ke drawwork
  • Hubungan langsung ke prime mover


Master Bushing  
Master bushing merupakan alat yang dapat dilepas dari rotary table. Master bushing berfungsi sebagai dudukan (penempatan) Kelly bushing atau rotary slip. 


Kelly Bushing 
Kelly bushing selama operasi pemboran berlangsung berfungsi untuk meneruskan transmisi gaya putar dari rotary table ke kelly dan seterusnya ke rangkaian pipa bor. putaran dari rotary table ke rangkaian pipa bor.
Kelly Bushing

Rotary Slip 
Jika rotary slip dimasukkan ke dalam master bushing, maka rotary slip akan berfungsi sebagai penggantung rangkaian pipa bor pada saat dilakukan penyambungan atau pelepasan section rangkaian pipa bor. Kunci utamanya adalah meja putar.
Fungsi lain alat ini adalah untuk menahan drill string yang menggantung ketika melakukan koneksi, menaikkan dan menurunkan drill string ke drill hole. Dijepitkan pada rangkaian drill string saat pemasangan atau pelepasan, agar tidak terlepas ataupun jatuh kedalam lubang bor.
Rotary Slip


2. Rangkaian Pipa Bor
2.a. Swivel
Swivel adalah ujung teratas rangkaian pipa bor, yang berfungsi untuk memberikan kebebasan kepada rangkaian pipa bor untuk berputar dimana swivelnya sendiri tidak ikut berputar, memberikan perpaduan gerak vertikal dengan gerak berputar agar dapat bekerja bersama-sama. Juga sebagai penghubung antara rotary hose (pipa karet) dengan Kelly sehingga memungkinkan lumpur bor untuk sirkulasi tanpa mengalami kebocoran. Bagian-bagian dari swivel terdiri dari :

  1. Bail : bagian atas dari swivel yang berfungsi sebagai penggantung swivel pada hook di bawah travelling block
  2. Goosneck : merupakan pipa yang berbentuk seperti huruf “U” yang terletak di bagian atas dari swivel, berfungsi untuk menghubungkan rotary hose dengan swivel
  3. Washpipe assembly (internal) terletak pada bagian atas swivel bannet yang berfungsi untuk menghubungkan rotary hose (dari goosneck) dengan rotating swivel stem. Washpipe assembly dapat diambil dari swivel untuk dibersihkan.
  4. Bonnet : merupakan metal yang berfungsi sebagai pelindung washpipe assembly
  5. Houshing : merupakan suatu baja yang berfungsi sebagai pelindung washpipe dan sebagai rumah rotating stem assemblies
  6. Rotating swivel stem : merupakan poros perputaran pada swivel
  7. Pin : merupakan ulir pada bagian atas dari kelly cock.


2.b. Kelly
Kelly merupakan rangkaian pipa bor yang paling atas dimana bentuk irisan luarnya dapat berbentuk segi tiga, segi empat, segi enam. Kelly ini dimasukkan ke dalam kelly bushing. Kelly bushing berfungsi untuk meneruskan gaya putar (torsi) dari meja putar ke kelly dan selanjutnya keseluruh rangkaian pipa bor. Selama kelly ini tidak dipergunakan (dilepas) misal pada waktu mencabut string, maka kelly ini dimasukkan ke dalam rathole yang terdapat di lantai bor. Dalam keadaan ini kelly bushing selalu ikut terbawa demikian pula swivelnya.


2.c. Upper Kelly Cock
Merupakan suatu valve yang dipasang diantara swivel dan kelly. Fungsi utamanya (pada saat tertutup) adalah untuk menjaga agar tidak terjadi tekanan dari lubang bor yang bertekanan tinggi.

2.d. Lower Kelly Cock (Mud Silver Valve)
Mempunyai valve otomatis atau manual berfungsi untuk menahan cairan pemboran dalam kelly pada saat dilakukan penyambungan.

2.e. Drillpipe (DP)
Drillpipe merupakan bagian rangkaian pipa bor yan terpanjang, artinya jumlahnya paling banyak dalam satu rangkaian pipa bor untuk mencapai kedalaman lubang bor yang diinginkan. Saat digunakan, drillpipe terletak di atas drill collar atau HWDP (heavy weight drill pipe). Rangkaian pipa bor satu sama lainnya di hubungkan dengan tool joint dan disambung dengan drill collar sehingga memungkinkan untuk diperpanjang dan diputar serta menjadi jalan bagi cairan pengeboran agar mengalir dengan lancar dari swivel ke dasar sumur. Fungsi utama drillpipe adalah untuk :
  • menghubungkan kelly dengan drillcollar dan mata bor di atas lubang bor
  • memberikan rangkaian panjang pipa bor, sehingga dapat menembus formasi yang lebih dalam
  • memungkinkan naik turunnya mata bor
  • meneruskan putaran dari meja putar ke meja bor
  • meneruskan aliran lumpur bor dari swivel ke mata bor 

Drill Pipe
2.e.1. Penyambung Drill Pipe
Setiap section atau joint drillpipe standart mempunyai dua bagian pokok, yaitu tube (pipe), dan tool joint pada kedua ujungnya. Tool joint terdiri dari dua jenis :
  • Pin connection : tool joint pada bagian bawah drillpipe (DP) dimana ulir dibuat pada bagian luar, disebut “PIN".
  • Box connection : tool joint pada bagian atas drill pipe (DP) dimana ulir dibuat pada bagian dalam, disebut “BOX”.

2.e.2. Karakteristik Drill Pipe
a) Tipe utama drill pipe, ada 2 macam :
  1. Standart drill pipe : digunakan dari permukaan sampai pada top drill collar. Pada umumnya drill pipe diikuti drill collar di atas mata bor (bit).
  2. Heavy weight drill pipe : digunakan pada kondisi khusus, yaitu pada waktu terjadi down hole problem seperti pipa terjepit, dan sebagainya. HWDP yang merupakan rangkaian drillstring terletak di antara drill pipe dan drill collar. Fungsinya adalah untuk menghubungkan dan menambah panjang rangkaian pipa pemboran dan menambah beban tekan pada drillstring.
Heavy Weight Drill Pipe

b) Ukuran dan panjang :
  1. Range 18’ – 22’ (jarang dijumpai)
  2. Range 27’ – 30’
  3. Range 39’ – 45’

c) Drillpipe joint biasanya disambung atau dilepasdari section pipa bor. Section ini disebut “stand’. Jumlah joint dalam satu stand ditentukan oleh tinggi menara dan ring drill pipe yang digunakan.

d) Penyimpanan drill pipe : drill pipe disimpan bila tidak digunakan pada dua rak pipe didekat rig. Rig storage bisa dilepas dari rangkaian pipa bor, drill pipe joint ditempatkan (disandarkan) pada rak pipa di sisi menara. Near Rig storage drill pipe joint ditempatkan pada rak yang terletak di seberang rig. 




2.f. Drill Collar (DC)

Drillcollar berbentuk seperti DP, tetapi diameter dalamnya lebih kecil dan diameter luarnya sama dengan diameter luar tooljoint drill pipe. Jadi dindingnya lebih tebal daripada drillpipe. Dinding yang tebal ini memungkinkan dibuatnya grade pada dinding tersebut sehingga tdak memerlukan tool joint. Pada drill collar juga dapat dipasangkan alat-alat spesial sehingga hasil pengeboran formasi dapat maksimal.
Drill Collar yang merupakan rangkaian pipa bor dan/atau bottom hole assembly (BHA) ditempatkan pada rangkaian pipa bor bagian bawah diatas mata bor dan dibawah drill pipe. Fungsi utama dari Drill Colar :
  • Sebagai pemberat (wight on bit = WOB), sehingga rangkaian pipa bor dalam keadaan tetap tegang pada saat pemboran berlangsung, sehingga tidak terjadi pembelokkan lubang.
  • Membuat agar putaran rangkaian pipa bor stabil
  • Memperkuat bagian bawah dari rangkaian pipa bor agar mampu menahan puntiran.
  • Dengan demikian diharapkan akan berjalan dengan laju yang besar, lubang bor lurus dan kerusakan DP kecil.
Drill Collar
2.f.1. Karakteristik Drill Collar
Perbedaan pokok antara drillpipe dengan drillcollar adalah ukuran, berat dan strength. Pada gambar terlihat drillcollar tidak mempunyai tool joint, karena drillcollar dindingnya tebal sehingga ulir cukup dibuat pada dindingnya sendiri.
Standart drillcollar parts
Ukuran drill collar :
  • Biasanya mempunyai panjang 30 ft atau kurang
  • Tebal dindingnya 3 ½ inch atau lebih
  • Berat lebih dari 3 tons
  • Di bawah batang bor dapat dipakai 2 – 60 drillcollar

2.f.2. Jenis-Jenis Drill Collar
  1. Standart drillcollar mempunyai permukaan yang halus dengan box connection terletak pada tiap top dan pin connection terletak pada bottom.
  2. Spiraled drillcolar mempunyai permukaan beralur seperti spiral, digunakan pada kondisi khusus untuk mencegah terjadinya differential wall sticking.
  3. Zipped drillcollar permukaannya terdapat ceruk (lekukan) yaitu pada bagian ujung atas drillcollar. Digunakan untuk menjaga keseimbangan.

3. Mata Bor (Bit)
Mata bor merupakan peralatan yang langsung menyentuh formasi, berfungsi untuk menghancurkan dan menembus formasi, dengan cara memberi beban pada mata bor. Bagian – bagian penting dari mata bor antara lain :
  • Shank: merupakan suatu alur (threaded pin), dimasukkan ke dalam box connection pada bottom collar atau bit sub di bawah collar.
  • Bit lugs : merupakan peralatan yang berfungsi untuk dudukan poros dan cones.
  • Cones : merupakan roda-roda bergigi (gerinda) yang berputar pada mata bor.
  • Fluid passageway (jets) : merupakan nozzle yang terdapat pada bottom untuk menyemprotkan lumpur bor langsung ke formasi.
Jenis-jenis mata bor :
3.a. Drag Bit
Drag bit ini tidak mempunyai roda-roda yang dapat bergerak dan membor dengan gaya keruk dari blandenya. Pada masa yang lampau, biasanya untuk pemboran permukaan (spud in) dilakukan dengan bit ini, tetapi dewasa ini telah digeser oleh roller- cone bit. Letak jet nozzle pada drag bit ini dirancang agar supaya lumpur yang keluar dari rangkaian pipa bor langsung menyemprot blandernya, hal ini dimaksudkan agar blandenya tetap bersih pada waktu mengebor. Drag bit biasanya digunakan untuk membor formasi-formasi lunak dan plastik (lengket). Blande drag bit dibuat dari macam-macam baja paduan dan pada bagian muka (faced) yang keras umumnya diperkuat dengan tungsten carbide. Persoalan-persoalan yang timbul dalam penggunaan drag bit adalah sebagai berikut :

  • lubang bengkok
  • lubang berdiameter kurang dari yang diminta (undergauge)
  • balling (dilapisi padatan) pada pemboran formasi shale
Lubang bengkok dapat dikurangi dengan pemakaian drill collar, sedang undergauge dapat dikurangi dengan membuat otomatis pada nozzle, dimana bila bitnya rusak, nozzle bertumpu pada lubang dan tertutup secara otomatis, sehingga menaikkan tekanan pompa dipermukaan. Balling dapat dikurangi dengan menggunakan jet nozzle pada balandenya.

3.b. Roller-Cone (Rock Bit)
Roller-Cone adalah bit yang mempunyai kerucut (cone) yang dapat berputar untuk menghancurkan batuan. Bit ini pertama kali didesain oleh howard R. Houghes (1909) dan hingga sekarang banyak dilakukan untuk pemboran di lapangan minyak. Pada masing-masing terdapat gigi-gigi. Jika diperhatikan secara seksama maka bentuk gigi tersebut untuk setiap bit berbeda. Gigi yang panjang dan jarang letaknya atau sedikit jumlahnya digunakan untuk formasi batuan lunak. Sedang gigi-gigi yang pendek dan rapat letaknya adalah digunakan untuk formasi medium hard atau hard (keras).
Umumnya jumlah conner pada setiap bit adalah tiga, setiap cones mempunyai sumbu yang berbeda, setiap asnya berpotongan pada satu titik. Panjang jarak gigi-gigi serta pola dari bit dibuat untuk memperoleh laju pemboran yang tertinggi dengan minimum pengaruh balling pada gigi-gigi tersebut. Roller cone bit ada dua macam, yaitu steel tooth bit dan insert bit.

a. Steel tooth bit (Milled tooth bit)
Merupakan satu diantara jenis mata bor (bit) yang paling banyak dipakai, dikenal dari gigi-gigi pemotongnya yang dibentuk dengan jalan menggiling/memotong conenya, sehingga menjadi gigi.

b. Insert bit (Tungsten carbite bit)
Gigi-gigi dibuat dari karbit tungsten yang tahan keausan. Biasanya mata bor jenis ini digunakan untuk menembus lapisan yang paling keras atau paling abrasif.
Roller Cone Bit (Steel Tooth Bit)
3.c. Diamond Bit
Pengeboran dengan diamond bit ini sifatnya bukan penggalian (pengerukan) dengan gigi berputar, tetapi diamond bit ini membor batuan berdasarkan penggoresan dari butir-butir intan yang dipasang pada matrix besi (carbite) sehingga menghasilkan laju pemboran yang relatif lambat. Kontak langsung antara intan-intan dengan formasi menyebabkan kerusakan yang cepat karena panas yang ditimbulkan. Pemakaian intan dipertimbangkan karena intan merupakan zat padat yang sampai sekarang dianggap paling keras dan abrasif. Pada prakteknya diamond bit jarang/tidak selalu digunakan di lapangan. Keistimewaan dari diamond bit ini adalah mempunyai umur pemakaian yang relatif panjang (awet) sehingga mengurangi frekuensi roundtrip, dengan demikian biaya pemboran dapat biperkecil.


Peralatan tambahan
1. Bit Breaker
Bit Breaker

 2. Bit Sub
 

Bit Sub


Specialized Down Hole Tools
Specialized Down-Hole Tools merupakan peralatan khusus yang digunakan sebagai “bottom hole asembly” pada rangkaian pipa bor. Peralatan ini digunakan untuk mengontrol kerja bit selama operasi pemboran berlangsung. Ada tiga jenis Specialized Down-Hole Tools, yaitu stabilizer, rotary reamers dan shock absorbes (shock subs.


1. Stabilizer
Stabilizer digunakan sebagai “bottom hole assembly” untuk menjaga kestabilan bit dan drillcollar dalam lubang bor selama berlangsung operasi pemboran. Pada umumnya stabilizer di gunakan untuk tujuan sebagai berikut (fungsi) :
  • Untuk menungkatkan penembusan (increased penetration). Stabilizer akan memberikan WOB yang lebih besar pada drillcollar sehingga meningkatkan laju pemboran (penetration rate)
  • Untuk memperkecil kemungkinan terjadinya patah lelah (fatique) pada sambungan drillcollar.
  • Untuk mencegah terjadinya ‘well sticking”. Stabilizer dapat menahan permukaan rangkaian pipa bor tetap tidak menyentuh dinding lubang bor.
Ada empat jenis stabilizer, yaitu :
  • Non-rotary sleave type stabilizer
  • Sleave type rig repairable stabilizer
  • Replaceable wear pid rig repairable stabilizer
  • Blande stabilizer
Stabilizer

2. Rotary Reamers
Rotary Reamers merupakan peralatan yang digunakan pada operasi pemboran terutama menjaga ukuran lubang bor atau untuk memperbesar ukuran lubang bor. Ada tiga jenis rotary reamers :
  • 3-point string type
  • 6-point bottom hole type
  • 3-point bottom hole type

3. Shock Absorbers

Sering juga disebut “shock sub” merupakan peralatan yang diletakkan pada bagian bawah section drillcollar untuk mengurangi getaran dan kejutan yang ditimbulkan oleh “cutting section of the bit” ketika membor batuan keras, patahan dan selang-seling batuan keras lunak, hal ini mengurangi terjadinya kerusakan rangkaian pipa bor dan bahkan rignya sendiri. Fungsi utama shock absorbed adalah untuk mengurangi :
  • - patah lelah pada sambungan drillcollar dan drillpipe
  • - beban kejutan pada bit, melindungi gigi-gigi dan bearing (as)
  • - kemungkinan kerusakan pada peralatan di permukaan.
Hal ini akan membuat laju pemboran yang lebih cepat karena WOB dan RPM yang optimum dapat dicapai dan juga dapat memperpanjang umur pahat (bit). 


Next :
Sistem Sirkulasi (Circulating System)

No comments:

Post a Comment