Wednesday, March 1, 2017

Teknik Produksi : Peralatan Khusus Produksi Panasbumi

Panasbumi (Geothermal) merupakan energi alternatif baru sebagai pembangkit tenaga listrik dengan prinsip mengubah mekanis penggerak turbin, menjadi energi listrik hasil putaran turbin penggerak generator. Adapun peralatan khusus untuk produksi geothermal tang digunakan untuk mengubah energi panas dari uap panas bumi menjadi energi listrik (watt) adalah sebagai berikut:
1. Orifice Flow Meter
Orifice adalah plat berlubang yang disisipkan pada laluan aliran fluida yang diukur, juga merupakan alat primer yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanan antara aliran pada upstream dan downsream dari pipa orifice itu sendiri. Orifice merupakan salah satu alat ukur yang digunakan di lapangan geothermal dan umumnya orifice diletakkan sebelum separator. 
Orifice flow meter, via http://www.emersonprocess.se
Prinsip kerja Orifice meter, adalah:
  • Fluida yang diukur aliranya, dialirkan melaui plat orifice.
  • Perbedaan atau selisih tekanan fluida yang melalui orifice, antara up-stream dan down-stream dicatat.
  • Suhu dan tekanan fluida pada up-stream juga dicatat untuk mengetahui densitasnya.

Adapun perangkat alat ukur orifice flow meter, terdiri dari:
  • Plat orifice dengan diameter tertentu.
  • Sepasang lubang/titik, sebuah di up-stream dan sebuah lagi di down-stream.
  • Manometer dan thermometer.

1.1. Plat Orifice
Plat orifice merupakan bagian dari orifice flow meter yang berfungsi mengalirkan fluida yang akan diukur harga mass flownya. Plat orifice hanya dapat dipakai untuk menentukan aliran fluida dalam pipa berdiameter tidak kurang dari satu inch. Plat orifice ada tiga jenis sesuai dengan fungsinya, yaitu:
  • Square Edge, untuk menakar aliran uap dan air
  • Conical Entrance, untuk mengukur fluida kental (minyak)
  • Quarter Cicle, juga untuk mengukur fluida kental

1.2. Lubang Tekanan
Lubang tekanan atau titik tekanan yang sering disebut juga pressure tapping (PT), letaknya tidak sembarangan. Lubang pengambilan beda tekanan biasanya ditempatkan dalam bidang horizontal dengan garis disambung dengan considering terjadi pada alat ukur sekunder.

Dikenal 3 posisi pressure tapping, yaitu:
  • Corner Tapping, jenis ini akan menghasilkan perbedaan tekanan yang terkecil dari ketiga jenis ini.
  • Dinamo dan D/2 Tapping, jenis ini menghasilkan perbedaan tekanan yang besar.
  • Flange Tapping, jenis ini menghasilkan perbedaan tekanan diantara kedua jenis tapping pressure diatas.

1.3. Manometer dan Thermometer
Manometer diperlukan untuk mengetahui tekanan fluida pada up-stream dalam menentukan densitas fluida tersebut. Metode yang diperlukan dalam mengukur dan menunjukkan besaran tekanan adalah tekanan atau gaya per satuan luas bidang, terlebih dahulu diubah kedalam bentuk gerakan mekanik, kemudian gerak ini dikalibrasikan kedalam skala angka. Manometer ini diletakkan setelah separator (pada liquid dominated reservoir), sebelum orifice meter. Disamping itu diperlukan pula sebuah manometer Hg (raksa) untuk mengetahui selisih tekanan fluida diantara dua sisi plat orifice.

Temperatur pada pressure tapping up-stream perlu diketahui dalam kaitannya untuk mengetahui densitas dan untuk koreksi plat orifice dan diameter pipa kerena adanya ekspansi panas. Prinsip pengukuran dari thermometer ada 2, yaitu dengan metode pemuaian dan metode elektris. Dalam metode memuaian yang diukur menghasilkan pemuaian. Pemuaian dirubah kedalam bentuk-bentuk gerak mekanik, kemudian dikalibrasikan kedalam skala angka-angka yang menunjukkan nilai panas yang diukur. Dari kedua metode tersebut yang umumnya digunakan dilapangan geothermal adalah metode pemuaian, tetapi thermometer tidak dipasang tepat pada up-stream pressure tapping, karena dapat mengganggu sifat aliran fluida yang masuk atau melalui orifice, oleh karena itu thermometer harus ditempatkan di up-stream pada jarak minimal 25 kali diameter pipa dari plat orifice.

2. Cone atau Kerucut
Cone atau kerucut merupakan suatu alat yang berfungsi untuk mengukur besar aliran dari uap kering (dry steam) dengan menyemburkan uap pada sonic velocity ke atmosfer melalui sebuah cone atau kerucut yang dimensinya sebagian telah ditentukan ukuranya. Metode pengukuran dengan kerucut kurang akurat, tetapi untuk tekanan minimum 2.0 sudah cukup baik untuk perhitungan kasar. Cone terletak setelah separator (pada liquid dominated reservoir). Walaupun diameter pipa up-stream dan panjang kerucut sudah ditentukan untuk cone taper (P) yang diinginkan.

Cara lain untuk mengukur besar aliran fluida untuk uap kering dapat dilakukan dengan sharp-edge orifice meter, dengan panjang pipa up-stream yang lurus sekurang-kurangnya 25 kali diameter pipa dan dari down-stream 10 kali diameter dalam pipa tersebut, agar tidak terjadi turbulensi.

3. Separator
Dalam produksi minyak dan gas, separator juga digunakan, hanya separator yang digunakan di geothermal berfungsi memisahkan uap dari air panas, fluida yang telah terpisahkan ini diukur dengan menggunakan orifice. Separator yang paling efisien untuk produksi geothermal adalah cyclone separator. Cyclone separator menggunakan gaya sentrifugal untuk memisahkan air dari uapnya. Gaya sentrifugal menyebabkan air menempel pada dinding dan karena gaya beratnya akan bergerak kebawah secara spiral dan keluar dari separator melalui pipa tengensial. 
Geothermal Separator, via jurusanku.com
Sedangkan uap secara spiral masuk kedalam pipa yang berada ditengah-tengah separator dan mengalir keluar. Pada suatu lapangan geothermal yang bertekanan cukup tinggi, bias dibuat rangka separator bertingkat dua atau bertingkat tiga.

4. Silencer
Sesuai dengan namanya silencer adalah alat untuk meredam suara yang sangat keras yang dihasilkan oleh laju aliran uap disamping itu juga berfungsi sebagai pemisah antara air dan uap yang akan dibuang. Air perlu dipisahkan dari uap akan mengendap seperti hujan gerimis dan bila air tersebut mengandung unsur kimia tertentu dapat mematikan tumbuhan disekitarnya. 
Silencer, via dobeng.co.nz

5. Weir Box
Besar volume air yang mengalir pada tekanan atmosfer dapat pula ditentukan dengan suatu peralatan yang disebut weir box terletak silencer. Bagian utama dari weir box terdiri dari plat weir dan saluran air.

5.1. Plat Weir
Suatu plat weir harus memenuhi syarat-syarat sbb:
  • Sudut yang terbentuk dari puncak plat kebawah pada bagian outside harus 45͒ dan lebar horizontal pada puncak plat 2 mm
  • Bidang bagian dalam plat harus benar-benar datar dan halus, terutama pada daerah sampai 100 mm dari puncak atau bibit plat.
  • Berdiri tegak dari puncak atau bibit plat

Menurut bentuknya plat weir dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu:
  1. Rigth angle triangular weir (V-notch)
  2. Rectangular weir
  3. Full-width weir

5.2. Saluran Air
Saluran air terdiri dari 3 bagian, yaitu:
  1. Driving section (pengarah aliran)
  2. Flow straightening section (pelurus aliran)
  3. Straightened flow section (aliran yang lurus)

Panjang setiap bagian saluran telah ditentukan. Bila saluran tidak memiliki flow straightening section, maka panjang straightening flow section minimal 10 kali lebar saluran.

Tinggi permukaan air yang meluap pada plat weir diukur dengan tabung ukur yang saling berhubungan dengan weir box pada bagian straightening floe section, pada jarak minimum 3 h (h = tinggi luapan maksimal) dan minimal b (b = lebar weir box) dari plat weir, minimal 50 mm dibawah titik terendah pelimpah dan minimal 50 mm diatas dasar saluran (dasar weir box) dan diameter dalam lubang penghubung antara weir box dan tabung ukur antara 10-30 mm.

6. Peralatan lainnya
Peralatan ini merupakan peralatan penunjang dalam produksi geothermal dan peralatan yang berfungsi untuk memanfaatkan uap, yaitu:
  • Menara pendingin (water cooler)
  • Turbin dan Generator
  • Kondensor

Peralatan-peralatan tersebut merupakan bagian dari power plant.

Teknik Produksi : Fasilitas Produksi Lepas Pantai

Anjungan produksi lepas pantai mempunyai fungsi yang dapat ditinjau dari kegunaannya dapat dikelompokkan sebagai tempat produksi (Production Platform), sebagai tempat pemisah fluida produksi (Satellite) dan sebagai tempat penimbun (Storage), bahkan sebagai tempat tinggal atau hunian para pekerja atau merupakan gabungan dari fungsi-fungsi diatas. Ditinjau dari sistem produksinya, anjungan lepas pantai dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu :
  • Sistem produksi konvensional (Conventional Production System), dimana semua peralatan produksi diletakkan pada anjungan diatas permukaan laut maupun pada dek anjungan.
  • Sistem produksi bawah permukaan (Subsea Production Sharing), dimana peralatan produksi khususnya well-head, x-mas tree, manifold, header dan storage diletakkan didasar laut. Sedangkan sistem kontrol operasi dilakukan secara otomatis dengan remote control, tetapi pemisahan fluida (processing) tetap dilakukan pada satellite platform.

1. Tipe Anjungan Produksi
Ada beberapa tipe anjungan produksi yang umum digunakan, antara lain :
  • Template Platform
  • Concrete Gravity Platform
  • Guyed Tower Platform
  • Tension Leg Platform
  • Drill Trough Platform
a. Template Platform
Jenis platform ini sering disebut dengan Conventional Platform, karena merupakan anjungan produksi generasi pertama (1974) yang dipasang pada kedalaman 200 ft dilepas pantai Lousiana. Dan pada tahun 1978 telah dipasang pada kedalaman laut 1000 ft.

Pada dasarnya anjungan ini terdiri dari struktur pipa baja yang besar (Jacket) dan ruang Deck. Melalui kaki anjungan, jacket diikatkan pada tiang pancang dasar laut yang berfungsi sebagai penyangga anjungan, sedangkan ruang deck berfungsi untuk menyokong kegiatan operasional dan beban lainnya.

Tipe template ini cocok digunakan pada kedalaman laut antara 200 hingga 300 meter. Sedangkan untuk kedalaman yang lebih dalam, tipe ini kurang praktis karena memerlukan tiang penyangga dengan ukuran besar dan juga panjang yang memadai.

Instalasi template platform ada dua macam yaitu : instalasi terapung (Self Floating Installation) dan instalasi barge launching (Barge Launching Installation).
  • Self Floating Installation, cara pemasangan instalasi ini adalah dengan jalan mengapungkan Floater yang dapat dilepas atau terapung sendiri karena efek buoyancy, kemudian ditarik menuju lokasi yang telah ditentukan dan struktur anjungan diturunkan vertikal kedasar laut dengan cara mengisi Flooding Chamber Pipe.
  • Barge Launching Installation, saat keluar dari pabrik maka struktur anjungan ditempatkan pada kapal tongkang selanjutnya barge ditarik menuju lokasi dan diturunkan dengan cara Ballasting kemudian diluncurkan kelaut dan ditegakkan dengan menggunakan Barge Derrick agar dapat berdiri tegak pada koordinat yang telah ditentukan.
b. Concrete Gravity Platform
Platform ini terikat kedalam dasar laut karena berat konstruksinya sendiri yang terbuat dari beton bertulang. Pertimbangan penting dalam penempatan anjungan jenis ini adalah lokasi dasar laut harus stabil dan tahan terhadap penembusan tiang pancang sehingga didapatkan stabilitas struktur yang baik. Berdasarkan alasan ini concrete platform tidak dapat dioperasikan pada semua lokasi. Karena kondisi strukturnya, maka fasilitas produksi lengkap dimana dapat ditempatkan diatasnya dan dapat dipasang langsung sejak dari pabrik. Disamping itu dapat pula dilengkapi dengan penimbun yang tidak perlu dipancang. 
Concrete Gravity Platform, via Sir-Robert-McAlpine.com

c. Guyed Tower Platform
Merupakan platform dengan struktur baja yang diletakkan diatas Spud Can didasar laut. Karena anjungan ini dapat bergerak diatas spud can, maka untuk menjaga agar hanya dapat bergerak pada batas-batas tertentu, anjungan ini diikat secara simetris dengan kabel-kabel (Guy-lines) yang diklem pada dek dengan menggunakan sepasang Wedge Type Lucker Clamps
Guyed Tower Platform, via Indonesianship.com
d. Tension Leg Platform
Merupakan anjungan produksi yang dibuat dari baja atau beton bertulang yang relatif ringan sehingga dapat terapung dipermukaan laut dan diikat dengan guy-lines ke struktur pondasi yang ditancapkan didasar laut. Karena anjungan ini terapung maka kabel-kabel pengikat harus selalu dalam keadaan tegang (Tension), sehingga posisi anjungan dalam keadaan cukup stabil pada kondisi operasi. 
Tension Leg Platform, via rigzone.com
e. Drill Through Leg (DTL) Platform
Dirancang dengan empat kaki baja, dimana terdapat dua pipa vertikal dengan diameter besar dan dua lainnya lebih kecil dan dipasang miring. Pemboran dilakukan diatas kaki vertikal dengan kedalaman antara 145-264 ft untuk tipe Mudslide DTL dan 71 ft untuk Conventional DTL. Keuntungan platform ini adalah cukup stabil, baik terhadap pengaruh dari luar maupun akibat beratnya sendiri dan harganya juga yang relatif murah.

2. Fasilitas Tranportasi Produksi Lepas Pantai
Pengiriman fluida produksi dari satu platform menuju platform yang lain maupun dari platform produksi ke satellite dan dari satellite ke storage serta dari storage ke mooring atau ke terminal dilakukan melalui sistem pemipaan dengan diameter pipa antara 8 sampai 18 inch yang diletakkan pada dasar laut. Terdapat beberapa metode pemasangan pipa didasar laut, antara lain :
  1. Bottom Pull Method.  
    • Pada metoda ini seluruh bagian pipa disandarkan pada dasar laut. Pipa ini dirancang untuk mengalirkan fluida produksi dari terminal darat, maka sebagian pipa berada di darat dan selebihnya berada di dasar laut dan pada bagian akhirnya mengembang untuk sampai ke platform atau tanker, metode ini sering digunakan pada pipa dasar laut dari terminal ke Single Bouy Mooring (SBM) seperti di Balongan, Cirebon.
  2. Station Method.  
    • Pada bagian ini pipa disambung dengan cara dilas di darat, kemudian ditarik dengan dengan pontoon kedalam laut. Sebagian besar dari pipa melayang dilaut dan untuk menempatkan posisinya maka diberi pelampung (Floating) sehingga mudah diketahui keberadaannya.
  3. Relled Pipe Method. 
    •  Pada metode ini pipa yang sangat panjang digulungkan pada Rell Barge dengan diameter gulungan yang sangat besar yang selanjutnya akan dilepaskan didasar laut ketika barge bergerak menuju tempat tujuan. Umumnya jenis pipa yang digunakan adalah pipa elastis (spiral) atau pipa plastik yang dibalut dengan asbes atau karet.
  4. Lay Barge Method.  
    • Pada pemasangan dengan metode ini sambungan-sambungan pipa dilas di barge dan pelaksanaan pemasangan di atas barge.
Single Bouy Mooring, via www.dorsea.my
2.1. Sistem Gathering Lepas Pantai
Jaringan pipa transportasi untuk mengalirkan fluida produksi baik dari anjungan produksi menuju satelit, dari satelit ke storage maupun dari storage ke mooring atau terminal dilakukan melalui sistem jaringan pipa dasar laut. Dari anjungan proses/CPA fluida produksi dikirim dengan pipa dasar laut yang berukuran lebih besar, dengan jenis pipa tertentu seperti Plastik Lined Steel Pipe, dengan jenis pipa baja aluminium menuju terminal yang berada di darat atau ke storage vessel di laut. Dari sinilah fluida yang telah dipisahkan kemudian dikapalkan (Loading) melalui Single Bouy Mooring (SBM).

2.2. Stasiun Pompa Pada Anjungan
Unit stasiun pompa dianjungan tidak jauh berbeda dengan stasiun pompa di darat yaitu menggunakan pompa tekan jenis Piston Duplex Double Acting atau Triplex Single Acting ataupun pompa sentrifugal tergantung pada besarnya tekanan yang diperlukan. Stasiun pompa ini biasanya ditempatkan pada rantai dasar anjungan (Cellar Deck) dari anjungan proses, untuk mengirimkan fluida menuju storage atau terminal didarat.

3. Fasilitas Pemisahan Lepas Pantai
Merupakan anjungan dengan fasilitas pemisahan yang berada didekat anjungan produksi, biasanya anjungan ini dirangkaikan dengan salah satu anjungan produksi yang berfungsi sebagai suatu stasiun operasi produksi (satelite).

3.1. Peralatan Pada Satellite
Peralatan baik yang berada pada cellar deck, main deck, maupun pada top deck terdiri dari :
  • Separator Produksi
  • Scrubber Gas
  • Oil Skimmer
  • Chemical Electric
  • Free Water Knock Out (FWKO)
  • Surge Tank
  • Pig Launcher dan Pig Receiver, tempat menerima dan mengirimkan pig (pembersih flowline)
  • Compressor
  • Stasiun Pompa
  • Power Crane
  • Safety Control System
  • Hydrant, unit pemadan kebakaran dan alat keselamatan lainnya
  • Safety Calsuls
  • Main and Safety Engine/Turbine

3.2. Central Procesing Area (CPA)
CPA merupakan unit pemroses untuk suatu lapangan yang besar berfungsi untuk memproses fluida produksi dari beberapa lapangan disekitarnya, selain terdapat unit pemroses fluida (pemisah minyak, air dan gas) juga dilengkapi dengan unit pemroses gas, sehingga gas yang dikirim ke LPG plant untuk diproses lebih lanjut menjadi Liquid Petroleum Gas.
Unit peralatan CPA terdiri dari beberapa perangkat peralatan pemisah dan perangkat peralatan penunjang operasi lainnya yang secara garis besar terdiri dari beberapa peralatan, yaitu :
  • Separator Produksi
  • Scrubber Gas
  • Free Water Knock Out Tank
  • Manifold
  • Flowline, pipeline penghubung dan penyalur valve
  • Compressor, baik low compressor maupun high compressor
  • Glycol Tower Absorber, untuk mengeringkan gas
  • Glycol Rake Generation, untuk pemanasan glycol
  • Stasiun Pompa
  • Pig Launcher dan Pig Receiver
  • Metering System
  • Control Room, ruang pengontrol operasi kerja yang dilengkapi dengan panel-panel kontrol
  • Unit Pemadam Kebakaran
  • Unit Pengangkut Barang
  • Unit Pemukiman Kerja
  • Panel Safety System dan perangkat peralatan keselamatan kerja

3.3. Anjungan Kompresor
Anjungan kompresor ini merupakan unit pemroses gas setelah gas dipisahkan dari fluida produksi dianjungan proses. Pada anjungan ini gas mengalami pemampatan dan pengeringan sebelum dikirim ke LPG plant, untuk diproses lebih lanjut menjadi LPG. Perangkat peralatan pada anjungan kompresor ini, baik pada main deck ataupun pada cellar deck, terdiri dari :
  • Compressor, untuk memberikan tekanan pada gas supaya dapat dimampatkan
  • Glycol Tower Absorber, untuk mengeringkan gas
  • Pig Launcher dan Pig Receiver
  • Pipa-pipa, Flowline, Orifice Meter, Valve
  • Generator Engine
  • Sum Tank, Flare, Pump
  • Control Room, Scrubber Gas
  • Panel Safety System
  • Unit Pengangkut Barang
  • Unit Pemadam Kebakaran
Untuk suatu lapangan produksi lepas pantai yang sudah dilengkapi dengan central processing area (CPA), maka anjungan proses dan anjungan kompresor tidak diperlukan lagi.

4. Fasilitas Penampungan Lepas Pantai
Fasilitas penampungan migas untuk lapangan produksi lepas pantai dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :
  • Menampung hasil produksi migas lepas pantai tersebut pada suatu terminal penampungan didarat.
  • Menampung hasil produksi migas lepas pantai tersebut pada fasilitas penampungan dilaut seperti tanker, storage vessel dan storage tank terapung atau pada tangki-tangki yang dipasang pada kaki-kaki anjungan produksi.

4.1. Terminal Loading Area (TLA)
Merupakan suatu unit penampungan fluida produksi yang terdiri dari beberapa tangki pengumpul (storage tank) dan dilengkapi juga dengan fasilitas pengapalan seperti Loading Pump, metering system, manifold dan lain-lain.
Seperti halnya terminal yang menampung produksi fluida produksi dari lapangan darat, untuk terminal loading area yang menampung fluida produksi dari lapangan lepas pantai juga dilengkapi dengan beberapa peralatan utama, antara lain :
  • Storage Tank
  • Pig Launcher dan Pig Receiver
  • Booster Meter
  • Loading Pump
  • Manifold
  • Surge Tank
  • Sum Tank
  • Drainage Sum Tank
  • Free Water Knock Out Tank
  • Control Room
  • Unit Pemadam Kebakaran
  • Pipeline, Sealine dan Metering System
  • Single Buoy Mooring (SBM) System

4.2. Pengapalan (Loading)
Yang dimaksud dengan pengapalan (loading) adalah pengapalan minyak dari storage tank dengan pipa dasar laut menuju tanker. Minyak dari storage tank dialirkan ke manifold, pembukaan valve disesuaikan dengan minyak yang akan diloading dari tanki yang dikehendaki. Selanjutnya minyak dipompa oleh booster pump dan jika diperlukan minyak tersebut dipanaskan terlebih dahulu supaya jangan membeku dengan heater atau cara lain. Kemudian dialirkan ke metering system terus ke loading pump, manifold, sealine, single buoy mooring (SBM) system, masuk ke dalam tanker.

Tuesday, February 28, 2017

Teknik Produksi : Gathering System dan Block Station

Peralatan produksi berdasarkan sistem pengumpul atau gathering system dan block station merupakan pola atau sistem jaringan alat transportasi, fasilitas peralatan pemisah fluida produksi dan fasilitas peralatan penampung fluida hasil pemisahan.

Berdasarkan pada jumlah, tata letak sumur dan letak tangki pengumpul serta kondisi laju produksi sumur, gathering system dapat dibedakan atas Radial Gathering System dan Axial Gathering System.

Pada radial gathering system, semua flowline menuju header dan langsung berhubungan dengan fasilitas pemisah. Sedangkan pada axial gathering system, beberapa kelompok sumur mempunyai satu header yang kemudian dari tiap-tiap header akan dialirkan menuju pemisah-pemisah Trunk Line (jenis flowline yang mempunyai diameter relatif lebih besar dari flowline biasa, yang berfungsi untuk menyatukan aliran dengan volume besar).

1. Peralatan Transportasi
Merupakan komponen dari gathering system untuk mengalirkan fluida (minyak, air dan gas bumi) dari well-head/x-mas tree menuju peralatan pemisah termasuk perlengkapan keamanan, manometer dan lain-lain.

1.1. Flowline
Flowline berfungsi sebagai pipa tempat mengalirnya fluida sumur dari satu atau beberapa sumur menuju stasiun pengumpul selanjutnya. Mekanisme pekerjaannya adalah fluida produksi dialirkan melalui pipa dengan berbagai macam dan fungsi, dengan tujuan akhir adalah stasiun pengumpul minyak, gas dan air. Di lapangan, penempatan flowline tidak selalu terletak pada bidang datar tetapi disesuaikan dengan topografi daerah walaupun tetap diusahakan agar menempati posisi horizontal. Untuk industri migas, flowline dapat dibedakan berdasarkan :
  • Fluida yang dialirkan : Seperti minyak, gas atau uap
  • Material pipa stell pipe : Non metallic, plastic, wood
  • Tekanan kerja : Pipa bertekanan tinggi, sedang, rendah
  • Fungsinya : Sebagai pipa lateral, gathering, pipa utama
  • Penggunaannya : Surface pipa, sub-surface pipe
1.2. Manifold
Merupakan akhir/pertemuan flowline yang berasal dari beberapa sumur terdiri dari rangkaian susunan katup yang berfungsi untuk :
  • Mengendalikan aliran fluida produksi dari tiap sumur yang ada (satu manifold mampu menampung hingga 20 sumur)
  • Memisahkan aliran dari berbagai grade yang ada
  • Mengisolasi suatu bagian dari sistem jaringan flowline guna melakukan perawatan atau perbaikan
  • Memisahkan setiap sistem tangki penampung dengan mainlines (jaringan utama)
  • Membagi mainlines menjadi beberapa segmen (bagian)
  • Mengarahkan/membelokkan aliran fluida produksi dari setiap sumur menuju testline atau mainheader
  • Mencegah terjadinya tekanan dari separator menuju lubang sumur
1.3. Header
Merupakan pipa berukuran lebih besar dari flowline yang berfungsi untuk menyatukan fluida produksi dari beberapa sumber produksi (setelah melalui manifold) dan mengalirkannya kefasilitas pemisah. Terdapat dua macam header yaitu : Test-header dan Main-header dengan arah header dapat berupa vertikal, horizontal dapat pula menyudut (Deviated-header).



2. Fasilitas Peralatan Pemisah
2.1. Separator
Separator adalah tabung bertekanan yang digunakan untuk memisahkan fluida produksi menjadi air, minyak dan gas (tiga fasa) atau cairan/liquid dan gas (dua fasa) dimana pemisahannya dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu :
  • Prinsip penurunan tekanan
  • Gravity setling
  • Turbulensi aliran atau perubahan arah aliran
  • Pemecahan atau tumbukan fluida
Untuk mendapatkan efisiensi dan kerja yang stabil dengan kondisi yang bervariasi, gas-liquid separator harus mempunyai komponen pemisah sebagai berikut :
  • Bagian pemisah pertama, berfungsi untuk memisahkan cairan dari aliran fluida yang masuk dengan cepat berupa tetes minyak dengan ukuran besar
  • Bagian pengumpul cairan, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity settling
  • Bagian pemisah kedua, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan kecil dengan prinsip gravity settling
  • Mist Extractor, berfungsi untuk memisahkan tetes cairan berukuran sangat kecil (kabut)
  • Peralatan kontrol, berfungsi untuk mengontrol kerja separator terutama pada kondisi over-pressure
Didalam block station, disamping terdapat separator pemisah gabungan terdapat juga separator uji (Testing Separator) yang berfungsi untuk melakukan pengujian produksi suatu sumur dan dari separator uji ini laju produksi sumur (Qo, Qw dan Qg) bisa didapat dimana Qo dan Qw diperoleh dari Barrel Meter sedangkan Qg diperoleh dari pencatatan Orifice Flow Meter (Orifice Plate) ataupun dari alat pencatat aliran gas lainnya. Disamping itu jika ditinjau dari tekanan kerja, separator dapat dibagi tiga, yaitu separator tekanan tinggi, tekanan sedang dan tekanan rendah.

A. Jenis Separator
Dalam industri perminyakan dikenal beberapa jenis separator berdasarkan bentuk dan posisinya serta berdasarkan fungsinya. 
Jenis Separator
  1. Jenis separator berdasarkan bentuk dan posisinya dibedakan menjadi separator tegak, separator datar, dan separator bulat.
    1. Separator tegak (Vertical Separator). Biasanya digunakan untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR rendah dan atau kadar padatan tinggi. Separator ini mudah dibersihkan serta mempunyai kapasitas cairan dan gas yang besar.
    2. Separator datar (Horizontal Separator). Sangat baik untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR (gas liquid ratio) tinggi dan cairan berbusa. Separator ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu Single Tube Horizontal Separator dan Double Tube Horizontal Separator. Karena bentuknya yang memanjang, separator ini banyak memakan tempat dan sulit dibersihkan, namun demikian kebanyakan fasilitas pemisahan dilepas pantai menggunakan separator ini dan untuk fluida produksi yang banyak mengandung pasir, separator ini tidak menguntungkan.
    3. Separator bulat (Spherical Separator). Separator ini berfungsi sebagai alat untuk memisahkan fluida produksi yang mempunyai GLR yang kecil-sedang. Separator jenis ini mempunyai kapasitas gas dan surge terbatas sehingga umumnya digunakan untuk memisahkan fluida produksi dengan GLR kecil sampai sedang namun separator ini dapat bekerja pada tekanan tinggi. Terdapat dua tipe separator bulat, yaitu tipe untuk pemisahan dua fasa dan tipe untuk pemisahan tiga fasa.
  2. Jenis separator berdasarkan fungsinya, dapat dibedakan atas Gas-Scrubber, Knock-Out, Flash-Chamber, Expansion Vessel, dan Chemical Electric.
    1. Gas Scrubber. Jenis ini dirancang untuk memisahkan butiran cairan yang masih terikut dengan gas hasil pemisahan tingkat pertama, karenanya alat ini ditempatkan setelah separator ataupun sebelum Dehydrator, Extraction Plant maupun kompressor untuk mencegah masuknya cairan kedalam alat tersebut
    2. Knock-Out. Jenis ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu Free Water Knock-Out (FWKO) yang digunakan untuk memisahkan air bebas dari hidrokarbon cair, alat ini terdiri dari beberapa komponen pemisah yang digunakan untuk memisahkan 2 fluida yang immiscible dalam gas stream. Dan jenis yang kedua adalah Total Liquid Knock-Out (TLKO) yang digunakan untuk memisahkan cairan dari aliran gas bertekanan tinggi (> 125 psi)
    3. Flash Chamber. Alat ini digunakan pada tahap lanjut dari proses pemisahan secara kilat (flash) dari separator. Flash chamber digunakan sebagai separator tingkat kedua dan dirancang untuk bekerja pada tekanan rendah (< 125 psi)
    4. Expansion Vessel. Alat ini digunakan untuk proses pengembangan pada pemisahan bertemperatur rendah yang dirancang untuk menampung gas hidrat yang tebentuk pada proses pendinginan dan mempunyai tekanan kerja antara 100-1300 psi
    5. Chemical Electric. Merupakan jenis separator tingkat lanjut untuk memisahkan air dan cairan hasil separasi tingkat sebelumnya yang dilakukan secara electris (menggunakan prinsip anoda-katoda) dan pada umumnya untuk memudahkan pemisahan.
Scrubber, via http://www.kingtoolcompany.com

B. Oil Skimmer
Merupakan peralatan pemisah yang direncanakan untuk menyaring tetes-tetes minyak dalam air yang akan dibuang sebagai hasil proses pemisahan sebelumnya untuk mencegah turbulensi aliran, air yang mengandung tetes minyak dimasukkan melalui pembagi aliran yang berisi batubara/batu arang tipis, sedangkan proses pemisahan berdasarkan gravity settling.
Kapasitas oil skimmer tergantung pada beberapa faktor, terutama pada densitas minyak-air yang dapat ditentukan berdasarkan hukum intermediate yang berhubungan dengan kecepatan settling dari partikel.

C. Gas Dehydrator
Gas dehydrator adalah alat yang digunakan untuk memisahkan partikel air yang terkandung didalam gas. Peralatan ini merupakan bagian akhir dari pemisahan gas hidrokarbon terutama pada lapangan gas alam. Ada dua cara pemisahan air dari gas, yaitu :
  • Solid Desiccant, misalnya Calcium Chloride (Calcium Chloride Gas Dehydrator). Komponen peralatan ini merupakan kombinasi dari separator tiga tingkat, yaitu Gas-Liquid Absorbtion Tower dan Solid Bad Desiccant Unit. Pemisahan partikel air dari gas dilakukan dengan cara mengontakkan aliran gas dengan calsium chloride didalam chemical bad section
  • Liquid Desiccant, misalnya Glycol (Glycol Dehydrator). Liquid desiccant yang sering digunakan adalah Triethylene Glycol. Penyerapan partikel air tejadi karena adanya kontak antara glycol dengan gas yang mengandung air pada tray didalam Absorber (kontraktor), proses regenerasi glycol yang mengandung air dilakukan dengan cara pemanasan sehingga air terbebaskan dari glycol.
Dehydrator, via http://www.qbjohnson.com

3. Penampung Hasil Pemisahan
Setelah fluida produksi dipisahkan, minyak hasil pemisahan diharapkan hanya mengandung air/solid yang sangat kecil (< 0,2 %) dialirkan kedalam penampung sementara didalam kompleks block-station, kemudian melalui sistem pipa, minyak dan gas dialirkan menuju pusat penampungan/penimbun (PPM), untuk kemudian pada waktu tertentu dikirim kepada Refinery, Gas Plant ataupun terminal melalui Sale-Line.

Sunday, February 26, 2017

Teknik Produksi : "Artificial Lift", Metode Pengangkatan Buatan (III) ESP

Setelah membahas metode pengangkatan minyak dengan pompa angguk dan gas lift, berikut ini kita akan membahas metode pengangkatan minyak dengan pompa sentrifugal. Pompa centrifugal adalah pompa bertingkat banyak yang porosnya dihubungkan langsung dengan motor penggerak. Motor penggerak ini menggunakan tenaga listrik yang di supplai dari permukaan dengan kabel dan sumbernya dari power plant lapangan.
Salah satu jenis pompa sentrifugal yang digunakan untuk meningkatkan produksi di lapangan minyak dan gas adalah ESP (electric submersible pump) atau pompa benam elektrik. ESP yang digunakan pada proses pengangkatan minyak bumi dari perut bumi termasuk teknologi yang paling canggih dan efisien hingga saat ini. Namun disisi lain teknologi ini juga tidak murah. Karena selain desain konstruksi pompa dan motor listrik yang khusus, diperlukan juga teknologi kabel listrik yang harus tahan korosi, serta tahan terhadap tekanan dan temperatur tinggi.

1. Komponen Utama ESP
Unit peralatan centrifugal atau electric submergible centrifugal pump terdiri dari beberapa komponen utama :
  1. Swicthboard, alat ini berfungsi sebagai kontrol dipermukaan guna melindungi peralatan-peralatan bawah permukaan. Alat ini merupakan gabungan dari starter, upperload dan underload Protection dan Recorder Instrument (alat pencatat) yang bekerja secara otomatis jika terjadi penyimpangan.
  2. Junction box, adalah tempat (kotak) yang terletak diantara swicthboard dan well head. Fungsinya untuk menghubungkan kabel swicthboard dengan kabel dari well head.
  3. Transformer, alat ini digunakan untuk mengubah tegangan (voltage) sumber arus (generator) menjadi tegangan yang sesuai dengan operating voltage motor di bawah permukaan.
  4. Tubing Head, pada pompa centrifugal agak berbeda dengan tubing head biasanya. Perbedaanya terutama terletak adanya kabel yang melalui tubing head.
  5. Drum, dipakai sebagai tempat menggulung kabel apabila pompa sedang dicabut.
Skema ESP, via artikel-teknologi.com

2. Peralatan di Bawah Permukaan
Peralatan di bawah permukaan dari pompa centrifugal terdiri dari motor listrik sebagai unit penggerak protector, gas separator, pompa centrifugal multistage dan kabel listrik.
Dalam kondisi kerja, unit bawah permukaan ditenggelamkan dalam fluida dengan disambung tubing yang kemudian digantungkan pada well head serta dilengkapi pula dengan peralatan-peralatan sebagai pelengkap antara lain : transformer, checkvalve, bleeder valve, klem kabel serta peralatan-peralatan service pada saat pemasangan pompa centrifugal, reel of cable, shock absorber.
  1. Motor Listrik, motor listrik penggerak pompa adalah 3 fasa, motor listrik ini dimasukkan ke dalam rumah motor yang diisi dengan minyak motor untuk pendingin dan merupakan isolasi motor terhadap fluida sumur.
  2. Protector, dipasang di bawah pompa, fungsinya antara lain :
    • Menyimpan minyak motor dan minyak pompa
    • Mengijinkan terhadap pengembangan pengurutan minyak motor dan minyak pelumas motor
    • Mencegah fluida sumur ke dalam motor atau ke rumah motor
    • Untuk keseimbangan tekanan dalam motor dengan tekanan luar yaitu tekanan fluida sumur pada kedalaman penenggelaman.
  3. Pompa, jenis pompanya merupakan pompa multistage dengan masing stage terdiri dari satu impeller dan satu diffuser yang dimasukan dalam rumah, pada impeller terdapat sudu-sudu atau blades yang akan mengalirkan fluida produksi.
  4. Gas Separator, untuk sumur yang gas oil ratio (GOR) tinggi, gas separator dapat disambungkan pada pompa guna memperbaiki effesiensi pompa. Gas separator ini sekaligus berfungsi sebagai intake pompa (tempat masuknya fluida kedalam pompa) dan karena perbedaan density gas dan minyak maka gas akan terpisah dari minyak. Fungsi nya adalah memisahkan gas dari fluida produksi agar tidak ikut masuk kedalam ESP-pump, karena gas akan mempercepat rusaknya ESP-pump. Mekanismenya yaitu dipasang di atas Down Hole motor. Fluida yang masuk kedalam rangkaian tubing dipisahkan telebah dahulu saat melewati gas separator, gas terpisah dan keluar melaui annulus.
  5. Kabel, tenaga listrik dari permukaan dialirkan ke motor melalui kabel, yang terdiri dari tiga kabel tembaga yang di isolasi satu sama lain. Kabel diklem dengan tubing pada interval jarak tertentu sampai ke tubinghead.
  6. Check Valve, terletak satu joint di atas pompa, berfungsi sebagai :
    • Bila pompa berhenti bekerja (shut down), menahan fluida agar tidak keluar dari tubing (turun ke pompa lagi) dan menahan partikel-partikel pada agar tidak mengendap dalam pompa.
    • Menjaga tubing tetap penuh dengan fluida pada saat pompa berhenti.
  7. Bladeer Valve, di pasang satu joint tubing di atas check valve, berfungsi untuk mengijinkan aliran fluida keluar pada waktu dilaksanakan pencabutan pompa centrifugal.

ESP Gas Separator, via www.crisoil.com

3. Prinsip Kerja Centrifugal
Prinsip kerjanya adalah berdasarkan pada prinsip kerja pompa centrifugal dengan sumbu putarnya tegak lurus. Pompa centrifugal adalah motor hidraulis yang menghasilkan tenaga hidraulis dengan jalan memutar cairan yang melalui impeller pompa. Cairan masuk ke dalam impeller pompa menuruti poros pompa dikumpulkan dalam rumah pompa atau diffuser kemudian dikeluarkan keluar oleh impeller, tenaga mekanis motor diubah menjadi tenaga hidraulis. Impeller terdiri dari dua piringan yang di dalamnya terdapat sudu, pada saat impeller diputar dengan kecepatan sudut W cairan dalam impeller di lemparkan keluar dengan tenaga potensial dan kinetik tertentu cairan yang tertampung dalam rumah pompa kemudian dialirkan melalui pipa keluar (diffuser), di mana sebagian tenaga kinetis diubah menjadi tenaga potensial berupa tekanan, karena cairan dilemparkan keluar maka terjadi proses pengisapan.



Sumber-sumber lain, dari :
Laporan Resmi Praktikum Peragaan Peralatan Produksi
http://artikel-teknologi.com/electrical-submersible-pump-pompa-pada-pengeboran-minyak-bumi/