Circulating System(Indo)

SISTIM SIRKULASI (CIRCULATING SYSTEM)

Circulating system (sistem peredaran) adalah satu bagian utama dari rig yang amat penting.Tugas utamanya adalah membantu sistem pemutar didalam “membor sumur”. Sistem peredaran terdiri dari tiga bagian utama, yaitu :

a. Fluida Pemboranb. Circulating Equipmentc. Solid Control

a. Fluida Pemboran

Faktor yang mempengaruhi laju pemboran adalah pengangkatan cutting atau serbuk bor dari dalam sumur ke permukaan. Jika cutting dibawah pahat segera terangkat maka proses redrilling tidak terjadi, dengan demikian akan menghemat waktu dan biaya pemboran .Menurut Preston L. Moore (1974), lumpur pemboran mulai dikenal pada tahun 1900 bersamaan dengan dikenalnya pemboran putar ( rotary drilling).Pada awalnya tujuan utama lumpur tersebut adalah mengangkat serbuk bor secara terus-menerus dan berkesinambungan. Dengan berkembangnya teknik pemboran maka fungsi lumpur tersebut ikut mengalami perkembangan , antara lain :

Mengangkat cutting ke permukaan Mengimbangi tekanan formasi Mendinginkan , melumasi pahat dan drill string Menahan cutting, ketika sirkulasi di hentikan Mud cake yang akan membentuk dinding lubang bor Media informasi dan logging Menahan sebagian berat drill string dan casing

Mengangkat Cutting ke PermukaanPahat yang menembus formasi akan menghasilkan serbuk bor atau cutting yang harus diangkat ke permukaan agar tidak terjadi penumpukan cutting didasar lubang yang dapat mengganggu jalannya operasi pemboran .Kemampuan lumpur mengangkat cutting tersebut tergantung kepada beberapa factor yaitu : berat lumpur, berat cutting, ukuran cutting, viscositas lumpur, kecepatan dan pola aliran lumpur.

Mengimbangi Tekanan FormasiBerat jenis lumpur diperlukan untuk mengimbangi tekanan formasi dari lubang bor.Tekanan fluida formasi diangggap normal berkisar antara 0.433 – 0.465 psi/ft.Bila tekanan lebih kecil dari 0.433 psi/ft disebut sub normal, jika diatas 0.465 psi/ft disebut abnormal. Untuk menaikkan berat jenis lumpur dapat digunakan Barite.

Mendinginkan dan melumasi pahat serta drill stringPeralatan yang digunakan untuk pemboran akan selalu bergesekan dengan formasi, seperti pahat dan drill string. Akibat gesekan tersebut akan menimbulkan panas yang akan mempercepat keausan peralatan pemboran.

Susanto A, tek-Ops DOH kal

Dengan adanya aliran lumpur, maka panas tersebut akan terbawa kepermukaan dan terlepas diudara.

Menahan cutting, ketika sirkulasi di hentikanLumpur yang digunakan harus mampu menahan cutting ketika sirkulasi dihentikan, dengan demikian cutuing tersebut tidak turun ke bawah yang dapat menyebabkan rangkaian pipa bor terjepit. Hal ini dapat terjadi karena lumpur mempunyai sifat thixotropic yaitu sifat lumpur yang dapat menjadi Gel jika tidak bergerak.

Mud cake yang akan membentuk dinding lubang borLumpur bor akan membentuk mud cake pada dinding lubang bor yang permeable. Pembentukan mud cake ini akan menyebabkan tertahannya aliran fluida masuk ke formasi. Mud cake yang dikehendaki dalam pemboran adalah yang tipis karena dengan demikian tidak terjadi pengecilan diameter lubang bor.

Media informasi dan loggingCutting yang terangkat ke permukaan yang berlangsung selama pemboran dapat disusun menjadi suatu kolom stratigrafi yang dapat membantu mengetahui susunan atau urutan batuan formasi yang ditembus. Lumpur juga dapat digunakan sebagai media logging karena merupakan penghantar listrik yang baik.

Menahan sebagian berat drill string dan casingLumpur yang mempunyai density akan memiliki gaya apung yang mampu menahan sebagian dari berat drill string .yang sering kita sebut Bouyansi Factor.

Pada dasarnya fluida pemboran terdiri dari 3 (tiga) macam yaitu :

1. Berbahan Dasar Air (Water Base),2. Berbahan Dasar Minyak (Oil Base), 3. Berbahan Dasarkan Udara atau Gas (Air or Gas Base).

b. Circulating Equipment

Circulating Equipment atau Perlengkapan peredaran adalah salah satu dari bagian-bagian yang utama dari system peredaran. Perlengkapan ini menyalurkan fluida pemboran.Lumpur pemboran disalurkan dari tangki Lumpur ke dalam lubang bor dengan menggunakan pompa lumpur melalui drill string hingga ke pahat dan naik ke permukaan melalui annulus, dan kembali ke tangki Lumpur untuk dikondisikan agar Lumpur siap untuk dipompakan ke lubang bor kembali

Peralatan untuk sirkulasi antara lain :

1. Tangki Lumpur 2. Pompa Lumpur3. Pipa penyalur dari pompa dan pipa pengembalian (discharge line dan return

line)4. Pipa tegak (Stand Pipe)5. Selang pembasuh (Rotary Hose).


Tanki Lumpur

Tanki Lumpur berfungsi sebagai tempat untuk membuat, menyimpan dan mengkondisikan lumpur yang akan digunakan untuk pemboran. Tangki ini terbuat dari plat baja yang dilengkapi dengan mixing hopper untuk pembuatan Lumpur, mud gun dan agitator yang berguna untuk pengadukan lumpur agar pengendapan Lumpur dapat dihindari.

Pompa Lumpur

Pompa lumpur berfungsi untuk mensirkulasikan lumpur pemboran dari tangki di permukaan sampai dasar lubang, melalui saluran tekan (discharge line), selang pembasuh (Rotary Hose), kepala pembasuh (Swivel), Kelly, Drill Pipe, Drill Collar, Nozzle bit, dan selanjutnya keluar dari dasar lubang hingga sampai ke permukaan melalui annulus lubang bor sampai masuk ke dalam tangki lumpur kembali.Untuk keperluan ini diperlukan pompa yang dapat menghasilkan tenaga Hydraulis (Hydraulic Horse Power) yang besar. Dari kebutuhan aliran tersebut diatas sebagian terbesar tenaga hydraulis akan hilang atau terpakai paling banyak pada bit, yaitu biasanya antara mendapatkan pembersihan dasar lubang dari cutting yang optimal.

Ada 2 (dua) jenis pompa lumpur yang sering digunakan pada pemboran yaitu :

1. Dupleks2. Tripleks.

Pompa Duplex double acting memiliki dua piston (torak) dan pada setiap piston memiliki pasangan 4 buah valve tekan (discharge valve) dan dua valve isap (suction valve). Pompa duplex bekerja ganda (double acting) artinya untuk gerakan piston pompa kedepan ataupun ke belakang akan senentiasa menghasilkan pendorongan cairanGerakan piston pompa ini umumnya relative lambat sehingga lumpur mengalir dari tangki masuk ke dalam pompa sewaktu langkah isap cukup mengalir dengan baik tanpa diberi tenaga bantuan pompa centifugal atau lumpur mengalir sendiri karena perbedaan tinggi permukaan lumpur dan pompa.

Pompa Triplex single acting memiliki tiga piston, dengan masing-masing piston berpasangan dengan satu valve tekan (discharge valve) dan satu valve isap (suction valve).Pompa Triplex single acting atau kerja tunggal artinya piston hanya bekerja satu arah saja yaitu saat gerakan ke depan, sedang untuk gerakan piston ke belakang hanya akan menghasilkan pengisapan lumpur dari tangki masuk ke dalam ruangan liner pompa.

Gerakan piston pompa ini lebih cepat dibanding dengan pompa Duplex, yaitu antara 1 ½ sampai 2 kali lebih cepat, sehingga sebagai akibatnya diperlukan pengisian lumpur ke ruang liner dari tangki dengan cepat pula, untuk keperluan itu pada pompa Triplex pada saluran isapnya memerlukan bantuan aliran lumpur dengan pompa centrifugal sebagai supercharging.

Pipa Tegak (Stand Pipe).


Pipa tegak adalah suatu pipa baja dijepit secara vertical di samping dari Derrick atau Mast dan menghubungkan discharge line dengan selang pembasuh (Rotary Hose).Di bagian bawah stand pipe terdapat manifold yang berfungsi untuk mengatur aliran lumpur selain ke stand pipe juga untuk ke pencegah semburan liar dan bell nipple.

Selang Pembasuh (Rotary Hose).

Selang pembasuh adalah suatu selang karet bertulang anyaman baja yang lemas dan sangat kuat, yang menghubungkan pipa tegak dengan Swivel. Selang ini harus lemas, untuk memungkinkan Swivel bergerak bebas secara vertical.Selang ini juga harus sangat kuat untuk tahan lama, karena pekerjaannya yang sangat berat dalam memindahkan zat cair pengeboran yang kasar dan bertekanan tinggi itu (sampai kurang lebih 5.000 psi).Selang pemutar ini dapat diperoleh dengan ukuran panjang sampai kurang lebih 75 feet.

c. Solid Control

Cutting yang dihasilkan dalam pembuatan lubang bor, akan dibawa kepermukaan melalui lumpur bor. Setelah dipermukaan cutting tersebut harus dipisahkan dari lumpur bor agar Lumpur bor dapat kembali digunakan. Perlengkapan untuk memisahkan cutting ini terdiri dari :

1. Shale shaker2. Degaaser3. Desander4. Desilter5. Settling tank (tangki pengendapan).

Shale ShakerShale shaker merupakan peralatan penyaring padatan yang pertama untuk memisahkan serbuk bor dari Lumpur. Serbuk bor yang berukuran lebih besar akan terbuang melalui saringan dari shale shakerPada umumnya ada dua saringan yang terdapat pada shale shaker, saringan yang pertama untuk ukuran cutting yang besar, sedangkan saringan kedua yang terletak dibawahnya untuk cutting yang agak kecil. DegasserFungsi dari Degasser adalah untuk memisahkan butir gas yang masih larut atau terperangkap dalam Lumpur. Pemisahan gas ini bertujuan untuk mencegah turunnya berat jenis Lumpur yang tersirkulasikan kembali serta menghindari gejala knocking pada pompa Lumpur yang dapat merusak pompa

Desander / DesilterCara kerja kedua alat ini sama-sama menggunakan cyclone yang berguna untuk mengeluarkan pasir dan endapan yang sangat kecil/halus. Keefektipan pengeluaran pasir dan endapan dapat mengurangi keausan pompa-pompa lumpur. Sedikitnya zat padat lapisan tanah di dalam cairan pengeboran akan mempengaruhi seluruh system.


a. Tempat Mempersiapkan (Preparation Area)Tempat mempersiapkan (Preparation Area) adalah tempat mempersiapkan, merawat atau mengganti fluida pemboran. Kebutuhan tempat persiapan dan perawatan tergantung dari keadaan formasi dan sumur bor yang direncanakan akan ditembus.Tempat mempersiapkan Lumpur pemboran terdiri dari :

- Rumah Lumpur (Mud House)- Tangki Lumpur (Mud Tank)- Hopper pencampuran (mixing Hopper)- Tong pencampuran bahan-bahan kimia (chemical mixing barrel)- Bejana penyimpan Lumpur (bulk mud storage bins)- Tangki air (water tank)- Kolam cadangan (reverse pit)

Tempat ini merupakan tempat dimana cairan pemboran dipersiapkan dan dirawat atau diganti, tergantung dari keadaan di dalam lubang sumur.Perubahan-perubahan mungkin diperlukan antara lain untuk tujuan :

- Agar selalu mendapatkan lubang sumur bor yang baik/stabil.- Untuk membentuk cairan pemboran yang mampu mentoleransi

kemungkinan kontaminasi dari lubang bor yang sedang ditembus.- Untuk mendapat sifat-sifat fluida pemboran yang baik agar memperoleh sifat

aliran yang baik.- Untuk mempersiapkan Lumpur agar tidak menimbulkan kerusakan pada

formasi produktif.

Terdapat 4 (empat) macam kerja rutin utama didalam mempersiapkan Lumpur pemboran yang biasa dilakukan regu pemboran :

- Persiapan pertama, untuk membuat kekentalan (viskositas) Lumpur.- Penambahan berat jenis cairan pemboran.- Mengurangi air tapisan- Penambahan bahan-bahan kimia Lumpur, untuk membuat perubahan ikatan-

ikatan kimia dalam Lumpur pemboran agar memiliki sifat Lumpur yang baik.

Rumah Lumpur (Mud House).Adalah suatu gudang penyimpan bahan lumpur tertutup dan tinggi letaknya.Terletak di samping kolam Lumpur dan di samping hopper besar, di daerah tempat mempersiapkan Lumpur.Didalam rumah Lumpur ini terdapat tumpukan karung berisi bahan-bahan lumpur yang kering yang akan dipakai bilamana diperlukan didalam program perawatan cairan pengeboran untuk suatu formasi yang sedang dibor. Gudang ini biasanya diletakkan sama tingginya dengan bagian atas dari tangki lumpur, untuk mempermudah pemboran truck-


truck dan agar bahan-bahan kimia tambahan tersimpan tinggi dan kering, sehingga mempermudah untuk pencampuran bahan lumpur tersebut ke system pencampur.

Tangki-tangki Baja untuk Lumpur.Kotak-kotak baja berbentuk segi empat yang dipakai untuk menampung dan mengatur cairan pengeboran setelah keluar dari sumur bor. Pada umumnya semua kolam lumpur adalah serupa, kecuali di tangki tempat mengkondisi, yang dinamakan “shaker pit” atau “tangki pengendapan” (settling tank).Shaker pit atau tangki pengendap atau settling tank adalah tangki besi yang terletak di bawah shale shaker dengan dinding-dinding yang miring 45 sehingga serbuk bor ukuran kecil yang belum terbuang akan mengendap disini dan mudah untuk membuang endapan yang sudah terkumpul. Tangki baja dipakai karena cepat dipasang, mudah dipelihara dan mempunyai isi tertentu, dimana dapat mempermudah perawatan.

Kolam Cadangan (Reserve Pit).Kolam cadangan (reserve pit) adalah suatu kolam tanah yang menampung cutting dari dalam sumur bor, dan kadang-kadang untuk menampung zat cair pengeboran ekstra yang diperlukan pada suasana yang gawat.Kolam itu dibagi menjadi 2 (dua) tempat :Kolam Lumpur (slush pit) dan sarang bebek (duck nest).Kolam lumpur (slush pit), dimana potongan tanah, bahan pembuangan dan sebagainya disimpan.Sarang bebek (duck nest) adalah tempat kelebihan cairan pengeboran disimpan untuk dipakai kembali pada waktu gawat/darurat.

Hopper Pencampur (Mixing Hopper).Peralatan ini berbentuk corong yang dipakai untuk menambahkan bahan lumpur berbentuk tepung ke dalam cairan pengeboran pada waktu perawatan lumpur di tangki lumpur. Jenis yang banyak dipakai adalah Hopper Jet, yang bekerja berdasarkan prinsip tekanan ruang hampa (seperti digambarkan di samping).Hopper-hopper pencampuran ini dapat mengerjakan 5 sampai 10 karung (sampai 400 kg) bahan-bahan lumpur dalam setiap menit.Menambah bahan-bahan kimia untuk cairan pengeboran :Bahan-bahan yang dibutuhkan secara praktis dicampurkan kepada zat cair pengeboran melalui beberapa cara :- Melalui hopper pencampuran- Melalui tong-tong bahan-bahan kimia (lihat gambar diatas).- Langsung kepada kolam-kolam lumpur yang terbuka (tidak begitu sering

dipakai) atau,- Secara kombinasi-kombinasi dari cara-cara di atas.

Bejana penyimpan bahan lumpur (bulk storage bins).Merupakan bejana tempat menyimpan yang berbentuk corong yang terletak disamping kolam lumpur daerah tempat mempersiapkan lumpur. Tangki ini berisi bahan-bahan lumpur tambahan yang besar seperti bentonite dan bahan-bahan pemberat (barite). Tempat menyimpan bahan lumpur ini bekerja berdasarkan prinsip gravitasi (gravity feed).Keuntungan dengan alat ini menyebabkan memakai jumlah regu pekerja yang lebih sedikit dan mempertinggi efisiensi, keamanan dan ekonomi. Sebagian sebagai tempat-tempat menyimpan ini diberikan tenaga pembantu yaitu udara bertekanan.


Tangki Air.Tangki air merupakan tempat menyimpan air yang diperlukan sebagai cadangan/persiapan. Sumur air dibor pada beberapa tempat, pada tempat-tempat yang kering.

4.2.1. Debit dan Tekanan PompaDebit atau volume hasil pemompaan dan tekanan pompa merupakan wujud dari hasil kerja pompa, yang selanjutnya dapat disebutkan dalam tenaga atau energy yang disebut hydrolic Horse Power, yang dalam hal ini telah dibahas dalam bab yang terdahulu.

P x qHHP = -------

1714

Semakin tinggi tenaga atau Horse Power yang dapat diberikan ke power end pompa (IHP pompa) akan dapat menghasilkan tekanan ataupun debit pompa yang semakin tinggi pula.

Hubungan antara debit pompa dan tekanan pompa adalah berkebalikan, dimana untuk operasi dengan debit pompa yang semakin tinggi maka tekanan yang mampu dihasilkan semakin rendah, demikian pula sebaliknya apabila semakin tinggi tekanan yang dihasilkan maka debit pompa yang dapat diberikan akan semakin kecil pula.Karena setiap pompa memiliki batas kemampuan maksimum menerima tenaga (maksimum rate input Horse Power) selama operasi maka debit dan tekanan pompa yang dihasilkan akan terbatas pula.

Debit PompaDebit pompa yang mampu dihasilkan oleh suatu pompa adalah terbatas karena :- Range ukuran diameter liner yang dapat dipasang adalah terbatas (lihat

manual pompa tersebut).- Kecepatan pompa/jumlah langkah permenit mempunyai range yang terbatas

juga (lihat manual pompa tersebut).- Panjang langkah/stroke pompa sudah tertentu.- Tenaga engine yang diizinkan diberikan ke pompa terbatas sampai

maksimum rate HP.

Ukuran liner pompa yang dipasang semakin besar adalah untuk memperoleh debit pompa yang semakin besar dengan tekanan rendah.Apabila hasil pemompaan debit satu pompa untuk suatu sirkulasi pemboran kurang tinggi untuk suatu tekanan tertentu maka dapat dioperasikan 2 pompa secara bersama-sama dengan dihubungkan parallel.

Cara mengoperasikan parallel adalah dengan memberikan tenaga atau SPM yang sama untuk kedua pompa tersebut dan saluran tekanan dihubungkan menjadi satu saluran untuk menuju Stand Pipe.

Range ukuran liner pompa ubntuk setiap jenis pompa, masing-masing ukuran berbeda ¼ inch.


Operasi pemboran ada kemungkinan ujuran liner pompa perlu diganti terutama untuk rig didarat dimana umumnya Rate IHP pompa relative terbatas, dan dengan keterbatasan tersebut harus dibuat program hydraulic untuk saat mengebor masih dangkal harus mampu menghasilkan debit yang besar dengan tekanan rendah dan untuk mengebor semakin dalam dibutuhkan tekanan pompa semakin tinggi dengan debit pompa yang rendah.

Kapasitas pompa per stroke untuk pompa single acting dapat dihitung dengan rumus berikut ini :

dl² Cp = Jumlah Liner x π -------------- x La x C

4

Kapasitas pompa per stroke untuk pompa double acting dapat dihitung dengan rumus berikut ini :

πCp = Jumlah Liner x ----- (2d L² - d r²) x Ls x C

4

dimana :Cp = kapasitas pompa per satu stroke inchdL = diameter dalam Liner inchdr = diameter piston rod inchLs = panjang langkah pompa inch

untuk Cp dalam GPSuntuk Cp dalam BPS

Tekanan PompaMaksimum tekanan pompa yang diizinkan

Pompa-pompa khusus dan alat-alat pengaduk.

Pompa-pompa sentrifugalPompa-pompa kecil (sampai 100 HP) ditempatkan pada beberapa tempat di sekeliling rig. Mereka digunakan untuk keperluan alat-alat pencampuran, seperti lainnya, untuk memindahkan cairan pengeboran dari tangki ke tangki lainnya, untuk menjalankan jet lumpur pada vacuum degasser pada bagian pipa penyalurnya.

Pengaduk Lumpur.


Pengaduk lumpur ini mempunyai tugas yang sama dengan mudgun, hanya ia lebih effektif. Pengaduk ini pada umumnya telah mengganti tugas mud lumpur pada rig pengeboran yang modern.

Senapan Lumpur (Mud Gun).Alat-alat berupa pipa dan bertekanan tinggi yang dipasang pada tangki-tangki lumpur. Mereka digunakan seperlunya dalam mengaduk dengan menempatkan pancaran cairan pengeboran. Pengadukan ini membantu mencegah pengendapan bahan pemberat di dalam cairan pengeboran.


Documents

Circulating System(Indo)