9

BAB IX

SISTEM PERALATAN PEMBORAN LEPAS PANTAI

9.1. TEORI DASAR

Sistem peralatan pemboran lepas pantai pada prinsipnya adalah merupakan perkembangan dari sistem peralatan pemboran di darat, maka metoda operasi lepas pantai membutuhkan teknologi yang baru dan biaya operasi yang mahal, karena kondisi lingkungan laut sama sekali berbeda dengan kondisi lingkungan darat, dimana mungkin dalam air laut, semakin berat juga kondisi lingkungan laut tersebut untuk melaksanakan operasi pemboran lepas pantai.

Peralatan mutlak yang harus ada dalam operasi pemboran lepas pantai adalah sebuah struktur anjungan (platform) sebagai tempat untuk meletakkan peralatan pemboran.

Kondisi lingkungan laut berpengaruh terhadap pemilihan jenis platform. Jenis platform secara umum dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok, yaitu :

1. Fixed platform

2. Mobile platform

2.1. Bottom supported platform

Drilling barge

Submersible

Jack-up

2.2. Floating platform

Semi submersible

Drill ship

9.1.1. Fixed platform

Fixed platform merupakan daratan buatan. Rig berada di platform sampai operasi pemboran selesai. Semua keperluan peralatan dan material berada di platform. Fixed platform ini cukup stabil dan tidak terpengaruh cuaca.

Platform ini banyak digunakan untuk operasi pemboran pada laut dangkal. Tetapi sekarang telah dikembangkan untuk laut dalam. Operasi pemboran pelaksanaannya seperti didarat, hanya lokasi yang tersedia sangat terbatas. Penyelesaian sumur dengan conventional wellhead dan x-mastree pada platform.

9.1.2. Bottom supported platform

9.1.2.1. Drilling barge

Drilling barge dioperasikan untuk pemboran di daerah rawa atau laut yang sangat dangkal. Barge ini duduk di dasar rawa/laut, stabil, tidak terpengaruh oleh cuaca dan pasang surut. Penyelesaian sumur dengan conventional wellhead dan x-mastree pada platform permanen.

9.1.2.2. Submersible

Submersible sebenarnya adalah floating platform. Bila dioperasikan pada laut dangkal, submersile ini didudukkan pada dasar laut dan berfungsi seperti drilling barge.

9.1.2.3. Jack-up

Jack up berbentuk semacam barge, berukuran besar, tidak mempunyai propeler sendiri, sehingga untuk menuju ke lokasi harus ditarik dengan kapal tunda (tug boat). Jack-up dilengkapi dengan kaki-kaki yang dapat terdiri dari tiga, empat, lima kaki atau lebih. Pada posisi pemboran, kapal diangkat dan berdiri di atas kaki, cukup tinggi di atas air serta di atas jangkauan ombak. Kedalaman laut terbatas, sesuai dengan panjang kaki.

Hingga tahun 1974 kedalaman laut maksimum dapat dicapai adalah 350 ft. jack-up cukup stabil, tidak terpengaruh oleh cuaca, arus dan ombak. Semua peralatan dan material berada di atas kapal. operasi pemboran seperti diatas darat. Pada pemboran pengembangan biasanya sebelum pemboran dimulai, terlebuh dahulu dipasang jacket, kemudian dipasang konduktor dan ditumbuk. Pada pemboran eksplorasi biasanya digunakan mud line suspension, dan dari mud line suspension casing disambungkan ke atas sampai ke platform. Casing head dan BOP dipasang pada platform. Penyelesaian sumur dapat dengan chrismas tree didasar laut atau di atas platform.

9.1.3. Floating platform

9.1.3.1. Semi-submersible

Semi-submersible berbentuk semacam kapal dan pada umumnya tidak mempunyai propeler sendiri sehingga untuk menuju lokasi harus ditarik kapal tunda. Karena sifatnya mengapung (floating), sehingga sangat dipengaruhi oleh alur ombak dan pasang surut. Untuk mengatasi pengaruh tersebut harus dijangkar.

Sistem penjangkaran ada dua macam :

1. Convention mooring sistem

2. Dynamic positioning

BOP dipasang di dasar laut (subsea BOP stack)

Untuk penyelesaian sumur dapat dilakukan :

1. Dengan chrismas tree pada platform, tetapi terlebih dahulu harus dipasang jacket. Casing disambung sampai permukaan, kemudian dipasang convention well head.

2. Dengan chrismas tree di dasar laut (subsea BOP stack).

9.1.3.2. Drill ship

Drill ship merupakan bentuk kapal sepenuhnya dan dilengkapi dengan propeler sendiri. Karena sifatnya mengapung, sehingga sangat dipengaruhi oleh arus, ombak dan pasang surut. Untuk mengatasi pengaruh tersebut harus dijangkar. BOP dipasang didasar laut dan untuk penyelesaian sumur dapat dilakukan :

1. Chrismas tree didasar laut

2. Chrismas tree pada platform

9.1.4. Peralatan peralatan khusus

Peralatan-peralatan khusus yang ada pada platform dapat dikelompokkan menjadi dua :

1. Peralatan khusus pada jack-up

Mud line suspension system

2. Peralatan khusus pada floating rig

Sub sea BOP stack

Control sistem dan accumulator

Riser system

Well head

Motion compensator

9.1.4.1 Subsea BOP stack

9.1.4.1.1. BOP stack

Biasanya dipakai dengan jumlah yang lebih banyak dari pada di darat, dengan maksud untuk safety agar tidak memerlukan penggantian ram pada saat menurunkan casing. Ukuran serta pressure rating dinaikkan dan perlu diperhitungkan kedalaman laut.

BOP lebih banyak, berarti lebih besar pressure drop pada flowline dan hal ini perlu diperhitungkan pada proses well control. Untuk menghindari pressure drop pada flowline, biasanya cairan/minyak untuk pengoperasian BOP tidak kembali ke tanki, tetapi langsung di buang kelaut.

Susunan kill dan choke manifold tidak sama dengan didarat. Kill dan choke manifold yang panjang, serta laut yang dalam berpengaruh pada operasi dan prosedur well control.

9.1.4.1.2. Control sistem dan accumulator

BOP dan semua keranan dibuka dan ditutup secara hidraulis dan harus dapat bekerja dalam waktu singkat. Ada dua cara untuk mengoperasikan BOP, ialah secara hidraulic dan electrohidraulic sistem.

1. Hydraulic sistem

Fluida untuk mengoperasikan BOP stack dicampur, ditekan dan dipompa dari hidraulic unit. Cairan mengalir hose bundle ke bawah, ke subsea pod. Biasanya dipasang dua pod, satu sebagai cadangan. Masing-masing pod mempunyai banyak pilot valve, yang dioperasikan secara hidraulis. Pilot valve inilah yang akan dilaksanakan fungsi untuk membuka atau menutup aliran fluida hidrolik tekanan tinggi (power fluid) ke masing-masing BOP atau yang lain dengan perintah dari permukaan. Untuk hidraulic control system perintah ini berupa tekanan hidrolis melewati hose kecil-kecil yang diikat menjadi satu (hose bundle).

Dipermukaan, control manifold mempunyai valve yang akan mengarah fluida dengan tekanan tinggi ke pilot valve.

2. Electro hydraulic system

Untuk electro hydraulic system perintah dari atas berupa signal listrik ke selenoid valve. Selanjutnya selenoid valve ini akan mengatur aliran fluida hidraulic ke pilot valve dan selanjutnya pilot valve ini akan mengatur aliran fluida hidraulic dengan tekanan tinggi ke BOP.

9.1.4.1.3. Riser system

Riser system ini meliputi riser pipe, ball joint, slip joint, kill dan choke manifold, dan hidraulic conector.

1. Riser pipe

Riser pipe digunakan untuk mengalirkan lumpur ke permukaan didalam proses pemboran, serta memudahkan dalam memasukkan peralatan pemboran seperti pahat dan sebagainya ke dalam lubang bor. Riser merupakan bagian yang tetap dan merupakan bagian terlemah di atas BOP.

Pada bagian terbawah dari riser dipasang pada ball joint, sedangkan bagian teratas dipasang slip joint. Kill dan choke manifold dipasang pada riser. Pada riser juga sering dipasang tabung pengapung (bouyancy can) untuk mengurangi berat riser didalam air.

2. Slip joint

Slip joint dipasang pada bagian teratas dari riser pipe, terdiri dari inner barrel, dimana di atasnya sering dipasang Deverter dan digantung pada kapal dengan bantuan riser tensiduer. Diatas riser dibawah slip joint juga sering dipasang ball joint.

3. Ball joint

Ball joint dipasang dibawah riser, di atas BOP stack, berfungsi untuk menghilangkan stress pada pipe riser. Ball joint kedua juga sering dipasang dibawah slip joint.

4. Hydraulic connector

Hydraulic connector berfungsi untuk menyambungkan casing head atau well head dengan BOP stack dan BOP stack dengan riser sistem. Hydraulic connector dioperasikan dari permukaan secara hidrolis.

9.1.4.1.4. Well head

Sebagai pengganti well head dipakai serangkaian casing untuk masing-masing casing. Masing-masing casing head mempunyai HUG yaitu tempat untuk memasang hydraulic connector dan mempunyai ulir kiri untuk menyambung dengan running tool pada saat menurunkan casing juga penyemenan.

9.14.1.5. Motion compensator

Kapal bergerak vertikal secara terus menerus, karena ombak maupun pasang surut. Pada bagian bawah atau pahat, gerakan ini harus dinetralisir agar berat badan pada pahat konstan.

Untuk maksud tertentu maka dipakai motion compensator atau heave compensator. Jadi travelling block dengan seluruh beban tetap tinggal ditempat, meskipun kapal bergerak naik turun.

Ada tiga jenis heave compensator, yaitu :

1. Bumper sub

Dipakai long stroke sub, yang dipasang pada drill collar. Tempat pemasangan diusahakan pada titik netral dari drill collar. Berat DC dibawah bumper sub inilah yang merupakan beban pada pahat.

2. Crown block compensator

Crown block compensator merupakan suatu perangkat tegangan yang digunakan untuk menahan crown block dan drill string. Karena yang digunakan untuk menahan crown block dengan dikontrol tension pada compensator, maka gerakan naik turun dari crown block dapat dihilangkan. Metode ini telah banyak digunakan dalam operasi pemboran lepas pantai dan sangat efektif penggunaannya.

3. Travelling block compensator

travelling block compensator merupakan perangkat tensioner untuk menahan drill string, dipasang diantara travelling block dan hook. Compensator ini dipasang dengan tujuan untuk menghilangkan pengaruh gerakan pada travelling block, sehingga masalah pembebanan pada titik tertinggi dapat dihilangkan, sehingga lebih stabil.

Ada dua type travelling block compensator, yaitu :

a. Tension type cilinder

b. Compression type cilinder.9.2. DESKRIPSI ALAT DAN GAMBAR9.2.1 Fixed Platform 9.2.1.1. Fungsi Tempat dudukan peralatan dan material dalam operasi pemboran lepas pantai 9.2.1.2. Mekanisme Kerja Platform diletakkan di dasar laut dengan siatem konstan, tidak terpengaruh cuaca.

9.2.1.3. Spesifikasi Table 9.2.1. Spesifikasi Fixed Platform

Clear HeightBaseStatic Hook Capacity

FeetMetersFtMLbsM . T

14744,830 =309,14 x 9,14600000272

14744,830 =309,14 x 9,14714000324

14744,830 =309,14 x 9,14825000374

14744,830 =309,14 x 9,141044000474

14744,830 =309,14 x 9,14

14744,830 =309,14 x 9,14

9.2.2. Semi submersible 9.2.2.1. Fungsi Merupakan suatu jenis platform semacam kapal dan pada umumnya tidak mempunyai propeler sendiri sehingga untuk menuju lokasi harus ditarik dengan kapal tunda.

9.2.2.2. Mekanisme Kerja Semi submersible bersifat mengapung (floating), sehingga sangat dipengaruhi oleh alur ombak dan pasang surut. Untuk mengatasi pengaruh tersebut, platform ini harus dijangkar.

9.2.2.3. Spesifikasi Tabel 9.2.2. Spesifikasi Semi SubmersibleMax hook load1,550,000 ft

Clear height170

Base square40

Top square18

Vee door60

Max. wind

SurvivalDrilling

100 knot (115 mph)70 knot (80 mph)

9.2.3. Jack Up Platform 9.2.3.1. Fungsi Merupakan jenis platform yang digunakan sebagai tempat meletakkan peralatan pemboran lepas pantai.

9.2.3.2. Mekanisme Kerja Jack Up Platform berbentuk semacam barge, berukuran besar tidak mempunyai propeler sendiri, sehingga untuk menuju ke lokasi harus ditarik dengan kapal tunda (tug boat). Jack-Up dilengkapi dengan kaki-kaki yang dapat terdiri dari tiga, empat, lima kaki atau lebih. Pada posisi pemboran, kapal diangkat dan berdiri di atas kaki, cukup tinggi di atas air serta di atas jangkauan ombak. Kedalaman laut terbatas dengan panjang kaki.

9.2.3.3. Spesifikasi Tabel 9.2.3. Spesifikasi jack up Drill rigsMax hook load1,330,000 ft

Clear height147 - 160

Base square30

Top square8 - 14

Vee door20 36

Max. wind

SurvivalDrilling

140 knot (160 mph)95 knot (110 mph)

9.2.4. Submersible Platform 9.2.4.1. Fungsi Merupakan jenis platform yang digunakan untuk operasi pemboran daerah rawa atau laut yang sangat dangkal.

9.2.4.2. Mekanisme Kerja Submersible sebenarnya adalah floating platform. Bila dioperasikan pada laut dangkal, submersible ini didudukkan pada dasar laut den berfungsi seperti drilling barge.

9.2.4.3. Spesifikasi Tabel 9.2.4. Spesifikasi SubmersibleMax hook load1,450,000 ft

Clear height175

Base square45

Top square20

Vee door70

Max. wind

SurvivalDrilling

90 knot (105 mph)65 knot (77.5 mph)

9.2.5. Drill Ship 9.2.5.1. Fungsi

Merupakan bentuk kapal sepenuhnya, untuk pengeboran laut dalam.9.2.5.2. Mekanisme Kerja Memiliki sifat mengapung (floating) yang dilengkapi dengan propeller sendiri. Jenis ini sangat dipengaruhi oleh arus, ombak, dan pasang surut. Untuk mengatasi pengaruh tersebut harus dijangkar seperti pada semi-submersible

9.2.5.3. Spesifikasi :

Tabel 9.2.5 Spesifikasi Drill ShipMax hook load1,300,000 ft

Base square50

Top square25

Vee door60

Max. wind

SurvivalDrilling

130 knot (145 mph)95 knot (120 mph)

9.2.6. Dynamic Positioning9.2.6.1. Fungsi Sebagai penahan agar floating platform tidak pindah posisi.9.2.6.2. Mekanisme Kerja

Cara ini lebih modern karena sudah menggunakan signal electronic yang akan menggerakkan propeller melawan arus. Sistem penjangkaran pada platform kapal semi submersible ini karena platfotm tersebut bersifat mengapung dan tidak berpropeler sendiri, sehingga untuk menuju lokasi pemboran harus ditarik dengan kapal tunda.9.2.6.3. Spesifikasi : Tabel 9.2.6 Spesifikasi Dinamic PositioningClear heightWidth Dt BaseStatic hook Capasity

FeetMeterfeetMetersMTLbs

14343.64012.24541.000.000

15246.34012.24541.000.000

16249.44012.24541.000.000

9.2.7. Subsea BOP Stack 9.2.7.1. Fungsi Sebagai peralatan untuk keselamatan dalam pemboran didalam, fungsinya sama dengan alat BOP di darat9.2.7.2. Mekanisme Kerja Biasanya dipakai dengan jumlah yang lebih banyak dari pada di darat, dengan maksud untuk safety serta agar tidak memerlukan penggantian ram pada saat penurunan casing. Ukuran serta pressure rating dinaikkan dan perlu diperhitungkan kedalaman laut (tekanan hidrostatik air).9.2.7.3. Spesifikasi :

Tabel 9.2.7 Spesifikasi Subsea BOP StackSwl tonnes170 200 230 250

Lift tonnes5 10

Railspan metres5 8

Lift speed1 m/min

Travel speed5 m/min

9.2.8. Marine Well Head System 9.2.8.1. Fungsi Sebagai pengganti well head dipakai serangkaian casing untuk masing-masing casing.9.2.8.2. Mekanisme Kerja Masing masing casing head mempunyai HUG yaitu tempat untuk memasang hydraulic connector dan mempunyai ulir kiri untuk menyambung dengan running tool pada waktu menurunkan casing dan juga penyemenan

9.2.8.3. Spesifikasi Tabel 9.2.8 Spesifikasi Marine well head system18 10,000 psi5 string casing

18 10,000 psi6 string casing

18 15,000 psi5 string casing

18 15,000 psi6 string casing

9.2.9. Mudline Suspension System

9.2.9.1. Fungsi Untuk mendukung operasi pemboran diatas platform jack up, tempat untuk penyambungan casing9.2.9.2. Mekanisme Kerja Alat ini digunakan pada pemboran eksplorasi pada kedalaman mencapai 350 ft mengunakan platform yang kokoh yaitu jack up, mudline suspension akan menyambungkan casing keatas sampai platform

9.2.9.3. Spesifikasi :Tabel 9.2.9 Spesifikasi Mudline suspension system

TypeString program

WMS II5 (30x 20x 13 3/8x 9 5/8)

WMS - III4 (30x 16 x 10 x 7 5/8)

9.2.10. Riser System

9.2.10.1. Fungsi

Untuk mengalirkan lumpur ke permukaan dalam proses pemboran Memudahkan dalam memasukkan peralatan pemboran9.2.10.2. Mekanisme Kerja Riser system ini meliputi riser pipe, ball joint, slip joint, kill & choke manifold dan hydraulic conector. Lumpur mengalir ke permukaan melalui peralatan-peralatan tersebut dalam proses pemboran.

9.2.10.3. Spesifikasi Tabel 9.2.10 Spesifikasi Riser system

Riser TensionerGuide Line Tensioner

Load cap

Nom. Opr. Pressure

Max. Opr. Pressure

Win. Rope Travel

Weight80000 100000

2200 psi

3000 psi

50 ft

26000 lbs20000 lbs2200 psi

3000 psi

40 ft

9600 lbs

9.2.11. Bumper Sub

9.2.11.1. Fungsi

Menetralisir gerakan kapal agar tidak mempengaruhi OB dan membantu melepaskan fish yang melekat pada ujung lubang bor.

9.2.11.2. Mekanisme Kerja

Merupakan motion compensator yang dipasang pada drill collar dan tempat pemasangan diusahakan pada titik netral.

9.2.11.3. Spesifikasi

Tabel 9.2.11 Spesifikasi Bumper SubNormal sizeOD, inchID, inch30 Stroke

Length, ftWeight, lbs

4 1/84.121.54.5165

4 4.251.55.5210

4 4.752.005.8265

6 6.252.256.3530

6 5.752.506.3610

8 8.003.006.3840

99.003.006.31120

9 8.503.006.31264

9.2.12. Big Inch Marine Swivel

9.2.12.1. Fungsi

Memberi kebebasan bagirangkain pipa bor untuk berputar tetapi swivelnya tidak bergerak. 9.2.12.2. Mekanisme Kerja memberikan kebebasan pada rangkaian pipa bor untuk berputar dimana swivel tidak swivelnya tidak ikut berputar

memberikan perpaduan gerak vertikal dengan gerak berputar agar dapat bekerja bersama-sama

sebagai penghubung antara rotary (pipa karet) dengan kelly sehingga memungkinkan lumpur bor untuk sirkulasi tanpa mengalami kebocoran.

9.2.12.3. SpesifikasiTabel 9.2.12. Spesifikasi Big inch marine swivel

SeriesMandrel Top SectionMandrel Lower SectionMandrel ID , inchBody ODEst. Weight ( lbs)Con. UpperCon. Lower

10504 4 210 9603 IF3 IF

11006 6 2 1110704 IF4 IF

14009 7/47 2 1414206 5/8 APIREG6 5/8 APIREG

9.3 PEMBAHASAN

Pengeboran minyak lepas pantai pada umumnya tidak berbeda dengan pengeboran minyak didarat. Tetapi teknologi lepas pantai telah berkembang dengan pesat untuk menghadapi suasana lingkungan laut yang selalu berubah dengan cepatBerbagai hambatan alam harus diatasi bagi pengoperasian unit lepas pantai. Hambatan tersebut antara lain : angin, ombak, arus, badai, serta cuaca yang sering berubah-ubah. Khusus untuk terapung yang amat peka terhadap kondisi laut, maka diciptakan dua peralatan peredam gerak isolasi dan pengendalian posisi relatif terhadap lubang bor.

Ada beberapa pertimbangan yang penting dalam konstruksi dari peralatan yang akan dipergunakan. Platform yang dipakai harus stabil, mobil, ekonomis dan berguna.Jenis platform secara umum dapat dibagi menjadi :

1. Fixed Platform

2. Mobile Platform

a. Bottom Supported Platform

drilling barge

submersible

jack-up

b. Floating Platform

semi submersible

drill ship

9.4. KESIMPULAN

1. Beberapa factor yang mempengaruhi pemilihan Platform adalah :

a. cuaca

b. lingkungan laut c. Kondisi bawah/dasar laut2. Peralatan mutlak yang harus ada dalam operasi pemboran lepas pantai adalah sebuah platform sebagai tempat meletakkan peralatan pemboran.

3. Jenis platform yang digunakan, dikelompokkan menjadi dua, yaitu :

a. Fixed Platform

b. Mobile Platform