Dasar Sistem Kontrol pada Subsea BOP 

  Dengan  semakin  tingginya  kebutuhan  energi  pada  saat  ini maka  industri  pengeboran  lepas  pantai dituntut untuk bisa mengeksplorasi  lautan atau daerah yang belum bisa dijamah  sebelumya. Saat  ini disain yang paling mutakhir adalah untuk kedalaman  laut  sampai 12.000  ft  (3.567 meter). Dikarenakan  jarak atau kedalaman  laut  yang  sangat  dalam  ini  maka  bidang  pengontrolan  sumur  pun  harus  mampu  mengikuti perkembangan tersebut.  

  Blow Out Preventer  (BOP) merupakan  secondary well  control. Maksudnya adalah bahwa BOP hanya berada di urutan kedua dalam proses pengendalian sumur. Primary well control menggunakan lumpur, karena lumpur akan menjembatani antara kita yang berada di permukaan dan sumur. Seandainya lumpur sudah tidak mampu  lagi mengendalikan  sumur maka  BOP  akan  berfungsi  untuk mengisolasi  sumur  untuk  sementara waktu. Waktu adalah sangat penting pada saat sumur mengalami situasi well control. Sesuai dengan API STD 53 menyatakan bahwa  sistem  kontrol BOP harus mampu menutup  annular dalam waktu minimal  30 detik untuk BOP dengan ID lebih kecil dari 18‐3/4” dan 45 detik untuk BOP dengan ID lebih besar dari 18‐3/4”. 

  Sistem  kontrol  BOP  adalah  suatu  sistem  yang  digunakan  untuk melakukan  pengontrolan  BOP  yang terpasang di dasar laut atau di permukaan. Pada saat ini ada beberapa jenis sistem kontrol pada BOP, yaitu : 

1. Sistem  Konvensional:  Sistem  yang  bekerja  dengan  mengirimkan  sinyal  hidrolik  ke  BOP  untuk melakukan  pengontrolan  atau  mengaktifkan  komponen  yang  ada  pada  BOP.  Sinyal  hidrolik  akan mengaktifkan  (bisa membuka atau menutup) katup SPM  (SPM Valves) kemudian  fluida kontrol akan menggerakkan komponen BOP. 

              Gambar 1 : Sistem Konvensional (sumber NL Shaffer) 

Cara kerja sistem konvensional : 

Pada saat tombol ditekan di salah satu panel, maka sinyal listrik akan dikirimkan ke HPU. Sinyal listrik tadi akan mengaktifkan solenoid untuk memberikan angin yang akan menggerakkan valve tertentu (sesuai dengan fungsi yang ditekan) untuk memberikan fluida bertekanan ke pod hose reel.

Dari pod hose reel sinyal hidrolik tadi akan diteruskan ke BOP dan sinyal hidrolik akan menggerakkan SPM untuk melewatkan fluida bertekanan menuju fungsi yang di inginkan.

Fluida bertekanan akan mengisi “chamber” atau menggerakkan piston untuk melakukan fungsi. Fluid yang ada di sisi lain dari piston akan dibuang ke laut.

Sinyal hidrolik akan diteruskan ke permukaan untuk mengetahui berapa tekanan yang ada pada fungsi yang diaktifkan tadi, ini dinamakan readback. Readback adalah indikator utama yang kita lihat sebagai bukti bahwa fungsi sudah terjadi dengan sempurna.

Biasanya setiap fungsi akan dicatat waktunya. Waktu fungsi akan dihitung dimulai pada saat penekanan tombol di panel sampai dengan tekanan readback kembali normal.

Jumlah dan tekanan fluida di dalam accumulator akan berkurang setiap kali fungsi dijalankan. Disinilah fungsi triplex pump dan air pump yang akan memompa fluida kembali ke accumulator yang ada di permukaan dan di BOP.

Komponen utama pada sistem konvensional : 

a. Panel  Driller  :  Berada  di  rig  floor  dan  dekat  dengan  driller  sebagai  orang  yang  akan mengoperasikan panel ini pada saat emergency. Panel ini dan panel yang berada di toolpusher terhubung dengan kabel ke HPU.  

b. Panel  Toolpusher:  Berada  di  ruangan  toolpusher,  seandainya  panel  driller  tidak  bisa  akses dikarenakan kebakaran atau adanya situasi darurat lainnya maka panel ini yang akan dipakai. 

c. Emergency Power Pack: Berfungsi untuk menyediakan tenaga listrik pada saat sistem pembangkitan tenaga utama di rig tidak berfungsi. 

d. Hydraulic Power Unit: Menyediakan sumber tenaga hidrolik. Dalam unit ini ada 2 buah pompa triplex yang digerakkan oleh motor  listrik, dan biasanya ada satu atau 2 buah pompa hidrolik yang  digerakkan  oleh  tenaga  angin.  Fluida  hidrolik  akan  dipompakan  dan  disimpan  didalam sejumlah  accumulator  yang  jumlahnya  sudah  dihitung  dengan  cermat  karena  harus  sesuai dengan  regulasi  yang  ada.  Regulasi  ini  berkaitan  dengan  jumlah  minimum  fluida  yang dibutuhkan  untuk  mengoperasikan  3  buah  ram  dan  satu  buah  annular.  Accumulator  ini sebelumnya sudah di precharge dengan gas nitrogen. 

e. Jumper Hose: Hose (selang) tekanan tinggi yang menyalurkan fluida berterkanan ke pod reels. f. Pod Hose Reels dan Panel: hose ini merupakan suatu bundel yang terdiri dari hose kecil yang 

membawa sinyal hidrolik dari permukaan ke dasar laut dan sebaliknya. Ditengah bundelah hose tadi ada satu hose utama sebagai sumber tenaga hidrolik untuk BOP. 

 Gambar 2 : Foto potongan pod hose dari Eaton (sumber: Eaton) 

g. Pod Hose Reel Tensioner dan Tugger: sistem konvensional menggunakan tensioner pada saat menurunkan (running in) dan mengangkat BOP (pulling out). Kabel tensioner akan tergulung di tugger. Alasan  lain dari adanya kabel  tensioner  ini adalah dalam  sistem konvensional  control 

pod  yang  berada  di  subsea  bisa  diangkat  ke  permukaan  dengan  meninggalkan  komponen lainnya.  Setelah  dilakukan  perbaikan maka  control  pod  tadi  bisa  dipasang  lagi.  Jadi  ini  bisa menghemat waktu dibandingkan dengan seandainya kita harus mengangkat keseluruhan BOP. 

h. Blue dan Yellow Control Pod: Fluida hidrolik yang ada akan dialirkan sesuai dengan sinyal yang diterima dari permukaan sesuai dengan fungsi yang telah dipilih. 

2. Sistem Mux: Sistem yang menggunakan sinyal optik yang terkirim melalui kabel optik (mux cable) ke BOP. Sinyal optik dirubah menjadi sinya hidrolik dan sinyal ini akan mengaktifkan SPM valves. 

             Gambar 2 : Sistem Mux (sumber: Oil and Gas Journal) 

Komponen‐komponen tambahan yang ada pada sistem Mux adalah : 

a) Blue  dan  Yellow  Mux  Reel,  Hotline:  Kabel  mux  akan  digulung  disini.  Masing‐masing  akan mempunyai reel  terpisah antara Blue, Yellow, dan Hotline. Ketiga reel  ini digerakkan oleh  tenaga angin melalui sebuah pneumatic motor. Ketiga reel  ini hanya digunakan pada saat proses running dan pulling BOP. 

 Gambar 3 : Blue Mux Reel – Tampak Samping dan Depan(sumber: KG1 Rig) 

b) Blue dan Yellow Mux Cable: Kabel mux  ini adalah  suatu bundel yang  terdiri dari beberapa kabel listrik  dan  kabel  fiber  optic.  Terdapat  delapan  buah  kabel  optic  dalam  satu  bundel,  4  akan digunakan dan 4 lagi merupakan kabel cadangan. 

Gambar 4 : Penampang Mux Cable 

c) Hotline Hose: merupakan hose atau selang yang menghubungkan HPU dengan BOP yang berada di subsea. Hotline  lebih mempunyai fungsi utama pada saat proses running BOP dan pulling BOP,  ini dikarenakan Conduit Line belum terpasang di permukaan. Conduit Line  ini terpasang diluar Riser. Conduit  ini merupakan  jalur  utama  sumber  fluida  kontrol  pada  saat  sistem  Subsea  BOP  sudah terpasang di wellhead atau pada  saat mode drilling. Ukuran hotline hose adalah 1” dan  tekanan kerjanya adalah 5000 Psi. 

d) Central  Control  Console  (CCC)  : merupakan  otak  dari  keseluruhan  sistem.  Disini  bisa merekam semua fungsi yang diaktifkan dan semua parameter tekanan yang ada pada seluruh sistem BOP. 

e) UPS:  merupakan  sumber  tenaga  cadangan  bagi  sistem  kelistrikan  pada  kontrol  BOP.  Pada  rig dengan  jenis  Drillship  tidak  ada  sistem  emergency  untuk  HPU‐nya.  Ini  dikarenakan  secara operasional jika rig sudah kehilangan sumber tenaga untuk mempertahankan posisinya maka BOP harus  dilepaskan  dari wellhead  (Unlatch).  Fenomena  rig  yang  gagal mempertahankan  posisinya disebut Drift Off.  

f) Sistem Emergency: yang ada pada BOP umumnya: 

EDS  (Emergency Disconnect System): Ketika tombol EDS diaktifkan/ditekan dari salah satu panel kontrol BOP maka BOP akan melakukan sekumpulan perintah yang sudah di program melalui  software  yang  terinstall  di  CCC.  Tujuannya  adalah  untuk melakukan  disconnect antara Lower BOP dan LMRP. Ada beberapa macam EDS, yang umum dikenal adalah : EDS‐Shearless, EDS‐Pipe  Shear, dan EDS‐Casing  Shear. Ketiga  jenis EDS  ini biasanya  terpasang pada BOP buatan NOV Shaffer. 

Deadman  System:  Jika  terjadi  kehilangan  komunikasi  secara  elektrikal  dan  hidrolik maka secara otomatis BOP akan melakukan beberapa urutan perintah. Perintah yang dilakukan akan  berbeda‐beda  dari  suatu  sistem  ke  sistem  lain,  contohnya:  ada  yang  langsung melakukan  proses  pemotongan  pipa,  ada  juga  yang memotong  casing  dan  pipa.  Untuk deadman system ini disediakan accumulator tersendiri dengan jumlah besar sebagai tempat penyimpanan fluida hidrolik. 

Auto‐Shear:  Semacam  sistem  yang mempunyai  sebuah  “Lever”  yang  akan mengaktifkan pemotongan pipa jika struktur dasar LMRP bergerak dibandingkan terhadap Lower BOP. 

ROV Hot Stab: BOP mempunyai beberapa  fungsi yang bisa diaktifkan melalu ROV yang di terjunkan  dari  permukaan.  ROV  mempunyai  tangan‐tangan  robot  yang  pada  ujungnya terpasang  Hot  Stab,  ROV  akan  memompakan  fluid  untuk  mengaktifkan  fungsi  yang  di inginkan. ROV  Intervention  ini digunakan kalau BOP sudah tidak bisa  lagi dikendalikan dari permukaan. Tidak semua  fungsi yang ada di BOP mempunyai ROV Hot Stab, hanya  fungsi tertentu seperti : Shear rams close, casing shear close, BOP unlatch, LMRP unlatch, dll. 

Acoustic  Backup  System:  Dengan  mengirimkan  sinyal  akustik  dari  permukaan  untuk mengaktifkan fungsi tertentu. 

Gambar 5 : Diagram Aliran Sinyal Pada Subsea BOP Modern Cara kerja sistem mux, lihat Gambar 5 dan 6: 

Pada saat  tombol  fungsi ditekan di salah satu panel kontrol BOP, sinyal akan dikirim ke CCC dan diterima oleh Controller A dan B. 

Kedua kontroler  ini akan mengirimkan empat buah sinyal ke Bus 1 sampai 4. Kontroler  juga akan mengirimkan sinyal kembali ke kedua panel kontrol dan lampu indikator akan menyala. 

Sinyal dari Bus 1 dan 2 akan terus bergerak ke Blue Mux Reel dan Blue Pod 

Sinyal dari Bus 3 dan 4 akan bergerak ke Yellow Mux Reel dan Yellow Pod.  

CCSV pada Blue Pod dan Yellow Pod akan aktif dan mengirimkan pilot signal ke SPM, harap di ingat bahwa  hanya  satu  pod  yang mempunyai  fluida  hidrolik  untuk melakukan  fungsi.  CCSV  adalah semacam  valve  yang  akan mengkonversi  sinyal  elektrik menjadi  sinyal  hidrolik. Hanya  satu  pod yang aktif pada satu waktu. 

Kemudian SPM pada pod yang aktif akan mengirimkan fluida ke fungsi yang di inginkan. 

 

Gambar 6 : Diagram Aliran Fluida Pada Subsea BOP Modern 3. Sistem Akustik: Sistem yang menggunakan sistem akustik untuk melakukan proses pengontrolan pada 

BOP yang berada di dasar  laut. Sistem  ini sudah dikembangkan oleh perusahaan Cameron. Sistem  ini masih sangat jarang digunakan. Keuntungan dari sistem akustik adalah: membutuhkan deck space yang lebih  sedikit, dan mempunyai  lebih  sedikit point of  failure dengan  tidak adanya hotline dan  kontrol 

hose. Pekehati‐ha

rlu di  ingat atian yang ti

bahwa pennggi. 

Gam

nanganan ho

mbar 7 : Lay

otline, kontr

yout NASBO

rol hose, da

P (sumber: N

n mux cable

Nautronix) 

e membutuhkan  tingka

 

t 

 Perbandingan Sistem Konvensional dan Sistem Mux: 

Konvensional  Mux Respon waktunya lama, karena sinyal yang dikirimkan adalah sinyal hidrolik melalui selang berukuran 3/16". 

Respon waktunya sangat cepat. Sinyal optik yang dikirim bergerak sangat cepat.  

Dibatasi oleh kedalaman laut yang bisa ditangani, ini dipengaruhi oleh tekanan hydrostatic yang ada. Bisa sampai kedalaman 5000 ft. 

Mampu bekerja sampai kedalaman 12000 ft. 

Standar filtrasi fluida kontrol nya tidak setinggi sistem Mux.  

Membutuhkan sistem filtrasi yang baik dikarenakan komponen‐komponen kontrolnya mempunyai toleransi yang sangat kecil.  

Fluida kontrolnya bisa berasal dari campuran "potable water" dan soluble fluid. 

Fluida kontrolnya harus menggunakan "distilled water" dan soluble fluid. 

Jumlah fungsi yang tersedia terbatas, ini dibatasi oleh jumlah selang di dalam bundel hose. 

Bisa menampung lebih banyak fungsi. 

Sistem kontrolnya adalah Open Loop, jadi fluida yang tidak terpakai akan dibuang di Subsea. Untuk BOP yang dipasang di Surface bisa memakai Close Loop, dimana fluida kontrol akan kembali ke tangki di HPU. 

Sistem kontrolnya bisa menggunakan Open Loop atau Close Loop, jika dipakai dengan sistem Close Loop maka harus menggunakan sistem tambahan yang disebut Fluid Recovery System. 

Tekanan yang digunakan adalah sistem 3000 Psi.  Menggunakan sistem 5000 Psi. 

Control pod nya bisa diangkat ke permukaan dengan meninggalkan BOP dan LMRP. Jadi BOP masih bisa tetap bekerja dari pod yang masih berfungsi. 

Podnya bisa diangkat ke permukaan tapi harus dengan LMRP dan semua riser harus diangkat juga. 

Tidak ada sistem untuk mencatat/merekam keadaan dan parameter BOP. Sistem ini disebut juga Function Logger. 

Mempunyai sistem Function Logger. 

 

 Daftar Pustaka : 

www.ogj.com www.nautronix.com www. eaton.com Personal Moduspec assignments. NOV Shaffer manual books.

Materi ini dibuat untuk pembelajaran bersama di group Offshore‐Skills.Com. 

Untuk saran, pertanyaan, dan diskusi bisa dilakukan di group FB 

atau email ke arman_adi@yahoo.com