Esp

TEKNIK PRODUKSI NO : TP.03.04

JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN

SUB JUDUL : Perencanaan dan Troubleshooting (ESP)

Halaman : 1 / 58 Revisi/Thn : 2/ Juli 2003

Manajemen Produksi Hulu

PERENCANAAN DAN TROUBLESHOOTING POMPA SUBMERSIBLE (ESP)

1. TUJUAN

Memilih ESP (menentukan jenis dan ukuran pompa, jumlah stages, jenis motor, kabel,

transformator dan switch board) sesuai merek dagang terpilih, data produksi, konfigurasi sumur,

dan karakteristik fluida produksi.

Mencari gejala kerusakan pada ESP, sehingga dapat ditanggulangi sedini mungkin agar kerusakan

lebih lanjut dapat dikurangi dan pompa dapat bekerja kembali secara lebih efisien.

2. METODE DAN PERSYARATAN

2. 1. METODE

Metode yang digunakan adalah metode analitis dengan bantuan gambar dan tabel sesuai merek

dagang terpilih.

2. 2. PERSYARATAN

Perencanaan hanya berlaku untuk lubang sumur tegak, untuk sumur miring perlu dilakukan

koreksi atas sudut kemiringannya dalam menghitung TDK.

3 LANGKAH KERJA

3.1 LANGKAH KERJA PERENCANAAN ESP

1. Isi data yang diperlukan (data sumur, reservoir, dan fluida) dalam kolom-kolom data pada Tabel 1.

2. Hitung berat jenis rata-rata dan gradien tekanan fluida produksi menurut:

WORSGWORSG

SG airyakratarata ++

= 1 1 min (1)

Gradien Fluida (GF) = 0.433 SG (2)

Bila mengandung gas, kurangi GF sekitar 10%.

3. Tentukan kedudukan pompa (HPIP) kurang lebih 100 ft di atas lubang perforasi teratas. Jarak antara

motor dan lubang perforasi teratas (HS) kurang lebih 50 ft.

4. Tentukan laju produksi diinginkan dengan cara memilih kemudian mencoba harga Pwf untuk

menghitung harga laju total menurut persamaan :

QTOT = (Ps - Pwf) PI (3)






Hitung laju yang diinginkan (Qo) menurut persamaan:

TOTo QWORQ

+=

11 (4)

Apabila harga tersebut belum sesuai, ulangi memilih harga Pwf dengan penjajalan

5. Hitung pump intake pressure (PIP) menurut persamaan :

PIP = Pwf - GF (HS-HPIP) (5)

Harga PIP harus lebih besar dari BPP (tekanan jenuh); bila tidak terpenuhi, ulangi langkah 4 dan 5

dengan laju produksi yang lebih rendah

6. Hitung aras cairan kerja (Zfl) menurut persamaan:

GFP

HSZ wffl = (6)

7. Tentukan kehilangan tekanan sepanjang tubing (Hf) dengan menggunakan Gambar 14.

8. Hitung total dynamic head (TDH) menurut persamaan:

ffl HZGFTHPTDH ++= (7)

9. Pilih jenis dan ukuran pompa dari katalog perusahaan pompa bersangkutan dan gambar yang

menunjukkan efisiensl maksimum untuk laju produksi yang diperoleh di langkah 4. Baca harga head

capacity (HC) dan daya kuda motor (HP motor) pada laju produksi tersebut.

10. Hitung jumlah stages (tingkat):

HCTDH

= StagesJumlah (8)

11. Hitung daya kuda yang diperlukan.

HP = HP motor Jumlah stages (9)

12. Tentukan Jenis motor pada Tabel 3 yang memenuhi HP tersebut.

13. Untuk masing-masing jenis motor, hitung kecepatan aliran di anulus motor (FV)

22sin )()(

0119.0

motorgca

TOT

ODIDQFV

= (10)

Jenis motor dan OD motor terkecil yang memberikan FV > l ft/detik adalah pasangan yang harus

dipilih.

14. Baca harga arus listrik (A) dan tegangan listrik (Vmotor) yang dibutuhkan untuk jenis motor yang ber-

sangkutan.






15. Dari harga arus listrik tersebut pilih jenis kabel pada Gambar 15 (dianjurkan memilih jenis kabel

yang mempunyai kehilangan tegangan dibawah atau sekitar 30 volt tiap 1000 ft).

Vkabel = (HS - 50) V/1000 ft (11)

16. Memilih transformator dan switchboard :

a. Hitung tegangan yang diperlukan motor dan kabel

(VTOT) = Vmotor + Vkabel (12)

b. Hitung KVA = 1.73 VTOT A/1000 (13)

c. Dari Tabel 4 tentukan transformator yang memenuhi hasil hitungan 16.b

Karena aliran 3 fasa maka transformator yang dipilih adalah sepertiga dari hasil hitungan 16.

d. Dari Tabel 5 tentukan switchboard yang memenuhi

17. Lakukan perhitungan total tegangan pada waktu start sebagai berikut :

a. Kebutuhan tegangan untuk start = 20.35 voltage rating,

b. Kehilangan tegangan selama start = 3 kehilangan tegangan biasa,

16. Bandingkan apakah total tegangan pada waktu start tidak melebihi tegangan yang dikeluarkan oleh

switchboard. Apabila tidak melebihi, berarti perencanaan sudah baik, apabila melebihi ulangi

langkah 16.

Catatan :

1. ESP dapat dipakai untuk laju produksi 300 sampai 60000 BPD.

2. Dapat dipakai untuk fluida viskositas tinggi.

3. Dapat dipakai untuk sumur - sumur air atau sumur injeksi air pada proyek waterflood. Untuk sumur

injeksi arah impeller harus dibalikkan.

4. Untuk sumur kepasiran, ESP dapat dipakai sampai derajat kepasiran tertentu, yaitu dengan

menggunakan impeller atau diffuser khusus yang terbuat dari Ni-Resist.

5. Untuk sumur korosif perlu dipasang Ressistant Coning Hausing khusus, sumbu as pompa dari

banan K-monel. Apabila terdapat H2S gunakan kabel Al atau kabel biasa dengan ditutup monel.

6. ESP menghasilkan panas sehingga dapat menurunkan viskositas fluida produksi; hal mana akan

membantu sumur dengan masalah parafin.

7. Untuk sumur bersuhu tinggi (lebih 250F) perlu dipasang Epoxy untuk melindungi kabel, O-ring,

dan seal (gasket).






8. Untuk sumur miring atau tidak lurus (crooked well) perlu dipasang centralizer agar kabel tidak

terkelupas.

3.2 LANGKAH KERJA TROUBLESHOOTINGESP

3.2.1 METODE API RP 11S

1. Lakukan pengamatan langsung kelakuan pompa sebagai berikut:

a. Teliti apakah alat masih bekerja pada besarnya arus listrik yang didisain. (Cara yang umum

adalah dengan melihat voltmeternya).

b. Amati karat pada perangkat pompa di permukaan.

c. Teliti apakah laju produksi nyata masih tercakup dalam "range" kemampuan laju produksi

pompa.

d. Teliti apakah alat masih bekerja pada kondisi kerja.

e. Teliti apakah head discharge pompa bervariasi tidak lebih dari 5%, serta daya kuda

bervariasi tidak lebih dari 15% .

f. Lakukan shut-off head, yaitu pompa dijalankan dengan wing-valve ditutup sebentar,

kemudian amati tekanan kepala sumur.

g. Teliti apakah total dynamic head (TDH) dan laju produksi turun.

2. Dari gejala yang telah dideteksi pada butir l klasifikasikan dan tentukan tindakan yang harus

dilakukan menggunakan Tabel 6 dan 7.

3.2.2. METODE GRAFIK

1. Rekam arus dengan amperemeter.

2. Lakukan analisa terhadap grafik tersebut sebagai berikut:

a. Pompa berjalan normal.

Grafik rata dan simetris, harga ampere lebih kurang sama dengan yang tertera di name-

plate (contoh Gambar 19).

b. Fluktuasi Daya Listrik (VA)

Grafik menunjukkan seperti pada Gambar 20. Fluktuasi daya listrik dapat terjadi karena

adanya pembebanan listrik pada pompa lain yang sedang distart. Gejala serupa juga

dapat terjadi karena adanya petir.

c. Gas Lock.






Keadaan gas lock ditandai olen adanya harga ampere yang rendah. Bila harga ampere

merosot hingga di bawah underload (batas bawah harga ampere) maka pompa otomatis

berhenti. Contoh pada Gambar 21.

- Titik A merupakan saat start pompa, biasanya harga ampere naik 3-8 kali harga

ampere pada keadaan pompa berjalan normal.

- Titik B menunjukkan operasi normal.

- Titik C memperlihatkan berkurangnya harga ampere dan terjadinya fluktuasi akibat

masuknya gas ke dalam pompa.

- Titik D menunjukkan kenaikan mendadak harga ampere, ini menandakan arus cairan

masuk pompa. Selanjutnya terjadi gas lock yang diikuti oleh turunnya harga Ampere

di E, pada saat ini tidak ada cairan yang diproduksikan.

Penanggulangan hal ini adalah dengan cara:

- Matikan pompa agak lama agar gas lock hilang.

- Turunkan pompa sehingga lebih tenggelam. Bila pompa di rat hole gunakan jaket.

- Turunkan produksi dengan mengecilkan choke, sepanjang memungkinkan.

- Apabila dengan cara-cara tersebut di atas tetap tak tertanggulangi, maka pompa harus

diganti dengan yang lebih kecil atau produksikan secara intermittent dengan

menggunakan (cycle controller) meskipun cara ini sebenarnya dapat merusak pompa.

d. Pompa mati karena terjadi interferensi gas atau air. Grafik pada Gambar 22 menandakan

keadaan pompa mati (pump-off) dan interferensi gas atau air terjadi berkali-kali, hal ini

terdeteksi karena adanya starter otomatis. Pada Gambar 23, titik A adalah saat start

pompa, titik B pompa berjalan normal, titik C gas mulai masuk pompa, dan titik D arus

cairan mendekati pompa dan selanjutnya diiringi dengan matinya pompa karena ampere

terlalu rendah (under current shut-down).

e. Pompa mati bukan karena interferensi gas atau air. Grafik pada Gambar 5 menunjukkan

gejala pompa mati tetapi bukan karena tanpa interferensi gas. Sehingga pada grafik tak

terlihat fluktuasi. Dalam hal ini kematian pompa adalah akibat tiadanya cairan

terproduksi sehingga cara penanggulangannya seperti pada masalah gas locking.






f. False Starts.

Grafik pada Gambar 24 yaitu menunjukkan seolah-olah pump off dengan restart yang

gagal. Kejadian ini adalah sebagai akibat panjang cycle waktu tak cukup untuk

menghasilkan arus cairan yang cukup tinggi. Unit ini harus diganti dengan yang lebih

kecil.

g. Selang-seling start dan mati.

Grafik pada Gambar 25, yaitu menunjukkan selang-seling kejadian start dan mati, yang

berlangsung dalam waktu singkat. Kejadian ini adalah akibat ukuran pompa terlalu besar

atau pompa bekerja dengan TDH (head) yang kurang besar. Cara penanggulangan

adalah:

- cek TDH dengan cara menutup wing-valve sesaat.

- cek kemungkinan kebuntuan aliran di pipa atau tertutupnya katup dipermukaan.

- hentikan pompa dan cek arus cairan.

Pompa dengan grafik ampere demikian harus segera dihentikan karena kejadian

tersebut akan sangat merusak pompa.

h. Produksi dengan GOR tinggi.

Cara penanggulangan GOR tinggi adalah dengan pengaturan tekanan selubung dan

penggunaan separator gas. Grafik serupa juga dapat terjadi karena adanya emulsi,

sehingga harga ampere biasanya menurun sesaat. Penanggulangannya adalah dengan

penggunaan deemulsifier (pemecah emulsi). Lihat Gambar 26.

i. Harga Ampere terlalu kecil.

Grafik pada Gambar 27, yaitu menunjukkan pompa yang distart berkali-kali, tetapi tidak

berhasil hidup. Hal ini biasanya terjadi karena harga ampere yang diberikan terlalu

rendah, sehingga tidak cukup memberi tenaga ke motor untuk mengangkat fluida dengan

berat jenis dan volume tertentu. Bila dari test terlihat adanya produksi, maka

penanggulangan-nya adalah dengan melakukan penyetelan under-current (ampere

rendah). Gambar 27 mungkin pula disebabkan oleh gagalnya relay ketika menghentikan

batas ampere rendah dari kontrolnya, sewaktu pompa distart secara otomatis. Gambar 27

juga bisa terjadi karena patahnya pompa.

j. Beban Rendah.






Grafik pada Gambar 28, yaitu menunjukkan pompa dijalankan (distart) dengan normal

tetapi diikuti dengan penurunan harga ampere secara bertahap, selanjutnya terjadi

keadaan tanpa beban untuk beberapa saat dan akhirnya terjadi kerusakan pada unitnya

dan pompa berhenti karena overload (beban berlebih). Grafik ini menandakan pompa

yang salah disain (ukurannya), atau salah melakukan penyetelan pelindung beban

rendahnya (underload protection relay), kesalahan tersebut mengakibatkan tertahannya

fluida produksi, sehingga motor bekerja pada keadaan tanpa beban. Selanjutnya karena

tidak ada aliran maka tidak terjadi pendinginan motor sehingga timbul panas dan ini

menyebabkan overload (beban berlebih) dan akhirnya motor mati.

k. Pengontrolan Pompa oleh tangki pengumpul.

Grafik pada Gambar 29, yaitu menunjukkan harga ampere motor pompa (berhenti dan

bekerjanya pompa) dikontrol oleh arus cairan tangki pengumpul. Gambar 29

menunjukkan tenggang waktu (delay) antara saat pompa berhenti dan start kembali

terlalu singkat. Bila pompa tak dilengkapi check valve (katup penahan aliran balik) yang

baik, maka setiap pompa berhenti fluida akan turun kembali sehingga pompa akan

berputar kearah sebaliknya. Menjalankan kembali pompa yang sedang berputar terbalik

mengakibatkan kerusakan pompa. Biasanya as pompa terpuntir atau as patah. Tenggang

waktu (delay) antara saat pompa berhenti dan start kembali adalah minimal kurang lebih

30 menit, yaitu agar fluida dapat stabil kembali.

l. Beban berlebih.

Grafik pada Gambar 30. Titik A pada gambar adalah saat dijalankan; biasanya

menunjukkan harga ampere yang meningkat, B adalah pada keadaan pompa bekerja

normal, C menunjukkan kenaikan beban hingga mencapai batas tertinggi (overload) dan

akhirnya pompa mati.

Gejala peningkatan beban yang diikuti dengan matinya pompa tersebut disebabkan oleh

hal-hal sebagai berikut :

- Naiknya berat jenis fluida (misalnya karena terproduksinya lumpur atau fluida

komplesi).

- Terjadinya emulsi atau kenaikan viskositas.

- Terjadinya problem mekanis atau listrik (misal motor panas atau terjadi keausan alat).






- Problem daya listrik.

m. Beban karena kotoran padat.

Grafik pada Gambar 31, yaitu mula-mula berfluktuasi tak teratur, selanjutnya normal.

Gejala ini disebabkan terikutnya scale, pasir atau partikel lumpur waktu sumur mula-

mula diproduksikan. Walaupun hal ini umum terjadi, sebaiknya dihindari dengan

terlebih dahulu melakukan pembersihan sumur sebelum pompa distart. Untuk

mematikan sumur sebaiknya digunakan fluida yang ringan atau hampir sama dengan

fluida yang akan dipompa.

Dalam hal tertentu perlu pemberian tekanan balik (menggunakan jepitan), guna

menahan naiknya harga ampere secara berlebihan. Untuk sumur yang menjumpai

problem pasir, start harus lambat dengan laju produksi kecil (jepitan dipermukaan

diperkecil).

n. Start berulang-ulang.

Grafik pada Gambar 32, yaitu menunjukkan start normal yang lalu mati karena beban

berlebinan. Garis-garis naik setelah itu menunjukkan usaha menstart kembali berkali-

kali. Usaha ini bisa merusak pompa. Dianjurkan pompa di tes terlebih dahulu sebelum

menstart kembali.

o. Beban berfluktuasi tak beraturan.

Grafik pada Gambar 33 harga ampere yang turun naik tak beraturan. Umumnya

disebabkan adanya fluktuasi pada berat jenis fluida atau adanya variasi tekanan

permukaan. Akhirannya dapat berakibat pompa mati karena beban berlebihan

(overload). Grafik serupa bisa juga disebabkan karena pompa tersumbat, motor atau

kabel terbakar atau sekering putus ( primer atau sekunder).






4. DAFTAR PUSTAKA

1. ARCO, Pump Course, Super School, Dallas, Jan. 1982,

2. Beavers, J., Application of Electric Submersible Pumps in Hostile Environments, Pet. Eng.

International, March 15, 1983,

3. Brown, K.E., Ed., The Technology of Artificial Lift Methods, Vol 2b, The Petroleum

Publishing, Co., Okla, 1980.

4. Centrilift, Submersible Pump Handbook, 3rd Ed, 1981

5. Devine, D. L.: Variable Speed Submersible Pumps Find Winder Application, OGJ, June 11,

1979.

6. Langitan, F. B.: High Volume Submersible Electric Pumps Design Consideration And

Operation, PT Caltex, June 1974.

7. Legg, L. V.: Submersible Pump, part 1, 2, 3, 4, OGJ, July 9, July 23, Aug. 27, 1979.

8. Reda Submersible Pump Catalog, Bartlesville, 1982.

9. Sam Meek, Personal Communication, Centrilift, PT Inti Jatampura, Jakarta

10. Winkler, H. M.: Design of Artificial Lift Systems Course for ARCO, Jakarta, Indonesia, 1960.

11. API Recommended Practice 11 S (RP1lS). 2nd. ED., May 30, 1986.

12. Centrilift Submersible Pump Handbook, 3rd Ed., 1981.

13. Design, Specification & Application of Baker Lift Systems Electric Submersible Pumping

Systems, 1984.

14. Reda Submersible Pump Catalog, 1984.






5. DAFTAR SIMBOL

A = harga arus listrik, ampere

BHT = temperatur dasar sumur, F

BFF = tekanan jenuh, psi

FV = kecepatan alir dasar snulus motor, ft/detik

GF = gradien tekanan fluida dengan adanya gas, psi/ft

GOR = perbandingan gas minyak, SCF/STB

GS = gradien statik fluida, psi/ft

HC = head capacity , ft/tingkat

HF = kehilangan tekanan karena gesekan dinyatakan sebagai ketinggian ft

HP motor = daya kuda motor, dk

HPIP = kedalaman letak lubang masuk pompa dari permukaan, ft

HS = kedalaman lubang perforasi teratas, ft

ID = diameter dalam pompa, in .

KA = kadar air, %

KVA = kilo volt ampere, daya 3 fase

OD = diameter-luar, in

PI = indeks produktivitas, b/d/psi

PIP = tekanan-isap pompa, psi

PS = tekanan-statik, psi

PVT = analisa tekanan volume dan suhu cairan

Pwf = tekanan alir dasar sumur, psi

Rs = kelarutan gas dalam minyak, SCF/bbl

Qo = laju produksi minyak, STB/hari

QTOT = total produksi cairan, STB/hari

THP = tekanan kepala sumur, ft

V motor = tegangan listrik di motor, volt

VTOT = total tegangan listrik , volt

V Kabel = kehilangan tegangan listrik di kabel, volt/1000 ft

WOR = perbandingan laju produksi air terhadap minyak

Zfl = aras cairan kerja, ft






6. LAMPIRAN

6.1. LATAR BELAKANG

Pertama kali ESP (Gambar 1 dan 2) dilakukan di Indonesia oleh Caltex sekitar tahun 1960; kemudian

sejak tahun 1969. ESP banyak digunakan oleh perusahaan-perusahaan minyak asing maupun

Pertamina. Dewasa ini ada 4 pabrik ESP yang besar yaitu: Reda, Centrilift, Baker, dan ODI.

Alat ESP terdiri atas pompa sentrifugal bertingkat banyak (Gambar l dan 2) berputar 3475-3500 rpm,

60 HZ (atau 2900-2915.50 HZ) dengan motor listrik induksi sinkron kutub, 3 fasa, berbentuk

sangkar. Antara motor dan pompa terdapat protector atau equilizer, untuk menyamakan tekanan di

dalam motor dengan sekelilingnya. Motor disini dengan minyak mineral agar tidak mengalirkan

listrik dan memberi efek lubrikasi serta pendinginan. Pendinginan terutama didapat dari aliran cairan

produksi. Selain protector di atas kadang-kadang dapat dipakai gas separator untuk sumur yang

menghasilkan banyak gas.

ESP biasanya dipakai untuk laju produksi 200-2500 STB/hari, walaupun dapat digunakan untuk

produksi sampai 95.000 STB/hari. Umumnya dipakai di sumur miring di daerah lepas pantai. Di

daratan hanya dipakai untuk laju produksi tinggi yaitu di atas 2000 STB/hari. Karena pompa angguk

akan lebih ekonomis untuk sumur dengan laju produksi rendah.

Laju produksi sangat menentukan jenis ESP yang dipilih, karena ESP sangat sensitif terhadap laju

aliran. Hanya kisaran laju produksi tertentu yang dapat diatasi oleh suatu jenis ESP. Laju produksi

terlalu besar dari kemampuan ESP akan menyebabkan up thrust kerusakan terjadi pada bantalan

(washer) atas. Sedangkan laju terlalu kecil dari kapasitas ESP akan menyebabkan down thrust yang

akan merusak bantalan bawah. Perhatikan Gambar 3.

6.2 CONTOH SOAL

Penyelesaian

Data :

Selubung = 7 inchi, 26 #, 6000 TD (ID : 6.276 inchi)

Tubing = 3.5 inchi OD

Listrik = 60 cycle






Perforasi = 5800 5850 ft

PI = 5 STB/hari/psi

Ps = 1800 @5800 feet

WOR = 50 %

THP = 100 psi

BHT = 160 oF

GOR = 100 SCF/STB

SG minyak = 0.86

SG air = 1.02

BPP = 600 psi

Penyelesaian :

1. Isi Kolom Data.

2.51

501 min.

SG . SG SG airyak rata-rata

+= 9130

51021508601 .

.. . . =+=

Gradien fluida (GF) = 0.433 Sg rata-rata = 0.433 0.913 = 0.395 psi/ft

Karena terdapat gas maka GF di turunkan sekitar 10%, sehingga harga GF menjadi = 0.35 psi/ft

(kalau tidak ada gas, gunakan gradien statik 0.395 psi di atas)

3. Tentukan kedalaman pompa, misalnya 5700 feet, yang berarti jarak motor dengan perforasi 50 ft

atau jarak perforasi dengan pompa: 100 ft

4. Ambil Pwf = 700 psi, dengan mempertimbangkan BPP = 600 psi dan besar Qo yang dinginkan.

QTOT =(Ps-Pwf) PI = (1800 - 700)5 = 5500 STB/hari

STB/hari 367055005.01

11

1=

+=

+= TOTo QWOR

Q

Atur kembali Pwf, bila Qo yang dihasilkan kurang sesuai dengan yang diharapkan.

5. Hitung pump intake pressure (PIP)

PIP = Pwf - GF (HS - HPIP)

= 700 0.35 (5800 - 5700) = 665 psi.

Ternyata 665 psi lebih besar dari BPP(600 psi), berbagai syarat terpenuhi.

6. Hitung aras kerja cairan






GFP

HSZ wffl =

ft 380035.0

7005800 ==flZ

7. Tentukan hilang tekanan sepanjang tubing. Dengan menggunakan Gambar 14, pada QTOT = 5500

BPD dan ukuran tubing = 3.5 inci dengan kondisi tubing bekas, diperoleh hilang tekanan 85

ft/1000 ft, sehingga:

ft5.4855700 1000

85 tubingpanjang ft 1000/feet 85 ===fH

8. Hitung total dynamic head (TDH)

ft 45725.485380035.0

100=++=++= ffl HZGF

THPTDH

9. Pilih jenis dan ukuran pompa dengan menggunakan Gambar 4 s.d 13 (hanya sebagian dari gambar

yang tersedia dari katalog pabrik). Ambil gambar yang dapat memberikan efisiensi maksimum

untuk laju produksi yang ditentukan pada langkah 4. Dalam seal ini untuk QTOT = 5500 BPD,

maka gambar yang memberikan efisiensi maksimum adalah Gambar 4. (Tabel 2 dapat digunakan

untuk memilih jenis pompanya). Tentukan dari Gambar 4 tersebut:

a. Head capacity (HC) = 2950 ft untuk tiap 100 stages

b. Horse power motor, HPmotor = 184 HP untuk tiap 100 stages.

10. Hitung jumlah stages pompa.

stages 154100/2980

4572 StagesJumlah ===HC

TDH

11. Hitung horse-power motor yang diperlukan:

HHP = HP motor stages = (184/100) 154 = 284 HP

12. Pilih jenis motor dari Tabel 3, misalnya type 540 series (5.43 inci OD), maka didapat jenis motor

300 HP, 1S50 Volts, 87A.

13. Hitung kecepatan alir di anulus motor (FV)

ikftODIDQFV

motorgca

TOT det/6.6)43.5()276.6(

55000119.0)()(

0119.02222

sin

=

=

=

Ternyata memunuhi FV > 1 feet/detik

14. Memilih kabel:






Pilih jenis kabel dari Gambar 15 sedemikian sehingga pada arus yang dipakai (87A) memberikan

kehilangan tegangan sekitar 30 volt per 1000 ft (umumnya setengah dari maksimum). Dalam hal

ini didapat jenis kabel # 1/0 AL dengan kehilangan tegangan 27 volt per 1000 ft. Kehilangan

tegangan di kabel = (5750 27/1000 = 155 volt.

15. Pilih transformator dan switch board

a. Total tegangan yang diperlukan = 2150 + 155 = 2305 volt.

b. 3471000

87230573.11000

a total tegangan 73.1=

=

=KVA

c. Tentukan ukuran transformator. Dengan menggunakan Tabel 4 didapat 3150 KVA, yaitu

dipilih ukuran yang lebih besar dari total KVA diperlukan (347 KVA).

d. Tentukan switchboard. Dengan menggunakan Tabel 5 dipilih RPR-2, yaitu 2400 volt, 700 HP,

360 A. Switchboard yang dipilih harus mempunyai kapasitas lebih besar dari kebutuhan (2306

volt, 285 HP, 87A).

16. Lakukan perhitungan untuk membuktikan bahwa motor dapat dihidupkan (distart) dengan

transformator, kabel, switch board yang dipilih.

o Kebutuhan tegangan untuk start = 0.35 voltage rating ! = 0.35 2150

! = 752.5 Volt.

o Kehilangan tegangan selama start = 3 156 volt = 468 volt Ternyata tegangan yang tersedia 2400 > (752 + 468). Kesimpulan semua peralatan yang telah

dipilih dapat berjalan.






6.3 GAMBAR DAN TABEL YANG DIGUNAKAN

GAMBAR 1 SUBMERSIBLE CENTRIFUGAL PUMPING UNIT






GAMBAR 2 POMPA ESP






GAMBAR 3 KEMUNGKINAN POSISI IMPELLER






GAMBAR 4 REDA PUMP PERFORMANCE CURVE 100 STAGES G180-60 Hz-

540 SERIES 3500 RPM






GAMBAR 5 REDA PUMP PERFORMANCE CURVE 100 STAGES G110-60 Hz-

540 SERIES 3500 RPM






GAMBAR 6 REDA PUMP PERFORMANCE CURVE 100 STAGES E35-60 Hz-

450 SERIES 3500 RPM






GAMBAR 7 REDA PUMP PERFORMANCE CURVE 100 STAGES GN2000-50 Hz-

540 SERIES 2917 RPM






GAMBAR 8 REDA PUMP PERFORMANCE CURVE 100 STAGES GN2000-60 Hz-

400 SERIES 3500 RPM






GAMBAR 9 REDA PUMP PERFORMANCE CURVE 100 STAGES DN1750-60 Hz-

400 SERIES 3500 RPM







400 SERIES - 2917RPM







400 SERIES-3500 RPM






GAMBAR 13 REDA PUMP PERFORMANCE CURVE 100 STAGES A400-60 Hz-

338 SERIES-3500 RPM






GAMBAR 14 KEHILANGAN TEKANAN DALAM PIPA






GAMBAR 15 CHART HILANG TEGANGAN






GAMBAR 16 VISKOSITAS MINYAK TANPA GAS PADA SUHU RESERVOIR






GAMBAR 17 MERUBAH CP KE SSU






GAMBAR 18 VISKOSITAS MINYAK JENUH GAS PADA P DAN T RESERVOIR






TABEL 1

KOLOM DATA UNTUK PERHITUNGAN ESP






TABEL 2

POMPA 60 Hz 3500 RPM






TABEL 2 (LANJUTAN)

POMPA 60 Hz 3500 RPM






TABEL 3

MOTOR 60 Hz






TABEL 4

TRANSFORMATOR FASA TUNGGAL

60 Hz, UNTUK KENAIKAN SUHU 56 oC






TABEL 5

DATA UMUM SWITCHBOARD






TABEL-6

Analisa Gejala Kerusakan Pompa dan Penanggulangannya Pompa Sedang Bekerja.

Gejala Penyebab Tindakan 1. Produksi diatas kapasitas

pompa 2. Tak berproduksi atau

produksi dibawah kapasitas pompa.

- Teliti aras cairan dan tekanan alir dasar sumur Pwf. Bila aras cairan cukup, perkecil jepitan agar tekanan kepala sumur naik dan laju produksi sesuai dengan kapasitas pompa.

- Atau ganti pompa dengan

ukuran yang lebih besar. - Lihat tindakan pada 1.a - Teliti desain TDH nya. - Pertukaran kedudukan 2 kabel

di switchboard agar arah perputaran pompa benar. (Lakukan tindakan ini setelah pompa berhenti berputar terbalik atau fluida di sumur telah kembali stabil.

- Lakukan kebocoran tubing.

Apabila tubing terbukti bocor, ganti tubing.

- Kadang-kadang dari tinggi

atau rendahnya ampere bisa dihitung bocornya aras fluida dan ukuran pompa (dibandingkan desainnya)

- Teliti plug bila dipakai -tool. - Teliti tekanan di pipa

permukaan dan kepala sumur. Apabila terlalu tinggi, cari dan tanggulangi penyebabnya agar tekanan turun.

- Bersihkan sumur.






- Kotoran yang menyumbat

lubang masuk pompa kadang-kadang dapat dibersihkan dengan aliran pompa balik (berputar terbalik) yaitu apabila tidak dipakai check valve.

- Ganti, betulkan as/pompa. - Bila saja relay arus rendah

dipakai hal ini dapat menghentikan pompa karena rendahnya arus.

- Tentukan arus fluida dan Pwf

serta teliti tekanan pompa (discharge pressure) dengan jalan menutup tubing. Apabila menunjukkan turunnya head atau kapasitas pompa, ganti pompa.

- Teliti dan ganti bila bocor. - Teliti dan perbaiki. - Teliti TDH dan aras fluida,

sesuaikan tekanan kepala sumur (rubah jepitan)

- lihat Tabel 7.1 b.






GAMBAR 19. POMPA BERJALAN NORMAL






GAMBAR 20. FLUKTUASI DAYA LISTRIK






GAMBAR 21. GAS LOCK






GAMBAR 22. POMPA MATI DAN TERJADI INTERFERENSI GAS ATAU AIR






GAMBAR 23. POMPA MATI TANPA INTERFERENSI GAS ATAU AIR






GAMBAR 24. FALSE START






GAMBAR 25. SELANG - SELING ANTARA KEJADIAN START DAN MATI






GAMBAR 26. PRODUKSI DENGAN GOR TINGGI






GAMBAR 27. AMPERE TERLALU RENDAH






GAMBAR 28. BEBAN RENDAH






GAMBAR 29. EFEK PENGONTROLAN POMPA OLEH TANGKI PENGUMPUL






GAMBAR 30. BEBAN BERLEBIH






GAMBAR 31. BEBAN KOTORAN PADAT






GAMBAR 32. START BERULANG ULANG






GAMBAR 33. BEBAN BERFLUKTUASI TAK BERATURAN

Esp

Documents

Transcript of Esp