BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Kebutuhan manusia terhadap energi termasuk kebutuhan terhadap minyak dan gas

bumi meningkat setiap tahunnya. Sebagai konsekuensi dari meningkatnya hal ini

adalah meningkatnya permintaan untuk mengeksplorasi dan mengeksploitasi sumber

daya laut yang baru, hal ni berarti inovasi baru akan selalu ditemukan hal ini berarti

inovasi dan pengembangan akan selalu dilakukan terutama dalam bidang strukur,

teknologi perlengkapan, inspeksi, perbaikan dan optimasi ekonomi akan sumur.

Pengetahuan mengenai perilaku hidrodinamis struktur terapung adalah syarat awal

untuk menentukan pengembangan struktur laut dalam. Setiap jenis platform memiliki

karakteristik tersendiri. Hal ini dipengaruhi oleh jenis struktur dan keadaan

lingkungan.

Pengembangan teknologi pertambangan minyak akhir-akhir ini beralih dari laut

dangkal menuju laut yang dalam (lebih dari 2000 meter). Untuk menjawab tantangan

itu maka sistem struktur baru terus dikembanfan. Sistem laut dalam yang bisa

diterapkan tersiri dari compliant tower (CT), conventional tension leg platforms

(TLP), mini-TLP, semi-FPS (floating production system), truss spar, classic spar,

control buoy (CB), dan unit floating production storage and offloading (FPSO).

Secara garis besar, menurut Soedjono (1998) konstruksi anjungan lepas pantai dapat

dibedakan menjadi 3 golongan utama, yaitu :

• Anjungan terapung (Mobile Offshore Drilling Unit/MODU atau Floating

Production Platform) seperti : semi submersible, drilling ship, tension leg

platform,jack-up, FPSO, dll.

• Anjungan terpancang (Fixed Offshore Platform), seperti : jacket platform,

concrete gravity, tripod,dll.

• Anjungan struktur lentur (Compliant Platform), seperti : Articulated Tower,

Guyed tower,dll.

1

Menurut Arifin (2000) dalam merancang bangunan lepas pantai pertimbangan

penting yang digunakan adalah biaya investasi, perilaku hidrodinamis, kemampuan

mobilitas, serta reliability dalam pengoperasiannya.

Pada perairan tertentu sumber minyak dan gas alam biasanya mempunyai volume

antara kecil hingga sedang dan berada pada lokasi yang terpencar-pencar. Sehingga

menjadikan lokasi ini tidak ekonomis lagi untuk digunakan anjungan terpancang

dalam eksplorasinya. Oleh karena itu pemilihan anjungan terapung (floating

structures) adalah hal yang paling tepat, salah satunya adalah FPSO.

FPSO (Floating Production Storage and Offloading) adalah sebuah fasilitas terapung

yang dipasang di sekitar ladang minyak dan gas bumi lepas pantai yang fungsinya

untuk menerima, memproses, menyimpan dan menyalurkan/mengirim minyak dan

gas bumi, terutama untuk menyalurkan minyak mentah ke tanker. FPSO memiliki

bentuk kapal tanker, biasanya dibuat baru ataupun hasil modifikasi dari tanker yang

biasa menyimpan hidrokarbon yang secara permanen di tambatkan ditempatnya

beroperasi. Tidak seperti kapal kargo yang bisa masuk dok untuk perawatan berkala,

anjungan produksi terapung harus berada di tempat yang tetap untuk periode yang

lama. Hal ini mengakibatkan anjungan tersebut harus memiliki analisa respon yang

lebih kuat.

FPSO ini terdiri dari sebuah struktur pengapung berbentuk sebuah kapal (bangunan

baru atau dari modifikasi kapal tanker yang dialihfungsikan) yang secara permanen

di tambatkan ditempatnya beroperasi. Konfigurasi sistem tambatnya bisa berupa jenis

tambat menyebar (spread mooring type) dan sistem tambat titik tunggal (single point

mooring system). Salah satu jenis single point mooring adalah sistem tambat turret

(turret mooring) (API RP 2SK, 1996).

Pengetahuan tentang perilaku struktur terapung (floating structures) pada laut lepas

adalah persyaratan dasar dalam pengembangan teknologi laut dalam yang

berkelanjutan. Setiap tipe platform mempunyai karakteristik masing-masing.

Karakteristik gerakan pada FPSO misalnya berbeda dengan karakteristik gerakan

2

Tension Leg Platform (TLP) atau SPAR. Di sisi lain, laut lepas memiliki karakteristik

lingkungan sendiri. Karena itu pengetahuan tentang perkiraan respon sebuah struktur

pada suatu lingkungan tertentu sangatlah penting. Menurut Yilmaz dan Incecik

(1994), dengan menghitung beban-beban lingkungan secara komprehensif akan

diketahui respon dinamis FPSO. Beban lingkungan yang bekerja diantaranya adalah

beban gelombang, beban angin dan beban arus.

Pada umumnya respon kapal, mooring lines dan riser tidak dapat dipisahkan satu

sama lain. Offset dari riser dipengaruhi oleh offset kapal yang dibatasi oleh beban

sistem mooring. Offset mooring tergantung pada karakteristik gerakan kapal, yang

mana bisa berubah disebabkan oleh gaya pengembali dan gaya redaman sistem

mooring dan riser. Yang harus menjadi catatan bahwa offset kapal cukup sensitif

terhadap nilai redaman mooring dan riser. Di sisi lain, nilai redaman tergantung pada

amplitudo dan frekuensi gerakan kapal. Respon mooring dan riser sebagian besar

non linier dengan frekuensi natural tidak sama dengan rentang frekuensi gerakan

kapal (Aryawan, 2005).

Salah satu tujuan perhitungan respon dinamis struktur adalah untuk mendapatkan

respon ekstrem dari sistem (gerakan ekstrem, offset mooring ekstrem, tension riser

ekstrem). Cara tradisional untuk melakukan analisa adalah dengan mengecek respon

struktur untuk satu desain data lingkungan seperti gelombang signifikan 100 tahun,

kecepatan angin 100 tahun dan arus 100 tahun. Seperti yang telah dibahas

sebelumnya, setiap floating structure mempunyai karakteristik gerakan khusus.

Prosedur standar analisa respon untuk FPSO terdiri atas :

1. Analisa respon FPSO

2. Analisa mooring,

3. Analisa riser

Untuk menjaga FPSO berada pada posisinya maka harus dibuat suatu sisitem tambat.

Konfigurasi sistem tambat FPSO bisa berupa jenis tambat menyebar (spread mooring

3

type) dan sistem tambat titik tunggal (single point mooring system), Tetapi pada

umumnya berbentuk sistem tambat turret (turret mooring system) (Prastianto, 2006).

Sistem turret mooring didefinisikan sebagai sistem tambat dimana jumlah kaki

catenary mooring yang dipasang pada turret merupakan bagian penting dari FPSO

yang ditambat. Turret terdiri atas bearings yang menyebabkan kapal bisa berputar di

sekitar kaki jangkar. Sistem turret ini memberikan kemampuan kepada FPSO

terhadap weathervane sehingga didapatkan sebuah posisi dimana beban-beban

lingkungan seperti arus, gelombang dan angin di sekitar mooring menjadi kecil.

Sistem turret mooring pertama kali dipergunakan pada tahun 1985 untuk

menambatkan FPSO, sistem yang digunakan adalah external turret mooring.

External turret mooring terdiri dari struktur kotak baja dengan jarak dari haluan atau

buritan yang tetap ataupun bisa ditambah, menyediakan pondasi untuk pengaturan

bearing dan turret yang bias berotasi. Bearing menyediakan tempat tetap untuk

tempat rantai jangkar dan selang transfer fluida untuk dipasang. Kaki rantai di

tambatkan di dasar laut dengan jangkar ataupun piles. Koneksi produk dan utilitas

dibuat diantara fasilitas pada tanker dan dasar laut melalui susunan swivel pada

turret, sehingga tanker bisa weathervane disekeliling tempat yang tetap dan tidak

mengganggu proses produksi.

Pada tugas akhir ini akan dilakukan analisa perilaku dinamis terhadap FPSO yang

menggunakan sistem tambat turret eksternal (gambar 1.1) sehingga diharapkan bisa

memberi pemahaman tentang perilaku dinamis FPSO sebagai pertimbangan dalam

pemilihan jenis sistem tambatnya. Analisa perilaku dinamis FPSO ini menggunakan

software MOSES.

4

Gambar 1.1 FPSO dengan Sistem Turret Mooring Eksternal (Sumber :

singlebuoy.com)

1.2. Perumusan Masalah

Permasalahan yang menjadi bahan kajian dalam tugas akhir ini antara lain :

1. Berapa besar frekuensi natural dan perilaku gerakan di gelombang reguler dari

FPSO dengan sistem external turret mooring untuk arah surge, sway, heave, roll,

pitch, dan yaw ?

2. Bagaimana perilaku dinamis FPSO dengan sistem external turret mooring pada

kondisi gelombang acak ?

3. Berapa besar tension maksimum yang terjadi pada mooring lines dan

displacement yang terjadi ?

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah :

1. Untuk mengetahui besar frekuensi natural dan perilaku gerakan FPSO dengan

sistem external turret mooring untuk arah surge, sway, heave, roll, pitch, dan

yaw pada gelombang reguler

2. Untuk mengetahui spektra respon dinamis FPSO dengan sistem external turret

mooring pada gelombang acak.

5

3. Untuk mengetahui tension maksimum yang terjadi pada mooring lines dan

mengetahui besarnya excursion (displacement).

1.4. Manfaat Penelitian

Dari Tugas Akhir ini diharapkan bisa memberi pemahaman yang baik tentang

perilaku dinamis FPSO dengan sistem external turret mooring sehingga bisa

dijadikan pertimbangan dalam pemilihan sistem tambat (mooring system) pada

FPSO.

1.5. Ruang Lingkup Penelitian

Batasan-batasan yang diberlakukan dalam penelitian ini antara lain :

1. Penempatan external turret mooring berada di haluan (bow)FPSO.

2. Jumlah mooring lines diasumsikan 8 buah dan simetris.

3. Beban yang bekerja adalah beban gelombang, angin dan arus.

4. Gerak FPSO yang ditinjau adalah gerak arah surge, sway, heave, roll, pitch dan

yaw.

5. Perhitungan RAO gerakan FPSO menggunakan software MOSES.

6. Perhitungan tension mooring lines menggunakan software ORCAFLEX

7. Riser tidak dimodelkan.

8. Tinggi sarat yang ditinhau adalah sarat full load dan ballast

9. Tinggi gelombang ditinjau untuk kondisi lingkungan 1 tahun, 10 tahun dan 100

tahun

1.6.Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dalam penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

Bab I. Pendahuluan

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang penelitian yang akan dilakukan,

perumusan masalah, tujuan yang hendak dicapai dalam penulisan tugas akhir ini,

manfaat yang diperoleh, ruang lingkup penelitian untuk membatasi analisa yang

dilakukan dalam tugas akhir ini, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan

laporan.

6

Bab II. Tinjauan Pustaka Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis berpedoman pada beberapa penelitian

tentang struktur bangunan lepas pantai yang pernah dilakukan, teori gelombang,

aplikasi teori keandalan pada struktur lepas pantai serta ketentuan dan peraturan

menegenai struktur yang direkomendasikan oleh API RP2S.

Bab III. Metodologi Penelitian Pada bab ini akan dijelaskan mengenai langkah-langkah pengerjaan dalam

penyelesaian tugas akhir, beserta metode-metode yang digunakan.

Bab IV. Analisa Hasil Dan Pembahasan Pada bagian analisa hasil dan pembahasan ini akan dilakukan analisa perilaku

dinamis pada struktur FPSO dengan sistem external turret mooring dan juga

tergangan dan excursión yang dihasilkan dari mooring lines.

Bab V. Kesimpulan Dan Saran Menjelaskan tentang kesimpulan yang dapat diperoleh dari hasil analisa perilaku

dinamis pada struktur FPSO dengan sistem external turret mooring serta saran-saran

dan tindak lanjut yang dapat dilakukan dari penelitian ini.

7

Halaman ini adalah halaman kosong

8