Perencanaan & Solusi PCP

TEKNIK PRODUKSI NO : TP.03.05

JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan Dan Troubleshooting Progresive Cavity Pump (PCP)

Halaman : 1 / 46 Revisi/Thn : 2/ Juli 2003

Manajemen Produksi Hulu

PERENCANAAN DAN TROUBLESHOOTING

PROGRESIVE CAVITY PUMP (PCP)

1. TUJUAN

Memilih pompa Cavity (model pompa, RPM pompa, HP motor, Jenis drive head ukuran rod,

ukuran motor penggerak, sheave dan belt) sesuai dengan data produksi, konfigurasi sumur dan

karakteristik fluida produksi.

2. METODE DAN PERSYARATAN

2.1 Metode

Metode Quick Selection Guide dengan trial and error

2.2 Persyaratan

Karakteristik sumur dan sifat fluida yang ada memenuhi persyaratan

3. LANGKAH KERJA

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

1. Data-data yang perlu diisikan antara lain :

Data sumur Data produksi Data informasi fluida

2. Berdasarkan pada spesific gravity minyak, pH air dan temperatur, lakukan pemilihan elastomer

(stator).

3. Dengan menggunakan tabel Quick Selection Guide, berdasar data kedalaman fluid level dan laju

produksi yang diharapkan, pilih tipe pompa yang sesuai.

4. Kemudian menguji demensional data pompa pada specification sheet untuk memastikan bahwa

pompa bisa dipasang di dalam casing sumur. Menghitung total dinamic head (TDH) dengan

persamaan :

TDH = Pumping fluid level (ft) + Flow line pressure (psi) x 2.31 (ft/psi)

Masukkan nilai TDH dalam kurva performance pompa.





5. Kembali ke specification sheet dan cek speed guidelines untuk karakteristik medium abrasive.

6. Untuk menentukan HP yang dibutuhkan, gunakan TDH ke dalam kurva performance pompa.

7. Pilih ukuran elektrik motor yang minimum.

8. Tentukan ukuran rod dan drive head yang dipakai berdasarkan grafik pemilihan drive head dan rod.

9. Pilih jenis drive head

10. Pilih aksesoris pompa cavity, RPM dan jenis beltnya.





4. DAFTAR PUSTAKA

1. Saveth K.J and Klein S.T. The Progressing Cavity Pumps Principle and Capabilities, SPE

18873.

2. Klein S.T, Effect of Viscosity, Sand and Gas on The Selection and Operation of Progressing

Cavity Down Hole Pumps. Robbins and Myers Inc., Cavity Oilfield Products, Tulsa, Oklahoma.

3. Robbins and Myers M. Moyno Down Hole Pump Manual. Brosur Robbins and Myers

Company, 1989.

4. Robbins and Myers M. Material of Pump Construction Selection Tables. Brosur Robbins and

Myers Company, January 30, 1989.

5. Robbins and Myers M., Pump Specification-Performance Data, Brosur Robbins and Myers

Company, January 1, 1992.

6. Robbins and Myers M., Pump Specification-Performance Data, Brosur Robbins and Myers

Company, May 1, 1989.

7. Robbins and Myers M., Index: Accessories Section - Belt Drive Selection Tables, Brosur

Robbins and Myers Company, November 30,1989.

8. Robbins and Myers M. Moyno Down Hole Pump : Installation, Operation, and Maintenance

Manual for Drive Head Models DH1O, DH2O, DH3O. Brosur Robbins and Myers Company,

January 30, 1989.

9. Robbins and Myers M. Simplified Pump Selection Procedures. Brosur Robbins and Myers

Company, January 30, 1989.

10. Brown, Kermit E., The Technology of artificial Lift Methods, Volume 2B.

11. Marno, Perencanaan Pompa Moyno Pada Sumur MSJ-15 dan Evaluasi Pompa Moyno pada

Sumur di Lapangan Melibur, Tugas Akhir, Teknik Perminyakan ITB, 1992.

12. www.moyno.com/literature.php, Pump Selection, March 30, 1996

5. DAFTAR SIMBOL

RPM = Rotation Per Menit





TDH = Total Dinamic Head

HP = Horse Power

6. LAMPIRAN

6.1 LATAR BELAKANG

Desain pemasangan pompa Cavity memerlukan pertimbangan-pertimbangan yang cermat, antara

lain :

Pertama, pompa harus dipilih sesuai dengan laju produksi yang direncanakan. Masing-masing pompa memiliki selang laju alir optimum yang berbeda, dimana pada selang laju alir

tersebut tercapai efisiensi maksimum pompa. Sehingga informasi yang akurat mengenai

inflow performance sumur sangat membantu menghindari pemilihan pompa yang terlalu

besar dibandingkan dengan kemampuan pemompaannya (over sizing) atau terlalu kecil

(under sizing).

Kedua, pompa harus mampu menghasilkan tekanan yang cukup untuk mengangkat fluida ke permukaan dan memelihara tekanan di well head. Dalam pompa Cavity, hal ini merupakan

masalah, berkaitan dengan pemilihan jumlah stage pompa secara benar.

Ketiga, ukuran motor yang tepat dapat dipilih untuk menyesuaikan dengan laju alir dan head dengan memperhatikan efisiensi pompa. Performance pompa dan motor juga dipengaruhi

oleh sifat fluida tercampur yang dipompa dari sumur. Oleh karena itu, harus

dipertimbangkan juga faktor-faktor lain seperti densitas fluida, viskositas, kandungan gas,

kekorosian dan keabrasifan fluida.

Pompa Cavity merupakan salah satu alternatif pilihan metoda artificial lift untuk mengangkat

minyak dari dasar sumur ke permukaan. Dua alasan pokok berkaitan dengan pemilihan pompa

Cavity untuk dioperasikan pada suatu sumur sebagai pompa artificial lift, adalah alasan ekonomis

dan alasan teknis. Akan tetapi, kedua alasan tersebut hanya benar jika syarat-syarat operasi pompa

terpenuhi.

6.1.2 Alasan ekonomis

Pompa Cavity memiliki komponen-komponen permukaan dan komponen-komponen di bawah

permukaan yang kompak dan sederhana. Karena kekompakan komponen-komponen tersebut biaya





pemasangan pompa dapat ditekan lebih rendah. Kekompakan komponen-komponen pompa juga

lebih mempercepat dalam pemasangan dan perakitan pompa dibanding dengan sistem pompa

konvensional. Efisiensi yang tinggi pada prinsip progressing cavity, membuat pompa Cavity dapat

dioperasikan dengan biaya yang lebih rendah untuk waktu pemakaian yang lebih lama tanpa

perbaikan.

6.1.2 Alasan teknis

Pompa Cavity sebagai metoda artificial lift yang menerapkan prinsip progressing cavity dapat

didesain secara cepat untuk diaplikasikan dalam berbagai kondisi. Pompa ini mampu memompa

dengan laju alir 2 sampai 2000 BFPD, kedalaman efektif setting pompa sampai 4000 ft, dapat

mengangkat minyak dengan oil gravity dari 5 sampai 50 oAPI. Prinsip pengoperasian progressing

cavity yang unik memungkinkan pompa Cavity menangani berbagai macam fluida dengan

menurunkan emulsifikasi dan gaya geser dan menghilangkan rod drop yang disebabkan oleh minyak

berat. Dengan tidak adanya internal valving pada pompa Cavity menyebabkan tidak terjadi gas lock

seperti halnya yang terjadi pada pompa konvensional.

Pompa Cavity yang memiliki konstruksi sederhana menimbulkan gesekan yang rendah selama

operasinya sehingga menghasilkan efisiensi mekanik yang tinggi. Tenaga yang digunakan oleh

pompa hanya dipakai untuk pengangkatan fluida produksi saja, tidak seperti pompa sucker rod.

Keseragaman kompresi antara rotor dan stator menghasilkan slip yang sangat rendah, dan hal ini

menjamin efisiensi volumetrik tetap tinggi. Belt atau kontrol hidrolik memudahkan dalam merubah

kecepatan pompa untuk berbagai laju produksi sumur. Alat-alat perubah kecepatan dan gear reducer

dapat dipasang untuk mempermudah pengaturan kecepatan dan untuk memperlebar selang kecepatan

pompa.

6.2 PERTIMBANGAN UMUM DALAM PERENCANAAN POMPA CAVITY

Pemilihan ukuran pompa Cavity untuk dioperasikan di setiap sumur adalah mudah dan

sederhana jika semua data sumur yang diperlukan diketahui dan seluruh peralatan pompa tersedia.

Setiap pompa yang dioperasikan khusus disesuaikan dengan kondisi sumur dan sifat fluida sumur

yang akan dipompa.

6.2.1 Data sumur yang diperlukan





Data awal yang digunakan untuk pertimbangan pemilihan ukuran pompa adalah sangat

penting dan harus akurat supaya dalam penentuan ukuran unit pompa sesuai dengan kondisi sumur.

Data yang diperlukan dapat dikelompokkan dalam empat kategori umum :

1. Inflow performance sumur

2. Demensi fisik sumur

3. Sifat-sifat fluida sumur

4. Kebutuhan akan sumber energi

1. Inflow performance sumur dapat menggambarkan kemampuan laju alir maksimum sumur

tersebut dan juga bisa menentukan besarnya tekanan untuk setiap laju alir dibawah laju alir

maksimum. Inflow performance umumnya dinyatakan sebagai tekanan statik pada kedalaman

tertentu ditambah tekanan alir pada laju alir minimum. Jika tidak ada gas bebas di dalam sumur,

maka tekanan dapat dinyatakan sebagai ketinggian kolom fluida. Tekanan untuk laju alir yang

lain ditentukan dengan perluasan data inflow performance melalui dua cara yang diijinkan. Garis

lurus produktivity indeks (PI) dapat digunakan jika tidak ada gas bebas atau jika seluruh gas

terlarut dalam cairan. Kurva inflow performance relationship (IPR) tidak linier dapat digunakan

apabila tekanan reservoir di bawah tekanan buble point (Pb), dengan demikian menyebabkan gas

keluar dari larutan dan terbentuk aliran dua fasa di dalam reservoir. Dengan diketahuinya

kemampuan laju alir sumur, maka dapat dipilih ukuran pompa yang sesuai sehingga tidak terjadi

oversizing atau undersizing.

2. Diameter casing menentukan diameter maksimum pompa (stator) yang akan dipasang pada sumur

tersebut. Hal ini penting oleh karena biasanya pemasangan yang paling efisien akan diperoleh bila

memakai pompa dengan diameter terbesar, yang dimungkinkan, dan mempunyai selang alir yang

tepat. Kedalaman bottom hole dan kedalaman interval perforasi secara berturut-turut menentukan

kedalaman maksimum pompa dapat dipasang dan menentukan kedalaman di mana pompa dapat

dipasang secara aman. Jika sumur berperforasi banyak menghasilkan pasir maka pompa diset di

atas perforasi, jika fluida banyak mengandung gas maka pompa diset di bawah perforasi bila

dimungkinkan.

3. Spesifik grafity dan prosentase liquid dan gas yang tercampur dalam fluida sumur yang akan

dipompa menentukan harga horsepower motor yang diperlukan. Oleh karena itu diperlukan data

mengenai spesifik gravity air dam gas, API gravity minyak, water cut dan GOR. Viskositas juga

diperlukan sebab kurva performance pompa dikembangkan berdasarkan pada air (H2O), sehingga





jika viskositas fluida jauh lebih besar dari viskositas air, maka harus dilakukan koreksi terhadap

head pompa maupun kurva horsepower. Data PVT dalam bentuk tekanan, solution gas oil ratio,

dan formation volume factor diperlukan jika terdapat gas bebas di dalam sumur. Jika data PVT

tidak tersedia maka dapat diperkirakan dengan memakai korelasi yang tersedia.

4. Informasi lain yang tidak berhubungan dengan sumur dan reservoir tetapi lebih cenderung

berhubungan dengan sistem pemompaan, juga diperlukan. Voltase power supply yang tersedia

menentukan ukuran transformer dan komponen-komponen listrik yang lain. Ukuran tubing

biasanya dihubungkan dengan diameter pompa dan menentukan besarnya friction loss yang

terjadi, yang diperlukan dalam perhitungan total dinamic head.

6.2.2 Total dinamic head ( TDH )

Total dinamic head adalah total head yang diperlukan pompa untuk berproduksi pada laju alir

yang ditetapkan. Beberapa penjelasan mungkin diperlukan di sini untuk menggambarkan total

dinamic head. Beberapa perusahaan pompa begitu juga para design engineer berpendapat bahwa

total dinamic head merupakan tekanan alir di well head dalam feet ditambah friction loss sepanjang

pompa sampai well head ditambah effective lift. Effective lift depth adalah kedalaman di mana

pompa dapat dipasang sehingga berproduksi sebesar laju alir yang ditetapkan.

Secara lebih khusus, pada pemompaan fluida tanpa gas, total dinamic head adalah jumlah dari:

1. Friction loss sepanjang tubing dan flow line dalam feet.

2. Perbedaan elevasi antara tujuan akhir aliran fluida produksi dengan kedalaman pompa.

3. Beberapa losses yang disebabkan oleh valve maupun separator.

4. Dikurangi dengan head yang disebabkan oleh ketinggian kolom fluida di atas pompa.

Perhitungan dapat dilakukan dengan menggunakan satuan tekanan, jika densitas fluida sama

besarnya di seluruh sistem pemipaan. Akan tetapi, jika terdapat gas bebas maka densitas fluida tidak

sama secara menyeluruh dan perhitungan harus dibuat dalam satuan psi dan kemudian dikonversikan

ke head agar bisa dipakai pada kurva performance pompa.

6.2.3 Pedoman pemilihan pompa cavity

Jika kondisi sumur dan sifat-sifat fluida memenuhi batasan diberlakukannya penggunaan

pompa Cavity, maka langkah pemilihan ukuran unit pompa dapat dimulai. Diberikan cara untuk

mempermudah dalam pemilihan awal ukuran unit pompa yaitu dengan Quick Selection Guide. Data





awal yang diperlukan adalah head pompa (feet) dan laju alir produksi yang diinginkan (BPD). Dari

dua data tersebut dapat dipilih ukuran unit pompa yang sesuai, yaitu ukuran pompa, RPM pompa,

HP motor, jenis drive head, dan ukuran rod. Pilihan unit pompa tersebut bukanlah hasil akhir dari

pemilihan pompa, melainkan baru dalam dalam tahap pertama dari trial and error. Untuk

mengetahui apakah pompa tersebut sesuai atau tidak jika dioperasikan pada suatu sumur, maka harus

mengalami beberapa tahap pengujian. Untuk lebih jelasnya dibahas pada sub bab prosedur pemilihan

pompa Cavity.

6.3 PROSEDUR PEMILIHAN POMPA CAVITY

Untuk memilih ukuran unit pompa Cavity yang sesuai dengan suatu kondisi sumur, maka

paling sedikit harus diketahui data mengenai kedalaman setting pompa, tekanan flow line, laju fluida

produksi, dan sifat-sifat khusus fluida sumur. Berikut adalah langkah-langkah untuk menentukan

model pompa yang tepat, material pembentuk pompa, jenis drive head, ukuran rod, horse power

yang diperlukan, ukuran motor penggerak, sheave dan belt.

Tahap-tahap perencanaan umum pompa Cavity adalah sebagai berikut :

Pengambilan data sumur Evaluasi Api gravity dan karakteristik fluida sumur Penentuan laju produksi dan kedalaman setting pompa Penentuan ukuran pompa dan kecepatan operasi pompa Penentuan ukuran prime mover Pemilihan drive head dan rod Pemilihan ukuran accessories pompa

6.3.1 Pengambilan data sumur

Langkah awal dalam pendesainan pompa Cavity adalah mengetahui kondisi sumur secara rinci

(sebagai contoh dalam hal ini pompa Cavity yang dipakai sering disebut sebagai Moyno pump),

yaitu dengan mengisi dan melengkapi Moyno Down Hole Pumps Application Data Sheet. Di dalam

lembar isian data (Application Data Sheet) terdapat tiga jenis isian data yang harus dilengkapi, yaitu:

data sumur, data produksi, dan data informasi fluida.





Data sumur dan sifat-sifat fluida akan menentukan apakah pompa Cavity dapat dioperasikan di

sumur tersebut atau tidak. Apabila ada kemungkinan untuk dioperasikan, maka sifat-sifat fluida

sumur tersebut yang menjadi acuan dan pertimbangan dalam pemilihan jenis material pembentuk

pompa (rotor dan stator), sedangkan jenis dan ukuran pompa didasarkan pada data dimensi sumur

yang diperoleh.

6.3.2 Evaluasi API gravity dan karakteristik fluida sumur

Dari analisa fluida reservoir dapat diketahui jenis kandungan kimia fluida reservoir, jenis gas,

dan sifat-sifat lain dari fluida yang terproduksi. Seluruh informasi tentang fluida reservoir sangat

membantu dalam menentukan bahan dan jenis pompa yang sesuai dengan sifat-sifat fluida tersebut.

Perusahaan Robbins & Myers Inc. telah membuat pedoman tentang kesesuaian antara material

pembentuk pompa dengan bahan kimia yang terkandung dalam fluida. Pedoman tersebut banyak

membantu dalam memilih material pompa yang sesuai untuk diterapkan dalam suatu sumur yang

memiliki sifat-sifat fluida tertentu.

Berdasar hasil pengujian di laboratorium, pompa cavity mampu memompa fluida yang

mempunyai API gravity antara 5 sampai 50 oAPI. Di luar selang tersebut pompa tidak mampu

beroperasi secara efektif. Di samping untuk menegaskan apakah pompa Cavity bisa dioperasikan

atau tidak, penentuan oAPI gravity juga berfungsi untuk pemilihan jenis rotor dan stator. Kecocokan

antara sifat fluida dengan jenis bahan pembentuk pompa dapat dilihat pada Lampiran.

6.3.3 Penentuan laju produksi dan kedalaman setting pompa

Pompa Cavity mampu mengangkat fluida sampai kedalaman setting pompa 4000 ft, dan laju

maksimum mencapai 2000 BPD. Tiap jenis pompa Cavity mempunyai kemampuan mengangkat

dengan head dan laju produksi yang berbeda. tergantung pada jumlah stage, putaran dan eccentricity

pompa. Acuan utama dalam memilih jenis pompa Cavity adalah kedalaman setting pompa dan laju

produksi yang diinginkan.

Dalam menentukan setting pompa perlu dipertimbangkan apakah sumur diproduksi secara

open hole atau secara perforation casing. Jika fluida produksi termasuk tipe sandy (berpasir), maka

pompa diset di atas selang perforasi atau di atas selang open hole. Sebaliknya jika formasi tidak

bertipe sandy tetapi banyak mengandung gas bebas, maka pompa diset di bawah daerah perforasi

jika dimungkinkan.





Perkiraan laju produksi pemompaan didasarkan pada inflow performance sumur tersebut.

Aturan pokok yang harus dipatuhi adalah perkiraan laju produksi pemompaan harus lebih rendah

dari laju produksi maksimum yang digambarkan dalam inflow performance sumur. Hal ini untuk

menghindari pengoperasian pompa dalam kondisi run dry, yang akan mempercepat kerusakan

pompa.

Bila head pompa dan laju produksi yang diinginkan telah ditentukan, maka pemilihan awal

unit pompa dapat dimulai dengan menggunaan Quick Selection Guide. Dari dua data tersebut dapat

ditentukan ukuran unit pompa yang sesuai, meliputi stage pompa, RPM pompa, HP motor, jenis

drive head, dan ukuran rod. Pilihan unit pompa tersebut bukan hasil akhir dari pemilihan pompa,

melainkan baru dalam tahap pertama trial and error. Untuk mengetahui apakah pompa tersebut

sesuai atau tidak jika dioperasikan pada suatu sumur, maka harus mengalami beberapa tahap

pengujian.

6.3.4 Penentuan ukuran pompa dan kecepatan operasi pompa

Dalam tahap ini dipakai lembaran spesifikasi pompa sesuai dengan model pompa yang terpilih

melalui Quick Selection Guide. Lembaran spesifikasi pompa terdiri dari dua bagian utama.

Bagian pertama berisi keterangan-keterangan dari model pompa, mengenai : o spesifikasi dan demensi pompa o jenis material pembentuk rotor dan stator o speed guidlines o pedoman pemilihan drive head dan rod o rekomendasi pemasangan pompa dan peralatan tambahan.

Bagian kedua berisi grafik performance pompa dari setiap model pompa. Data yang tertera pada spesifikasi dan demensi pompa memberikan petunjuk, apakah pompa yang

akan dipasang sesuai dengan demensi sumur. Jika dimensi dan spesifikasi pompa sesuai dengan

dimensi sumur maka langkah selanjutnya adalah menentukan kecepatan pompa yang diperlukan

dengan menggunakan grafik performance pompa. Data yang diperlukan untuk menentukan RPM

pompa adalah total dynamic head (TDH-ft H2O) dan laju produksi (BPD). Dari head yang diperoleh

dari tahap sebelumnya, ditarik garis vertikal ke atas sampai berpotongan dengan garis yang ditarik

secara horisontal dari laju produksi (BPD), titik perpotongan tersebut menyatakan besarnya RPM





yang diperlukan. Jika titik perpotongan tersebut tidak tepat berada di garis kurva RPM, maka untuk

menentukan besar RPM tersebut dilakukan interpolasi antara dua garis RPM (RPM line) pada chart.

Dengan mempertimbangkan API gravity dan karakteristik material abrasive dari fluida

formasi, ditentukan apakah kecepatan putar yang diperoleh tersebut melebihi batas maksimum yang

diijinkan (speed guidlines). Jika memang melebihi batas maksimum maka dipilih model pompa yang

lain yang memiliki kapasitas lebih besar dan prosedur di atas diulangi. Jika hal ini terjadi pada

pompa yang berkapasitas paling besar, maka laju produksi harus diturunkan.

6.3.5 Penentuan ukuran prime mover

Penentuan horse power menggunakan grafik performance pompa untuk model pompa yang

sama dengan langkah sebelumnya. Untuk menentukan besar horsepower yang diperlukan, ditarik

garis vertikal dari total head sampai memotong garis kurva HP (garis hitam putus-putus) untuk harga

RPM yang telah ditentukan pada langkah sebelumnya. Dari titik potong tersebut ditarik garis

horisontal ke kanan, kemudian dibaca harga running HP yang diperlukan. Horsepower yang

diperlukan untuk starting sama dengan 1,5 kali running HP.

Di dalam menentukan ukuran motor elektrik yang minimum, dipilih horse power yang lebih

besar antara HP yang diperoleh pada langkah di atas dengan HP motor yang diberikan dalam tabel

Electric Motor-Size.

6.3.6 Pemilihan drive head dan rod

Dari tahap sebelumnya telah ditentukan ukuran rotor dan stator, kecepatan rotasi (RPM), dan

HP motor yang sesuai dengan karakteristik fluida dan laju produksi yang diinginkan. Langkah

selanjutnya adalah menentukan jenis drive head dan ukuran rod. Drive head dan rod yang terpilih

harus mampu bekerja dengan baik untuk range kecepatan dan kedalaman yang telah ditentukan di

atas.

Untuk menentukan jenis drive head dan ukuran rod yang cocok, digunakan lembaran

spesifikasi pompa bagian pertama, tepatnya di bagian keterangan di bawah Drive Head and Rod

Selection. Pemilihan diberikan dalam bentuk pernyataan atau dalam bentuk chart. Bila memakai

chart diperlukan data kedalaman setting pompa (ft) dan RPM, di mana kedua data tersebut telah

ditentukan pada langkah sebelumnya. Pada titik perpotongan, pilih drive head dan ukuran rod yang





cocok yang diberikan dibagian atas chart. Perlu diperhatikan untuk mengecek beberapa keterangan

dapat dibaca di bagian notes.

6.3.7 Pemilihan ukuran accesories pompa

Penentuan ukuran asesories pompa adalah prosedur tahap terakhir dalam desain pompa Cavity.

Penentuan ukuran asesories pompa meliputi penentuan ukuran sheaves, jumlah dan ukuran belt, dan

ukuran bushing. Berdasarkan drive head yang terpilih kita tentukan tipe dari drive head tersebut. Ada

dua tipe drive head, yaitu Right Angle Drive dan Direct Drive. Pemilihan tipe drive head didasarkan

pada RPM pompa tersebut (RPM pompa yang telah ditentukan pada tahap sebelumnya). Untuk

menentukan ukuran asesories pompa digunakan tabel asesories sesuai dengan tipe drive head

terpilih. Untuk keperluan tersebut diperlukan dua data masukan, yaitu RPM pompa dan HP motor.

Tabel asesories untuk tiap-tiap tipe drive head diberikan pada Lampiran.

6.4 CONTOH PERENCANAAN PEMILIHAN POMPA CAVITY (MOYNO PUMP)

Data sumur yang diperlukan dalam perencanaan pompa Cavity

Pump setting depth : 3500 ft

Pumping fluid level : 3250 ft

Flow line pressure : 65 psi

Production rate : 340 bfpd

Oil gravity : 22 API

pH of water : 6.5

Abrasion : Medium

Casing : 7 inc

Temperatur @ pump : 130 oF

Tahap-tahap perencanaan pompa Cavity

1. Berdasar pada oil gravity, pH of water, dan temperatur, pilih RM-102 elastomer (stator) dan

chrome plated alloy steel rotor.

2. Dengan menggunakan tabel Quick Selection Guide, berdasar data Pumping fluid level dan

production rate yang diharapkan, dipilih pompa tipe 40-N-095.





3. Kemudian menguji demensional data pompa 40-N-095 pada spesification sheet unttuk

memastikan bahwa pompa bisa dipasang di dalam casing sumur. Menghitung total dynamic

head (TDH) dengan menggunakan persamaan :

TDH = Pumping fluid level (ft) + Flow line pressure (psi) x 2.31 (ft/psi)

= 3250 + (65 x 2.31) = 3400 ft.

Masukkan nilai TDH (3400 ft) ke dalam kurva performance pompa (40-N-095), tarik garis

vertikal sampai memotong garis 340 bfpd. Titik perpotongan pada garis hitamsebesar 400 RPM.

4. Kembali ke specification sheet dan cek dengan speed guidelines untuk karakteristik medium

abrasive. Untuk fluida dengan medium abrasive, diijinkan mengoperasikan pompa sampai 300

RPM sebagai batas maksimumnya. Jadi kecepatan putar 400 rpm dinilai terlalu tinggi untuk

pompa tersebut. Oleh karena itu, dipilih pompa lain yangg lebih besar kemampuannya yaitu 40-

N-165. Langkah 3 dan 4 diulangi lagi untuk pompa 40-N-165. Hasilnya, untuk produksi sebesar

340 bfpd dengan head 3400 ft diperlukan putaran pompa 300 rpm. Kecepatan tersebut diijinkan

untuk fluida dengan karakteristik medium abrasive.

5. Untuk menentukan HP yang dibutuhkan, masukkan TDH ke kurva performance pompa dan

tarik garis vertikal sampai memotong titik pada garis putus-putus HP @ 300 RPM. Kemudian

tarik garis horisontal ke kanan, dan diperoleh running HP sebesar 13.5

6. Untuk menentukan ukuran elektrik motor yang minimum, bandingkan running HP (yaitu, 13.5

HP) dengan minimum elektrik motor size pada chart (yaitu, 15 HP). Dalam hal ini, pilih harga

HP yang terbesar (yaitu, 15 HP elektrik motor).

7. Berdasar chart pemilihan drive head dan rod, menunjukkan bahwa dengan ukuran 1.0 inch,

maka harus digunakan drive head DH-30.

8. Jenis drive head yang dipilih adalah Right Angle Drive.

9. Motor yang dipilih memiliki kecepatan putar 1160 RPM dengan BX belt. Dengan memakai

chart (tabel) yang sesuai diperoleh :

pump speed : 307 RPM

diameter motor sheave : 9.4 inch

gear reducer sheave : 9.4 inch

jenis belt : BX belt

jumlah belt yang diperlukan : 2





tipe bushing : SK (1 87 dan 1 2

1 )

Hasil Perencanaan

40-N-165, RM-102 elastomer stator 40-N-165, chrome plated alloy steel rotor

Drive Head DH-30, Right Angle Drive w/ 1.0 inch Rod Electric Motor 15 HP, 1160 rpm 2B 9.4 inch motor sheave w/ 1 7/8 inch SK bushing 2B 9.4 inch gear reducer w/ 1 inch SK bushing

2BX60 belt

RPM Pompa 307 rpm

Tabel 6.1

Pedoman Awal Pompa Cavity





Gambar 6.1

Grafik Performance Pompa Moyno 40-N-095





Gambar 6.2

Grafik Performance Pompa Moyno 40-N-165





Gambar 6.3 Grafik Pemilihan Drive Head dan Rod untuk Pompa 40-0-095

Tabel 6.2 Speed Guidline untuk Pompa 40-N-095





Gambar 6.4 Grafik Pemilihan Drive Head dan Rod Untuk Pompa 40-N-165

Tabel 6.3 Speed Guidline untuk Pompa 40-N-165





Tab

el 6

.4

Tab

el P

emili

han

Aks

esor

is Po

mpa

Moy

no





7. LAMPIRAN

TABEL 1

Data Sheet Yang di Gunakan Dalam Perhitungan

MOYNO@ DOWN HOLE PUMPS COMPANY : ________________________

APPLICATION DATA SHEET ________________________

WELL # : ________________________

LOCATION : ________________________

________________________

WELL DATA : PRODUCTION DATA :

Total Depth ___________Ft PAST DESIRED

Pump Setting Depth ___________Ft Total BFPD __________ ___________

Casing Size __________In BOPD __________ ___________

Open Hole Form _________ To _________Ft BWPD __________ ___________

Casing Perforation _________ To _________ Ft MCFD __________ ___________

Tubing Size _________In GOR __________ ___________

Flow Line Length and Size ________ Ft _________ In Gas Gravity __________ ___________

Bottom Hole Temperature ________oF Oil Gravity(oAPI)_______ ___________

Bottom Hole Pressure _________ PSI

Deviation _________ o

FLUID INFORMATION :

Any fluid analysis available____Yes____No. If yes please submit. If no, please submit sample of well fluid

Ph of the fluid __________________________

Are they presently using any parafin control chemicals Yes______ No _______

__If yes, what is the chemical name _______________________Manufacture _____________________

__Method of treatment _________________________________________________________________

__In what concentration_________________________________________________________________





Are They presently using any corrosion inhibitors Yes________ No ________

__If yes, what is the chemical name ___________________Manufacturer_________________________

__Method of treatment _________________________________________________________________

__In what concentration_________________________________________________________________

Any past sand problems Yes________ No ________ if yes, what percentage sand ____________

Any H2S present Yes_________ No _________ if yes, what percentage sand ____________

Any CO2 present Yes_________ No _________ if yes, what percentage sand ____________

What type of prime mover will be used _____________________________________________________

NOTES :

_____________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Originators signature __________________________________________ Date ____________________





TABEL 2





(LANJUTAN)





TABEL 3 PEDOMAN AWAL PEMILIHAN POMPA MOYNO





TABEL 4 LEMBARAN SPESIFIKASI POMPA MOYNO





TABEL 4 (Lanjutan)





LEMBARAN SPESIFIKASI POMPA MOYNO





TABEL 4 (Lanjutan)

LEMBARAN SPESIFIKASI POMPA MOYNO





TABEL 4 (Lanjutan) LEMBARAN SPESIFIKASI POMPA MOYNO





TABEL 5 GRAFIK PERFORMANCE POMPA MOYNO





TABEL 5 (LANJUTAN)





GRAFIK PERFORMANCE POMPA MOYNO





TABEL 5 (LANJUTAN)

GRAFIK PERFORMANCE POMPA MOYNO





TA

BE

L 5

(LA

NJU

TAN

)

GR

AFI

K P

ER

FOR

MA

NC

E PO

MPA

MO

YN

O





TABE

L 6

TA

BEL

PEM

ILIH

AN

DR

IVE

TYPE

DA

N A

CC

ESSO

RIS

PO

MPA

MO

YN

O





TA

BE

L 6

( LA

NJU

TAN

) TA

BEL

PEM

ILIH

AN

DR

IVE

TYPE

DA

N A

CC

ESSO

RIS

PO

MPA

MO

YN

O





TA

BE

L 6

(LA

NJU

TAN

) TA

BEL

PEM

ILIH

AN

DR

IVE

TYPE

DA

N A

CC

ESSO

RIS

PO

MPA

MO

YN

O





TABEL 7

KARAKTERISTIK ELASTOMER STATOR

RM-102 MEDIUM HIGH ACRYLONITRILE

- Mempunyai ketahanan terhadap oil dan solvent.

- Dipakai pada minyak dengan SG lebih kecil dari 30 API.

- Fluida dengan kandungan sedikit gas.

- Merupakan elastomer terbaik untuk lingkungan CO2.

- Pemekaran bahan (swell) terhadap air rendah.

- Memiliki sifat-sifat mekanik yang sangat bagus.

- Sangat bagus dalam ketahanan terhadap abrasi.

- Maksimum temperatur kerja 200 oF.

- Biaya pembentukan sedang.

- Mudah dalam pembentukan elastomer.

RM-136 ULTRA HIGH ACRYLONITRILE

- Mempunyai ketahanan yang sangat bagus terhadap oil dan solvent.

- Umum digunakan pada oil dengan SG 30 API atau lebih tinggi.

- Air dengan TDS tinggi atau yang mempunyai kecenderungan membentuk scale.

- Mempunyai ketahanan yang lebih terhadap pemekaran elastomer (swell) yang disebabkan oleh

chemical treating.

- Pemekaran elastomer (swell) terhadap air rendah.

- Memiliki sifat-sifat mekanik yang bagus.

- Maksimum temperatur kerja 225 F.

- Biaya pembuatan lebih tinggi, sukar dibentuk.

RM-140 VERY HIGH ACRYLONITRILE

- Mempunyai ketahanan yang sangat bagus terhadap oil solvent.

- Sangat bagus ketahanan terhadap air, uap, dan amine.

- Tahan terhadap Hydrogen Sulfide (H2S), sampai 15000 ppm.





- Dipakai bila fluida mengandung Iron Sulfide (FeS).

- Memiliki sifat-sifat mekanik yang bagus.

- Tahan terhadap abrasi.


- Mahal dalam pembuatan dan sukar dalam pembentukan.

C-119 FLUOROELASTOMER (experimental)

- Paling tahan terhadap oil dan solvent.

- Tahan terhadap air dan steam.

- Tidak tahan terhadap a mine.

- Memiliki sifat mekanik yang kurang baik.

- Ketahanan terhadap abrasi rendah.


- Ketahanan terhadap Keton rendah.

- Ketahanan terhadap asam sangat bagus.

- Sangat mahal dan sukar dibentuk.





TROBLE SHOOTING PROGRESSIVE CAVITY PUMP (PCP)

GEJALA TANDA-TANDA KEMUNGKINAN PENYEBAB

ANJURAN UNTUK PERBAIKAN

Tak ada aliran fluid keluar dari pompa

As penggerak pompa tidak berputar

1. Belt/pulli longgar/ terlepas

2. Motor listrik tidak mendapat aliran listrik

3. Motor mengalami

kerusakan 4. Bearing (laher) atau

poros mengalami kerusakan

5. Kawat aliran listrik ke motor salah memasangnya

1. Kencangkan atau ganti sabuk (belt) atau pulli

2. Cek sekering, daya listrik ataupun controllenya

3. Ganti motor 4. Hubungi pabriknya 5. Lihat manual pompa dan

benarkan

As penggerak pompa berputar

1. Rod/stang patah 2. Kebocoran di pipa salur

(tubing) 3. Sambungan tubing

terlepas 4. Rotor mengalami

kerusakan 5. Rotor tidak terpasang

dengan baik (pas di stator) 6. Pompa mengalami

kerusakan / stator rusak 7. Rotor terlalu dalam

sampai dibawah stator 8. Rusak karena asam/zat

kimia atau karena tekanan 9. Peletakan stator terbalik

1. Ganti rod 2. Perbaiki/cek apakah gesekan

terjadi antara tubing dengan rod (kalau benar, sebaiknya dipasang rod guide)

3. Angkat tubing/betulkan 4. Ganti rotor 5. Cek spasi rotor/ turunkan rotor 6. Ganti stator/diskusikan

dengan pabrik pompa 7. Naikkan sampai stator 8. Ganti alat dan tanyakan ke

service company 9. Lihat manual pompa, pasang

stator dengan benar







As berputar terlalu lambat

1. Pulli salah ukuran 2. Belt tergelincir (slip) 3. Problem motor 4. Pemasangan daya salah 5. Pemilihan kecepatan

motor salah

1. Cek ukurannya/ganti puli dengan ukuran yang sesuai

2. Kencangkan belt/ganti dengan ukuran yang sesuai

3. Cek motor dan terminal listrik 4. Perbaiki daya di terminal

listrik 5. Ganti motor listriknya

Produksi menurun terhadap waktu

1. Temperatur pompa terlalu tinggi

2. Stator melunak karena zat kimia/minyak aromatik

3. Pompa tersumbat kotoran /padatan/pasir

4. Pompa terkena zat yang abrasif

1. Ganti dengan rotor/stator yang tahan temperatur tinggi

2. Ganti stator dan cek fluida yang lewat/akan digunakan

3. Pompakan cairan diatas

pompa (back flushed) 4. Cepatkan pompa dan ganti

stator (achirnya) Aliran kecil Laju produksi

konstant tetapi relatif kecil (as berputar benar)

1. Lubang masuk pompa tersumbat kotoran

2. Ukuran rotor tidak pas 3. Disain pompa salah 4. Sumur kering 5. GLR terlalu tinggi 6. Rotor/stator

mengalami keausan 7. Kebocoran tubing

1. Tarik pompa dan bersihkan lubang masuk (backflushed)

2. Temperatur terlalu rendah dari perkiraan ganti rotor dengan ukuran yang sesuai

3. Redisain pompa dan ganti pompa yang benar

4. Cek potensial reservoir 5. Turunkan kedudukan

pompa/gunakan gas separator

6. Naikkan kecepatan pompa 7. Tubing diganti/perbaiki







Putaran drivehead terlalu lambat

1. Pulli salah ukuran 2. Belt selip 3. Problem motor 4. Pemasangan daya di

motor salah 5. Pemilihan kecepatan

motor salah

1. Cek pulli dan ganti 2. Kencangkan belt/ganti belt

dengan ukuran yang sesuai 3. Cek kecepatan motor/

terminal listrik 4. Cek power di trafo 5. Ganti motor listrik

Aliran naik/ turun

Laju tak tetap 1. GLR tinggi di lubang masuk pompa

2. Rotor terlalu dalam

menyentuh penyetop di dasar sumur

3. Rod bengkok karena lubang sumur miring

4. Pompa tak cukup terlumasi

1. Turunkan kedudukan pompa/ gunakan gas separator

2. Naikkan rotor supaya masuk tepat ke stator

3. Maksimum PCP 5, gunakan

centralizer 4. Ganti ke pompa lebih tinggi

klasnya Packing bocor Cairan produksi

bocor di packing Untuk bisa bekeja effektif packing memang harus bocor sedikit

1. Pipa salur (flowline) tersumbat/ tertutup

2. Kebocoran di kepala sumur

3. Penyetelan packing 4. Penyetelan terlalu kuat 5. Tekanan alir terlalu tinggi 6. Packing mengalami

keausan

1. Cek kebuntuan pipa salur 2. Betulkan/keraskan/cek valve

di kepa alumur 3. Ratakan pengerasan 4. Ratakan penyetelan 5. Cek dengan representative

pabrik pompa 6. Ganti packingnya

Perencanaan & Solusi PCP

Documents

Transcript of Perencanaan & Solusi PCP