4 Sistem Sirkulasi

8/13/2019 4 Sistem Sirkulasi

1/11

M O D U L 4S I S T E M S I R K U L A S I

4 . 1 . P E N D A H U L U AN

Tujuan utama dari sistem sirkulasi pada suatu operasi pemboran adalahuntuk mensirkulasikan fluida pemboran (lumpur bor) ke seluruh sistempemboran, sehingga lumpur bor mampu mengoptimalkan fungsinya.Sistem sirkulasi pada dasarnya terdiri dari empat komponen, yaitu :1. Fluida pemboran (lumpur bor),2. Tempat persiapkan,. !eralatan sirkulasi, dan". #onditioning area.

4 . 2 . L U M P U R P E M B O R AN ( DRILLING FLUID, MUD)

Fluida pemboran merupakan suatu $ampuran $airan dari beberapakomponen yang dapat terdiri dari : air (ta%ar atau asin), minyak, tanah liat ($lay),bahan&bahan kimia, gas, udara, busa maupun detergent. 'i lapangan fluidadikenal sebagai lumpur (mud).

umpur pemboran merupakan faktor yang penting serta sangatmenentukan dalam mendukung kesuksesan suatu operasi pemboran.*e$epatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangattergantung pada kinerja lumpur pemboran.

Fungsi lumpur dalam suatu operasi pemboran antara lain adalah sebagai berikut

: +engangkat $utting ke permukaan.

+endinginkan dan melumasi bit dan drill string.

+emberi dinding lubang bor dengan mud $ake.

+engontrol tekanan formasi.

+enahan $utting dan material pemberat sirkulasi lumpur dihentikan.

+elepaskan pasir dan $utting dipermukaan.

+enahan sebagian berat drill pipe dan $utting (bouyan$y efe$t).

+engurangi effek negatif pada formasi.

+endapatkan informasi (mud log, sampel log).

+edia logging.

4.2.1. Komposisi Lumpur Pm!or"#.

*omposisi lumpur pemboran ditentukan oleh kondisi lubang bor dan jenisformasi yang ditembus oleh mata bor.da dua hal penting dalam penentuan komposisi lumpur pemboran, yaitu :

Semakin ringan dan en$er suatu lumpur pemboran, semakin besar laju

penembusannya.

Semakin berat dan kental suatu lumpur pemboran, semakin mudah untuk

mengontrol kondisi diba%ah permukaan separti masuknnya fluida formasi

S i s t e m S i r k u l a s i 4 $ 1


2/11

bertekanan tinggi (dikenal sebagai ki$k). -ila keadaan ini tidak dapat diatasimaka akan menyebabkan semburan liar (blo%out).

4.2.2. %#is Lumpur Pm!or"#

!enentuan lumpur pemboran yang digunakan dalam suatu operasipemboran didasarkan pada kondisi ba%ah permukaan dari formasi yang sedangditembus.Fluida pemboran yang umum digunakan dalam suatu operasi pemboran dapatdigolongkan menjadi tiga jenis, yaitu :1. ater & based mud2. /il & based mud. ir or 0as & based mud

". &"'r$B"s Mu!ada lumpur pemboran jenis %ater&base mud, at komponen yang paling

banyak digunakan adalah %ater base mud (kurang lebih 34). *omposisilumpur ini terdiri dari air ta%ar atau air asin, $lay dan $hemi$al additi5es.*omposisi ini ditentukan oleh kondisi lubang bor.

!edoman operasional dalam pembuatan %ater base mud se$ara umumadalah sebagai berikut :

Surface drilling operasional, digunakan lumpur biasa (natural mud)

dengan sedikit additi5e paling banyak digunakan.

Hard subsurface drilling operations, bila menembus formasi keras

(porositas rendah) digunakan lumpur en$er.

Soft subsurface drilling operations, bila menembus formasi bertekanan

tinggi (porositas tinggi), digunakan lumpur berat.ater based mud merupakan jenis lumpur yang paling umum digunakan

karena murah, mudah penggunaanya dan membentuk filter $ake (keraklumpur) yang berguna untuk lubang bor dari bahaya gugurnya dinding lubangbor.

!. Oi $ B"s Mu'igunakan pada pemboran dalam, hot holes, formasi shale, dan

sebagainya. umpur ini lebih mahal, tetapi akan mengurangi terjadinya prosespengaratan (korosi) yang dapat mengakibatkan kerusakan fatal padarangkaian pipa bor.

*. Air or G"s $ B"s Mu*euntungan dari lumpur jenis ini terutama adalah dapat menghasilkan laju

pemboran yang lebih besar. *arena digunakan kompressor, kebutuhanperalatan dan ruang lebih sedikit.

4 . + . E M P A P E R - I AP AN ( PREPARAION AREA)

'itempatkan pada tempat dimulai sisten sirkulasi. Tempat persiapanlumpur pemboran terdiri dari peralatan&peralatan yang diatur untuk memberikanfasilitas persiapan atau treatment lumpur bor.


SS

II

SS

TT

EE

MM

SS

II

RR

KK

UU

LL

AA

SS

II


3/11

!eralatan yang digunakan untuk persiapan pembuatan lumpur pemboranmeliputi :

Mud house , merupakan gudang untuk menyimpan additi5es.

Steel mud pits/tank , merupakan bak penampung lumpur di permukaan

terbuat dari baja.

Mixing hopper , merupakan peralatan yang digunakan untuk menambah

additi5e ke dalam lumpur.

Chemical mixing barrel , merupakan peralatan untuk menambah bahan&

bahan kimia kedalam lumpur.

Bulk Storage bins, merupakan bin yang berukuran besar digunakan untuk

menambah additi5e dalam jumlah yang banyak.

Water tank, merupakan tangki penyimpan air yang digunakan pada tempat

persiapan lumpur.

Reserve pit , merupakan kolam yang besar digunakan untuk menampung

kelebihan lumpur.

4 . 4 . P E R AL A AN - I R K U L A- I (IRULAING E/UIPMEN)

!eralatan sirkulasi merupakan komponen utama dalam sistem sirkulasi.!eralatan ini mengalirkan lumpur pemboran dari peralatan sirkulasi, turunkerangkaian pipa bor dan naik ke anullus serbuk bor kepermukaan menuju$onditioning area sebelum kembali ke mud pits untuk sirkulasi kembali.!eralatan sirkulasi terdiri dari beberapa komponen alat, yaitu :1. +ud pit

2. +ud pump. !ump dis$ange and return lines". Stand pipe6. 7otary house

4 . 0 . O N D I I O N I N G A R E A

'itempatkan dekat rig. rea ini terdiri dari peralatan&peralatan khusus yangdigunakan untuk #lean up (pembersihan) lumpur bor setelah keluar dari lubangbor. Fungsi utama peralatan&peralatan ini adalah untuk membersihkan lumpurbor dari serbuk bor ($utting) dan gas&gas yang terikut.

+etode pokok yang digunakan untuk memisahkan $utting dan gas ada duama$am, yaitu :1. +enggunakan prinsip gra5itasi, dimana lumpur dialirkan melalui shale shaker

dan setting tanks, dan2. Se$ara mekanik, dimana peralatan&peralatan khusus yang dipasang pada

mud pits dapat memisahkan lumpur dan gas.!eralatan yang digunakan pada $onditioning area terdiri dari :

Setting tank , merupakan bak terbuat dari baja digunakan untuk

menampung lumpur bor selama $onditioning.

S i s t e m S i r k u l a s i 4 $ +

SS

II

SS

TTEE

MM

SS

II

RR

KKUU

LL

AA

SS

II


4/11

Reserve pits , merupakan kolam besar yang digunakan untuk menampung

$utting dari dalam lubang bor dan kadang&kadang untuk menampungkelebihan lumpur bor.

Mud !as separator , merupakan suatu peralatan yang memisahkan gas

yang terlarut dalam lumpur bor dalam jumlah yang besar.

Shale Shaker, merupakan peralatan yang memisahkan $utting yang besar&

besar dari lumpur bor.

"egasser , merupakan peralatan yang memisahkan butir&butir pasir dari

lumpur bor.

"esilter , merupakan peralatan yang memisahkan partikel&partikel $utting

yang berukuran paling halus dari lumpur bor.

4 . . P E M B A H A - A N

+engingat pentingnya sistem sirkulasi dalam suatu operasi pemboran,maka harus dioptimalkan fungsi kerjanya. Salah satu faktor yang sangatberpengaruh dalam sistem sirkulasi adalah !ompa umpur (slush pump).!emilihan pompa lumpur untuk keperluan operasi pemboran harus tepat danseekonomis mungkin.Se$ara umum, karakteristik dari pompa lumpur adalah sebagai berikut :1. Tenaga mekanik2. !anjang serta banyaknya langkah per menit. 'iameter minimum 8 maksimum silinder". *opel maksimum pada gear bo9

6. 'ebit. Tekanan maksimum, serta;. Tenaga hidrolik

". #"" "# K*p"'"# pomp"!abrik pembuat pompa biasanya men$antumkan besarnya tenaga maksimumyang diperbolehkan untuk pompa pada ke$epatan yang maksimum.Contoh :

Pomp" -N M"rp DM 311#"# '#"" m5"#i5 466 p5 p"" 6 rpm.

Tinjauan :Tenaga mekanik tersebut adalah hasil dari pada kopel dan ke$epatan sudutyang dapat dirumuskan sebagai berikut :

= 9#!m ....................................................................... ("&1)

atau kopel maksimal yang di perbolehkan, besarnya dihitung denganpersamaan sebagai berikut :

# ! 9

?66 kgm

'ari perhitungan diatas dapat disimpulkan hasil sebagai berikut :

Pu'"r"#, Rpm 3 66 63 "6 "3

#"", p5 "33 ;1 3 2?

!. P"#7"# L"#5"8 "# Di"m'r -ii#r*edua karakter tersebut, panjang langkah dan diameter silinder, digunakan

untuk menghitung debit aliran denga menggunakan persamaan :

@ < ) ' d

=

3 3616

2

2

2

,

...................................................... ("&)dimana,

@ > debit teoritis, lt8min

< > jumlah langkah per menit

> panjang langkah, in$h

' > diameter silinder, in$h

d > diameter batang piston, in$h

*. 5"#"# Kr7" M"5simumTenaga pompa maksimum dapat ditentukan dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut :

S

F!ma9 = ........................................................................ ("&")

dimana,

!ma9 > tekanan kerja pompa maksimum, kg8$m2.

F > gaya maksimum pada batang piston, kg.

S > penampang, $m.

c a t a t a n :Aarga S dapat dihitung dengan persamaan :

= 2d

'3:,6S 2

......................................................... ("&6)

dimana,

' > diameter silinder, in$h

d > diameter batang piston, in$h

. #"" Hiroi5 "# R#m#'Tenaga hidrolik dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

"63

@ra.!!h = ................................................................ ("&)

dimana,

!h > tenaga hidrolik, pk.


SS

II

SSTT

EE

MM

SS

II

RR

KK

UU

LL

AA

SS

II


6/11

! > tekanan, kg8$m2.

@r= > debit sebenarnyaAubungan antara tenaga hidrolik dengan rendement 5olumetri$ se$ara

matematik adalah sebagai berikut :

"63

@t.!.! 5h = ........................................................... ("&;)

dimana,

> rendement 5olumetrik

@t > debit teoritis

pabila > 1, maka Prs"m""# (4$3), menjadi

"63

@t.!! ma9h = ............................................................. ("&)

atau

ma9h5h !.! = ............................................................ ("&?)

Bika ditinjau dengan pendekatan se$ara mekanik, maka

mmma9h !.! = .......................................................... ("&13)

dimana,

m> rendement mekanik pompa,

!m> tenaga mekanik yang masuk pompa

atau dapat ditulis

mm5h !..!

= ....................................................... ("&11)

Bika tr> rendement transmisi dan !$> tenaga yang keluar dari $on5ertiser,

maka persamaan untuk !hdapat ditulis sebagai berikut :

#m5trh !...! = ................................................ ("&12)

Cntuk pompa piston kerja ganda ada dua kemungkinan yang seringdilakukan, yaitu :1. 'engan silinder besar, debit besar, dan tekanan rendah, serta2. 'engan silinder ke$ill, debit ke$il, dan tekanan tinggi

S i s t e m S i r k u l a s i 4 $

SS

II

SSTT

EE

MM

SS

II

RRKK

UU

LL

AA

SS

II


7/11

0 . 4 . K E - I M P U L A N

'ari uraian dan pembahasan diatas dapat di ambil beberapa kesimpulansebagai berikut :1. Fluida pemboran sangat memegang peranan dalam operasi pemboran.

*arena itu kesalahan dalam menggunakan komposisi lumpur dapatmenimbulkan kerugian yang besar karena dapat menyebabkan terjadinyasemburan liar.

2. Fluida pemboran yang dipakai dalam operasi pemboran tergantung dari jenisformasi yang ditembus dan kondisi lubang bor.

. Salah satu faktor memperngaruhi sistem sirkulasi adalah !ompa umpur(slush pump), sehingga pemilihan pompa lumpur untuk keperluan operasi

pemboran harus tepat dan seekonomis mungkin.". Se$ara umum, karakteristik dari pompa lumpur adalah sebagai berikut :

Tenaga mekanik

!anjang serta banyaknya langkah per menit

'iameter minimum 8 maksimum silinder

*opel maksimum pada gear bo9

'ebit

Tekanan maksimum, serta

Tenaga hidrolik6. Cntuk mengoptimalkan kinerja pompa lumpur, dapat dilakukan penyusunan

lumpur se$ar seri maupun paralel, dengan keterangan sebagai berikut : -usu#"# -ri

'ua pompa yang digunakan akan bekerja dan menghasilkan debit aliranse$ara bersamaan, sehingga debit aliran yang dihasilkan besar (penting),akan tetapi tekanannya rendah.

-usu#"# P"r"

!ompa pertama akan menghasilkan debit aliran, dimana salurantekanannya berfungsi sebagai saluran isap pompa yang kedua, sehinggadebit aliran yang dihasilkan ke$il, akan tetapi tekanannya tinggi (penting).


SS

II

SS

TTEE

MM

SS

II

RR

KKUU

LL

AA

SS

II


8/11

+ e n g a n g k a t $ u t t i n g k ep e r m u k a a n

+ e l a p i s i d i n d i n g s u m u r d e n g a n + u d # a k e

+ e n e m b u s f l u i d a f o r m a s id a l a m l u b a n g b o r

+ e n d i n g i n k a n b i t d a nr a n g k a i a n p i p a b o r

+ e m b e r s i h k a n l u b a n g b o r d e n g a nt e n a g a h i d r o l i k p a d a b i t

0ambar ".1B!r"p" Fu#si Lumpur Pm!or"#

S i s t e m S i r k u l a s i 4 $

SS

II

SS

TTEE

MM

SS

II

RR

KKUU

LL

AA

SS

II


9/11

/ p e n D a l 5 e

/ p e nD a l 5 e

# l o s eD a l 5 e

A u b u n g a n ! a r a l e l

# l o s eD a l 5 e

/ p e nD a l 5 e

# l o s e D a l 5 e

A u b u n g a n S e r i

0ambar ".2-5m" Air"# Pomp" Lumpur

' e s a n d e r S h a k e r

T a n k

' e g a s s e r ' e s i l t e r

+ i 9 i n g A o p p e r

S l u s h ! u m p

S u $ t i o n T a n k

0ambar ".-5m" R*o#i'io# Ar"


SS

II

SS

TT

EE

MM

SS

II

RR

KK

UU

LL

AA

SS

II


10/11

o 5 e r f l o % p i p e

f e e d

u p p e r h o u s i n g

f e e d s e $ t i o nl i n e r

b o t t o m s e $ t i o nl i n e r

5 a l 5 e h o l d e r

5 a l 5 e

$ l a m p r in g

0ambar "."P#"mp"# Ds"#r

(S#/E underflo% in$h dorr$lone)

0ambar ".6D s i ' r


SS

II

SS

TT

EE

MM

SS

II

RR

KK

UU

LL

AA

SS

II


11/11

, ! F S t a n d a r d7 o t a r y # o n n e $ t i o n) A

S % i 5 e l S u b

S % i 5 e l S t e m

7 o t a r y' r i l l i n g A o s e

G 9 t . ) i n e & p i p eT h r e a d

F n t . ) i n e & p i p eT h r e a d

0 o o s e & n e $ k

1 6

0ambar ".- : i ;


SS

II

SS

TT

EE

MM

SS

II

RR

KK

UU

LLAA

SS

II

Documents

4 Sistem Sirkulasi