SIRKULASI SISTEM (CIRCULATING SYSTEM)

3.SIRKULASI SISTEM (CIRCULATING SYSTEM)

Sistem ini berfungsi sebagai sistem pengalir atau tempat aliran lumpur (fluida)  yang dibutuhkan selama proses pengerjaan sumur.

 1) Fluida / Lumpur Pemboran (Drilling Fluid)
Fluida pemboran merupakan suatu campuran cairan dari beberapa komponen yang dapat terdiri dari : air (tawar atau asin), minyak, tanah liat (clay), bahan-bahan kimia, gas, udara, busa maupun detergent. Di lapangan fluida dikenal sebagai "lumpur" (mud).
Lumpur pemboran merupakan faktor yang penting serta sangat menentukan dalam mendukung kesuksesan suatu operasi pemboran. Kecepatan pemboran, efisiensi, keselamatan dan biaya pemboran sangat tergantung pada kinerja lumpur pemboran. Fungsi lumpur dalam suatu operasi pemboran antara lain adalah sebagai berikut :

1. Mengangkat cutting ke permukaan.
2. Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string.
3. Memberi dinding lubang bor dengan mud cake.
4. Mengontrol tekanan formasi.
5. Membawa cutting dan material-material pemberat pada suspensi bila sirkulasi lumpur dihentikan sementara.
6. Memberikan hydraulic horse power pada bit untuk membersihkan serbuk bor (cutting) dari dasar lubang bor dan melepaskan pasir dan cutting dipermukaan.
7. Menahan sebagian berat drill pipe dan cutting (bouyancy efect).
8. Mengurangi effek negatif pada formasi.
9. Mendapatkan informasi (mud log, sampel log).
10. Media logging.

1.a. Komposisi lumpur pemboran.

Komposisi lumpur pemboran ditentukan oleh kondisi lubang bor dan jenis formasi yang ditembus oleh mata bor. Ada dua hal penting dalam penentuan komposisi lumpur pemboran, yaitu :

• Semakin ringan dan encer suatu lumpur pemboran, semakin besar laju penembusannya.
• Semakin berat dan kental suatu lumpur pemboran, semakin mudah untuk mengontrol kondisi dibawah permukaan separti masuknnya fluida formasi bertekanan tinggi (dikenal sebagai "kick"). Bila keadaan ini tidak dapat diatasi maka akan menyebabkan semburan liar (blowout).

1.b. Jenis Lumpur Pemboran

Penentuan lumpur pemboran yang digunakan dalam suatu operasi pemboran didasarkan pada kondisi bawah permukaan dari formasi yang sedang ditembus. Fluida pemboran yang umum digunakan dalam suatu operasi pemboran dapat digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu :

1. Water - based mud
2. Oil - based mud
3. Air or Gas - based mud 

a. Water-Base Mud 

Pada lumpur pemboran jenis water-base mud, zat komponen yang paling banyak digunakan adalah water base mud (kurang lebih 80%). Komposisi lumpur ini terdiri dari air tawar atau air asin, clay dan chemical additives. Komposisi ini ditentukan oleh kondisi lubang bor. Pedoman operasional dalam pembuatan water base mud secara umum adalah sebagai berikut :  

• Surface drilling operasional, digunakan lumpur biasa (natural mud) dengan sedikit additive paling banyak digunakan.
• Hard subsurface drilling operations, bila menembus formasi keras (porositas rendah) digunakan lumpur encer. 
• Soft subsurface drilling operations, bila menembus formasi bertekanan tinggi (porositas tinggi), digunakan lumpur berat.
  Water based mud merupakan jenis lumpur yang paling umum digunakan karena murah, mudah penggunaanya dan membentuk "filter cake" (kerak lumpur) yang berguna untuk lubang bor dari bahaya gugurnya dinding lubang bor.

b. Oil - Based Mud

Digunakan pada pemboran dalam, hot holes, formasi shale, dan sebagainya. Lumpur ini lebih mahal, tetapi akan mengurangi terjadinya proses pengaratan (korosi) yang dapat mengakibatkan kerusakan fatal pada rangkaian pipa bor. 

c. Air or Gas - Based Mud 

Keuntungan dari lumpur jenis ini terutama adalah dapat menghasilkan laju pemboran yang lebih besar. Karena digunakan kompressor, kebutuhan peralatan dan ruang lebih sedikit.

2) Tempat Persiapan (Preparation Area)

Terletak pada tempat dimulainya sistem sirkulasi. Tempat persiapan lumpur pemboran terdiri dari peralatan-peralatan yang diatur untuk memberikan fasilitas persiapan atau “treatment” lumpur bor. Tempat persiapan ini meliputi Mud House, Steel Mud Pits/Tanks, Mixing Hopper, Chemical Mixing Barrel, Bulk Mud Storage Bins, Water Tank, dan Reserve Pits.

2.a. Mud house 

Merupakan gudang untuk menyimpan additives.

2.b. Steel mud pits/tanks

Merupakan bak penampung lumpur di permukaan yang terbuat dari baja.

2.c. Mixing hopper  

Mixing Hopper adalah peralatan yang bentuknya menyerupai corong. Melalui corong ini, additives padat ditambahkan ke dalam zat cair pengeboran pada waktu perawatan di dalam kolam lumpur. kemudian lumpur yang sudah dicampur additive ini digunakan untuk disirkulasikan. Mixing Hopper terletak di dekat rig.

Mixing Hopper, via www.prlog.org

2.d. Chemical mixing barrel

Merupakan peralatan untuk menambahkan bahan-bahan kimia (Chemicals) ke dalam lumpur
 

2.e. Bulk mud storage bins

Merupakan bin yang berukuran besar digunakan untuk menambah additives dalam jumlah banyak.
 

2.f. Water tank 

Merupakan tangki penyimpan air yang digunakan pada tempat persiapan lumpur dan persiapan kegiatan pemboran. Water tank umumnya terletak di samping rig, bisa juga ditempat lain tergantung kondisi lapangan.

Water Tank, via www.hlpetro.com

2.g. Reserve Pit

Merupakan kolam yang besar digunakan untuk menyimpan kelebihan lumpur.

3) Peralatan Sirkulasi (Circulation Equipments)

Peralatan sirkulasi merupakan komponen utama dalam sistem sirkulasi. Peralatan ini mengalirkan lumpur pemboran dari peralatan sirkulasi, turun ke rangkaian pipa bor dan naik ke annulus mengangkat serbuk bor ke permukaan menuju conditioning area sebelum kembali ke mud pits untuk sirkulasi kembali. Peralatan ini ditempatkan pada tempat yang strategis disekitar rig. Peralatan sirkulasi terdiri dari beberapa komponen khusus, yaitu :

3.a. Mud Pit 

Mud pit terletak sebisa mungkin di dekat rig, atau tergantung pada kondisi dan luas area pemboran. Fungsi mud pit adalah sebagai tempat penyimpanan lumpur atau air (untuk pemboran panasbumi) dalam kegiatan pemboran. Air atau lumpur yang terdapat di mud pit akan di pompa oleh mud pump dan melewati berbagai peralatan pada sistem sirkulasi untuk kemudian kembali lagi ke mud pit.

Mud Pit

3.b. Mud Pump

Mud pump terletak di dekat rig, berfungsi untuk memompakan lumpur pemboran yang bertekanan tinggi ke pipa penyalur lumpur hingga ke sistem sirkulasi.

Mud Pumps, via www.osha.gov

3.c. Pump Discharge and Return Lines

3.d. Stand Pipe

Stand pipe adalah suatu pipa baja yang dijepit secara vertikal di samping derrick, dan menghubungkan pipa-pipa sirkulasi dengan selang pemutar (kelly house). Selang pemutar ini disambung pada gooseneck penyambung pada stand pipe. Selang pemutar ini memindahkan lumpur pemboran ke swivel dean kemudian disalurkan ke bawah ke dalam drillstring. Stand pipe ini memungkinkan swivel dan selang pemutar untuk bergerak vertikal ke atas atau ke bawah.

Stand Pipe, via www.osha.gov

3.e. Rotary Hose 

3.f. Special pumps and agitators

3.g. Steel mud pits/tanks 

4) Conditioning Area 

Ditempatkan di dekat rig. Area ini terdiri dari peralatan-peralatan khusus yang digunakan  untuk “Clean up” (pembersihan) lumpur bor setelah keluar dari lubang bor. Fungsi utama peralatan-peralatan ini adalah untuk membersihkan lumpur bor dari serbuk bor (cutting) dan gas-gas yang terikut. Dua metode pokok untuk memisahkan cutting dan gas dari dalam lumpur bor, yaitu :

1. Menggunakan prinsip gravitasi, dimana lumpur dialirkan melalui shale shaker dan settling tanks 
2. Secara mekanik, dimana peralatan-peralatan khusus yang dipasang pada mud pits dapat memisahkan lumpur dan gas.

Peralatan-peralatan Conditioning Area antara lain Settling Tanks, Mud-Gas Separator, Shale Shaker, Degasser, Desander, dan Desilter.

4.a. Settling tanks 

Merupakan bak terbuat dari baja digunakan untuk menampung lumpur bor selama conditioning.

4.b. Reserve Pits 

Merupakan kolom besar yang digunakan untuk menampung cutting dari dalam lubang bor dan kadang-kadang untuk menampung kelebihan lumpur bor.

4.c. Mud-Gas Separator

Mud-Gas Separator merupakan alat Conditioning Area pertama dalam sistem sirkulasi. Fungsi alat ini adalah memisahkan gas yang terlarut dalam lumpur bor dalam jumlah yang besar, biasanya digunakan saat terjadi kick. Mud-gas separator ini terletak di samping rig, "satu komplek" dengan peralatan conditioning area yang lain.

Mud-Gas Separator, via gnsolidscontrol.blog.com

4.d. Shale Shaker

Merupakan peralatan pemisah cutting dan bagian-bagian dari lapisan tanah berukuran besar dari dalam lubang yang dibawa oleh lumpur bor. Fluida pemboran yang melewati shale shaker ini akan melalui saringan-saringan yang bergetar yang memisahkan cutting-cutting yang tidak digunakan. Sama seperti mud-gas separator, shale shaker terletak bersamaan dengan peralatan conditioning area yang lainnya.

4.e. Desander
Merupakan peralatan yang memisahkan butir-butir pasir dari lumpur bor yang tidak tersaring ketika melewati shale shaker. Prinsip kerjanya adalah memaksa masuk fluida pemboran dengan tekanan tinggi melalui silinder, kemudian bagian-bagian yang berat dikeluarkan oleh tenaga sentrifugal dan dibuang melalui dasar silinder. Desander terletak di samping shale shaker di conditioning area.

Desander, via www.derrickequipment.com

4.f. Desilter
Merupakan peralatan yang memisahkan partikel-partikel cutting yang berukuran paling halus dari lumpur bor.

Desilter, via www.osha.gov

4.g. Degasser
Merupakan peralatan yang secara kontinue memisahkan gas terlarut dari lumpur bor.

Degasser

 Peralatan Lain :
1. Trip Tank dan Swab tank

Trip tank merupakan tempat penampungan fluida pemboran yang bersifat sementara. Fluida pemboran yang sudah disirkulasikan ditampung di tempat ini untuk kemudian disirkulasika kembali agar bersih dari cutting dan gas. Trip tank juga bisa menjadi media awal untuk mengetahui gejala/masalah pemboran.

Sedangkan pada rig service swab tank merupakan tempat penampungan sementara untuk hasil fluida dari dalam sumur selama dalam proses Swab.

Trip Tank

2. Mud Agigator

Mud agigator berfungsi untuk mengaduk lumpur yang terletak di trip tank. Lumpur bor yang tersimpan sementara di trip tank akan diaduk terlebih dahulu sebelum disirkulasikan.

Mud Agigator

 sumber :

http://naldoleum.blogspot.co.id/2014/01/drilling-rig-sistem-sirkulasi.html
http://petroleum-learning.blogspot.co.id/2015/12/sistem-sirkulasi-circulating-system.html

SYSTEM TENAGA PUTAR PADA ALAT PENGEBORAN

2. ROTATING SYSTEM.

fungsi penggunaan dan pemanfaatan (rotating system) adalah untuk memberikan puataran pada rangkaian pipa bor dan juga memberikan beratan pada pahat dalam mengebor suatu formasi. Putaran bersumber dari putaran rotary table (apabila menggunakan Kelly) atau dari putaran motor pada top drive. Besarnya putaran yang diinginkan biasanya disebut dengan Rotation Per Minutes (RPM). Besarnya beban rangkaian pemboran akan memberikan beratan yang berguna untuk membantu mata bor dalam pemecahan batuan pada saat operasi pengeboran berlangsung. Beban ini sering dinamakan denga Weight On Bit (WOB). Dengan kombinasi RPM dan WOB yang tepat akan menghasilkan kecepatan pengeboran yang optimum (Rate of Penetration optimum).

Sistem putar (rotating system)

Komponen utama dari sistem angkat (rotating system) antara lain :

1. Swivel
2. Peralatan putar (Rotating Equipment)
3. Rangkaian pengeboran (Drill Stem)
4. Mata bor (Bit)

Susunan dari komponen sistem angkat (rotating system) dapat dilihat pada gambar diatas.

1. Swivel

      Alat ini terpasang pada ujung teratas rangkaian pipa bor dan terhubung langsung dengan sistem angkat (hoisting system) dan juga sistem sirkulasi (circulating system). Alat ini berfungsi untuk : 

• Memberikan kebebasan kepada rangkaian pipa bor untuk berputar.
• Sebagai penghubung antara rotary hose dengan kelly sehinggamemungkinkan lumpur bor untuk sirkulasi tanpa mengalami kebocoran.
• Menghubungkan drill stem ke sistem pengangkat.Swivel dikaitkan ke hook dan travelling block melalui swivel bail. Swivel harus mampu menahan beban berat drill stem selama operasi pengeboran dan ditambah beban tarikan (over pull) bila drill stem terjepit dan lain-lain.
• Memungkinkan sistem putar (rotary system) memutar batang bor (drill stem). Body/Housing swivel tidak berputar tetapi menahan swivel stem yang berhubungan dengan kelly dan drill stem dibawahnya. Badan swivel memiliki unit-unit (bearing) yang menahan dan mengatur gerakan swivel, dihubungkan dengan kelly dan drill stem yang diputar oleh meja putar 35 – 200 RPM.
• Mengalirkanlumpur bor tekanan tinggi ke drill stem tanpa kebocoran. Lumpur yang bertekanan dari rotary hose, melewati swivel goose neck, wash pipe asembly dan swivel stem lalu masuk ke kelly dan drill stem dibawahnya.

Swivel

      Bagian-bagian dari swivel ini terdiri dari :bail, gooseneck, washpipe assembly, bonnet, housing, rotating swivel stem dan pin. Pada Top drive, swivel terpasang menjadi satu dengan top drivenya. Swivel ini dapat dilihat pada gambar diatas.

.
2. Peralatan putar (rotating equipment)

      Peralatan-peralatan yang digunakan untuk memberikan putaran pada rangkaian pengeboran. Putaran yang dihasilkan memiliki kekuatan yang sangat besar agar mampu memutar rangkaian pengeboran yang panjang. Beberapa fungsi dari peralatan putar (rotating equipment) antara lain :

• Memutar batang bor selama operasi-operasi pemboran.
• Menahan dan menggantung batang bor atau pipa lainnya dengan slip-slip atau melepas pipa dari rangkaian pipa bor putar (rotary slip) sewaktu menambah atau melepas pipa dari rangkaian pipa bor.

      Peralatan putar (rotating equipment) terdiri dari : Rotary table, Master Bushing, Kelly bushing, Rotary slips, Insert bowl/slip bowl, Make up dan break out tong, Kelly spiner.

a. Rotary table (meja putar), dipasang diatas lantai bor di dalamnya terdapat master bushing. Pada master bushing terdapat box yang dimasuki oleh pin dari kelly bushing. Sehingga bila rotary table berputar, master bushing berputar, dan kelly bushing akan berputar. Gambaran rotary table, dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Rotary table

      Alat ini dipasang pada lantai bor dan posisi tegak lurus dengan traveling block. Bagian tengah dari rotary table terdapat lubang, dan master bushing dipasang di dalamnya. Rotary table harus dibersihkan dari lumpur yang tercecer, agar operator lantai bor tidak terpeleset pada waktu bekerja di lantai bor. Pembersihannya dilakukan dengan semprotan air. Ukuran dan kapasitas beban rotary table berkisar antara 100 sampai 600 ton. Kecepatan putaran pengeboran berkisar antara 35 sampai 200 putaran permenit searah jarum jam. Kecepatan diatur oleh Driller, tergantung pada tipe mata bor yang dipakai dan lapisan yang ditembus. Sistem penyaluran tenaga ke meja putar melalui dua cara yaitu :

- Melalui rantai penggerak ke “Drawwork”, meja pemutar digerakkan dengan sistem transmisi rantai, yang digerakkan oleh gigi gear (sprocket) di drawwork. Dapat dilihat pada gambar dibawah.

Rotary table dengan penggerak drawwork

-Hubungan langsung dengan penggerak mula (prime mover independent drive). Dapat dilihat pada Gambar dibawah.

Rotary table dengan penggerak primeover

b. Master bushing (bantalan utama) adalah alat yang dapat dilepasdan diganti dengan ukuran yang sesuai dengan lubang pada meja pemutar dan kebutuhan operasi. Alat ini menjadi tempat kedudukan salah satu dari dua alat-alat perlengkapan pemutar yaitu kelly bushing atau rotary slip. Kelly dimasukkan melalui bantalan kelly, bantalan utama dan meja putar. Kemudian tenaga putar (gerakan berputar) diteruskan dari meja pemutar ke kelly dan batang bor dibawahnya. Apabila slips pemutar dimasukkan kedalam bantalan utama, akan dapat dipakai untuk menggantung batang bor pada saat penambahan atau pengurangan bagian-bagian dari batang bor. Dapat menahan karena memiliki gigi-gigi yang tajam dan bentuk yang tirus (dies). Rotary slips disisipkan kedalam bantalan utama sekeliling batang bor sehingga batang bor tergantung bebas didalam sumur bor. Ada dua tipe dasar dari master bushing (bantalan utama), yaitu : tipe utuh (solid) dan tipe dua bagian atau tipe terbelah (split). 

Master bushing tipe solid

Master bushing tipe split

c. Kelly bushing ini adalah alat yang dipasang masuk ke dalam master bushing untuk menyalurkan gaya putar pada kelly dan batang bor sewaktu mengebor sumur bor (lubang). Lubang pada kelly bushing ini berbentuk sama dengan bentuk kelly yang dipakai persegi, segitiga atau segi enam. Ada dua tipe dasar dari bantalan-bantalan kelly :

- Pin Drive : Mempunyai empat pin yang dimasukkan kedalam bagian atas dari master bushing.

- Square Drive : Mempunyai penggerak tunggal berbentuk segi empat yang dimasukkan kedalam master bushing.

Kelly bushing

d. Rotary slip adalah alat untuk menggantung rangkaian pengeboran pada rotary table disaat Kelly dilepas, untuk menambah drillpipe yang baru. Rotary slip juga digunakan untuk menggantung rangkaian pengeboran pada rotary table di saat mencabut rangkaian pengeboran dari lubang. Rotary slip memegang tool joint drill pipe saat digantung pada rotary table. Dies dari rotary slip menggigit tool joint drill pipe. Sebelum digunakan dies dari rotary hose harus dibersihkan dari pasir, dan diperiksa kondisinya.

Rotary slip

e. Slip Bowl adalah bantalan pengisi dari logam yang diletakkan didalam master bushing untuk mengatur atau menyesuaikan ukuran pipa dan slip yang dipakai yang berubah-ubah menurut keperluannya.

Slip bowl

f. Safety clamp digunakan saat menahan drill collar, dimana drill collar yang tidak punya tool joint. Untuk menahan/menggantungkan drill collar, rotary slip harus dibantu dengan safety clamp yang dipasang di atasnya.

Safety clamp

g. Rotary tong adalah kunci-kunci besar yang digantung diatas lantai rig dekat meja putar, yang dipasang pada bagian-bagian dari batang bor, baik untuk menyambung maupun melepas sambungan. Kunci tersebut adalah break out tong atau lead tong dan make up tong atau back up tong.

Rotary tong

h. Kelly spinner di pasang pada bagian bawah dari swivel stem. Alat ini dipakai untuk menyambung kelly dengan pipa bor secara cepat di dalam rat hole (lubang tempat menyimpan dan memasang atau membongkar rangkaian pipa).

Kelly spinner

Top drive drilling system merupakan sistem pemboran dengan memutar drill stem mempergunakan pemutar yang dipasang langsung dibawah swivel dan pemutar tersebut bergerak naik turun mengikuti gerakan traveling block. Dengan sistem ini, kelly bushing dan kelly tidak diperlukan karena drill stem diputar langsung dengan drilling motor assembly yang digantung di traveling block. Kontruksi dari top drive ini terdiri dari:

a. standard rotary swivel

b. Drilling motor assembly

c. Guide dolly system assembly

d. Pipe handler assembly

Top drive

3. Rangkaian pengeboran (drill stem)

      Merupakan serangkaian pipa yang saling tersambung mulai dari terhubung dengan swivel sampai dengan mata bor. Adapun fungsi dari rangkaian pengeboran (drill stem) atau biasa disebut drillstring antara lain :

- Menurunkan dan menaikkan mata bor.

- Memberikan beban pada mata bor untuk penembusan/pemecahan batuan.

- Menyalurkan dan meneruskan gaya putar ke mata bor.

- Menyalurkan lumpur bor (cairan pemboran) bertekanan tinggike mata bor.

Peralatan-peralatan yang termasuk rangkaianpengeboran (drill stem)terdiri dari : Kelly (pipa segi), Upper kelly cock dan lower kelly cock, Kelly saver sub ( sambungan penghemat pipa segi ), Drill pipe, Drill collar, Spesialized down hole tools.

a. Kelly, merupakan rangkaian pipa bor yang berbentuk irisan segiempat, segitiga, dan segienam. Kelly ini dapat dimasukkan ke dalam Kelly bushing. Jika tidak dipergunakan, misal pada saat mencabut string, maka Kelly dapat dimasukkan dalam rat-hole di lantai bor. Kelly merupakan bagian tunggal yang paling panjang di antarabagian batang bor. Panjangnya total sekitar 40 ft, tapi ada juga yang 43, 46, dan 54 ft. Kelly harus lebih panjang dari setiap satu single pipa bor (yang kira – kira 30 ft panjangnya) karena pada waktu penambahan joint (Batangan) pipa bor, kita harus menaikan pipa ini sampai tingginya mencapai sebagian dari Kelly, di atas pemutar. Hal ini untuk menyediakan cukup tempat untuk mengebor ke bawah pipa yang baru tersebut.

Kelly

b. Upper Kelly Cock Merupakan suatu valve yang dipasang antara swivel dan Kelly. Fungsi utamanya (pada saat tertutup) adalah untuk menjaga agar tidak terjadi tekanan dari lubang bor yang bertekanan tinggi.

c. Lower Kelly Cock Adalah suatu keran yang terletak diantara kelly dan kelly saver sub, tugas utamanya untuk menutup lubang dalam pipa agar tidak ada semburan dari dalam pipa bila ada tekanan dari sumur atau dapat pula untuk menahan lumpur dari kelly sewaktu melaksanakan penyambungan, sehingga terhindar lumpur tumpah tercecer.

d. Kelly saver sub ditempatkan diantara kelly dan drillstring, Sub ini digunakan untuk memperpanjang umur kelly sehingga menghindari ulir bagian bawah cepat aus/rusak. Saver sub ini memberikan sambungan antara pin end dari kelly dengan box end pada drillstring, sub ini dikorbankan agar cepat rusak.

Perlengkapan kelly

e. Drillpipe, merupakan bagian rangkaian pipa bor yang terpanjang untuk mencapai kedalaman lubang bor yang diinginkan. Fungsi utama drill pipe adalah untuk :

- Menghubungkan Kelly dengan drill collar dan mata bor di dasar lubang bor.

- Memberikan rangkaian panjang pipa bor, sehingga dapat menembus formasi yang lebih dalam.

- Memungkinkan naik-turunnya mata bor.

- Meneruskan putaran dari meja putar ke meja bor.

- Meneruskan aliran lumpur bor dari swivel ke mata bor.

Drill pipe

  Drill pipe memiliki beberapa jenis rancangan yaitu Upset dan Non Upset untuk lebih jelas mengenai daftar ukuran dan jenis dari DP dapat dilihat dari tabel yang biasanya selalu disediakan oleh pabrikan atau dapat juga melihat tabel standar API 5L tentang size,dimensi dan weight dari DP yang ingin digunakan.

.

f. Heavy Weight Drill Pipe dikembangkan sejak tahun 1960, adalah merupakan pipa yang menyerupai drill pipe, berdinding lebih tebal dan lebih berat. Fungsi HWDP adalah:

- Sebagai rangkaian transisi antara drill pipe dan drill collar.

- Sebagai pemberat yang fleksibel pada rangkaian pemboran berarah(directional drilling)

- Sebagai rangkaian pemberat pada rig kecil untuk mengebor lubangyang relatif kecil diameternya.

Heavy weight drill pipe

g. Drill Collar, berbentuk seperti DP, tetapi diameter dalamnya lebih kecil dan diameter luarnya sama dengan diameter luar “tool joint” DP. Sehingga dinding DC lebih tebal dari pada DP. Drill Collar ditempatkan pada rangkaian pipa bor bagian bawah di atas mata bor. Fungsi utama dari drill collar :

- Sebagai pemberat (Weight On Bit = WOB), sehingga rangkaian pipa bor dalam keadaan tetap tegang pada saat pengeboran berlangsung, sehingga tidak terjadi pembelokan lubang.

- Membuat agar putaran rangkaian pipa bor stabil.

- Memperkuat bagian bawah dari rangkaian pipa bor agar mampu menahan puntiran.

      Perbedaan antara Drill pipe dengan Drill collar : perbedaan pokoknya terletak pada ukuran, berat, dan strength. Pada gambar terlihat drill collar tidak mempunyai tool joint, karena drill collar dindingnya tebal sehingga ulir cukup dibuat pada dindingnya sendiri

Drill collar

h. Bottom Hole Assembly adalah peralatan pemboran yang termasuk perlengkapan khusus, yang dipakai pada kondisi operasi pemboran tertentu.

- Bit Subs adalah alat penyambung antara pahat bor dengan alat diatasnya,dapat langsung dengan Drill Collar,Near Bit Stabilizer, Down Hole Motor , Orienting Sub dan lain sebagainya. Ukuran dan jenis thread disesuaikan dengan pahat disatusisi dan disesuaikan dengan peralatan diatasnya disisi lainnya.

- Pupjoints adalah pipa yang pendek, dipergunakan pada susunan rangkaian pemboran vertikal dan berarah. Gunanya untuk memungkinkan penempatan stabilizer dan peralatan lain pada waktu akan menambah / mengurangi sudut kemiringan lubang bor.

- Stabilizer meupakan alat penyambung diantara Drill Collarnamun tugasutamanya adalah : Membuat rangkaian bor lebih kaku, sehingga lubang lurus ; Mengurangi bahayaDifferential Pressure Sticking ; Dengan pengaturan jarak penempatan di sekitar pahat bor dan Drill Collarmaka sudut kemiringan lubang bor dapat dinaikkan atau diturunkan untuk mencapai target tujuan pemboran ; Menghindari lubang keyseat dan dogleg.

- Down Hole Motor adalah pemutar pahat bor yang berada sedekat mungkin dengan pahat bor, sehingga rangkaian pemboran tidak perlu berputar selama mengebor kecuali pahat bor. Bekerjanya alat ini karena ada aliran cairan pemboran; makin kuat aliran cairan pemboran akan menambah kecepatan berputarnya pahat bor.

- Drilling jar adalah suatu alat yang dapat dipasang pada rangkaianpemboran, berfungsi untuk memberikan pukulan keatas sewaktu terjadi jepitan pada rangkaian pemboran, dalam usaha untuk melepaskan jepitan tersebut. Pada umumnya drilling jar dipasang diantara Drill Collar dan Drill pipe karena pada umumnya bagian yang terjepit dari rangkaian pemboran ada Drill Collar dan Drill pipe, sehingga Jar tidak ikut terjepit dan dapat bekerja dengan tarikan Drill pipe. Ada dua macam drilling jar, yaitu mechanical dan hydraulic drilling jar.

- Hole Opener adalah suatu alat untuk memperbesar diameter lubangbor. Konstruksinya seperti three cone rock bit tetapi pada bagian tengah bawah terdapat ekor yang berdiameter lebih kecil dari diameter lubang lama dan menjadi guidance agar pembesaran lubang tidak menyimpang dari lubang lama.

- Under Reamer adalah suatu alat untuk memperbesar lubang bordibagian bawah, misalnya dibawah shoe casing atau pada formasi tertentu yang perlu diperbesar melebihi diameter lubang bor diatasnya.

- Shock absorber dipasang di atas bit karena bitmempunyai kecenderungan bergetar keatas atau kebawah didasar lubang ketika formasi berkecendurangan membentuk lubang berbelokbelok selama mengebor atau sewaktu mengembor dalam. Vibrasi ini akan merusak surface equipment dan akan meurunkan optimasi WOB serta rotary speed, bengkoknya drill stem, merusak bit.

Bottom hole assembly

4. Bit (Mata bor)

      Merupakan ujung dari rangkaian pipa bor yang langsung menyentuh formasi, dengan fungsi untuk menghancurkan dan menembus formasi, dengan cara memberi beban pada mata bor. Jenis-jenis mata bor :Drag Bit, Roller-Cone (Rock Bit), Diamond Bit.

Bit

Sumber :

http://dickalive.blogspot.co.id/

http://petroleum-learning.blogspot.co.id/2015/12/sistem-putar-rotating-system.html.

PK. Teknik Produksi Migas. 2013. Dasar-dasar Teknik Pengeboran. Jakarta: Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar Dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional. (e-Book)

SISTEM-SISTEM RIG PENGEBORAN

Secara umum Rig adalah serangkaian peralatan khusus yang digunakan untuk membor sumur atau mengakses sumur. ciri utama adalah adanya menara baja yang digunakan untuk menaikkan atau turunkan pipa-pipa tubular sumur. pada dasarnya Rig ini dikategorikan menjadi 2 jenis yaitu Rig darat (land-rig) yang beroprasi di darat, dan Riglaut (offshore-rig) yang beroprasi di atas permukaan air.

Dalam satu unit rig secara umum terdiri atas beberapa sistem agar pekerjaan dapat dilakukan, berikut adalah Sistem-sistem utama dari rig :

1. Sistem pengangkatan (hoisting system)
2. Sistem pemutaran (rotating system)
3. Sistem sirkulasi (circulating system)
4. Sistem tenaga (power system)
5. Sistem pencegahan peluapan (blowout prevention system)

dari masing-masing sistem akan tersusung atas beberapa komponen utama, yang saling terhubung dangan sistem lainnya sehingga proses pembuatan sumur atau service sumur dapat dilakukan

1. Sistem Angkat (Hoisting System)

Sistem pengangkatan (hoisting system) merupakan salah satu komponen peralatan pemboran, yang berfungsi untuk pengangkatan atau penurunanan alat yang dibutuhkan selama proses kerja dalam penegeboran atau servis sumur

Sistem pengangkatan ini terdiri dari dua sub komponen utama, yaitu struktur penyangga (supporting structure) yang dikenal dengan nama “rig” dan peralatan pengangkatan (hosting equipment).

1. Struktur Penyangga (Supporting Structure)
Struktur pengangga (rig) adalah konstruksi menara kerangka baja yang ditempatkan diatas titik bor, berfungsi untuk menyangga perlatan pemboran. Struktur penyangga terdiri dari substructure, lantai bor (floor) dan menara pemboran (drilling tower) yang ditempatkan diatas struktur dan lantai bor.

1.a. Substructure
Substructure adalah konstruksi kerangka baja sebagai platform yang dipasang langsung diatas titik bor. Substructure memberikan ruang kerja bagi peralatan dan pekerja diatas dan dibawah lantai bor. 

Substructure

1.b. Lantai Bor (Rig)
Lantai bor merupakan bagian penting dalam perhitungan kedalaman sumur, karena titik nol pemboran dimulai dari lantai bor. Lantai bor berada diatas substructure dan berfungsi untuk :

• Menampung peralatan-perlatan pemboran yang kecil-kecil.
• Tempat berdirinya menara.
• Mendudukan drawwork.
• Tempat driller dan rotary helper (roughneck).

Susunan lantai bor terdiri dari :

• Rotary table : Memutar rangkaian pipa bor (drill pipe, drill collar, bit).
• Rotary drive : Meneruskan (memindahkan) daya dari drawwork ke meja putar (rotary table).
• Drawwork : Merupakan “hoisting mechanism” pada rotary drilling rig.
• Drillers console : Merupakan pusat instrumentasi dari rotary drilling rig.
• Make-up and break-out tongs : Kunci-kunci besar yang digunakan untuk menyambung atau melepas bagian-bagian drill pipe dan drill collar.
• Mouse hole : Lubang dekat rotary table pada lantai bor, dimana drill pipe ditempatkan pada saat dilakukan penyambungan dengan kelly dan rangkaian pipa bor.
• Rat hole : Lubang dekat kaki menara pada lantai bor dimana kelly ditempatkan pada saat berlangsung “cabut pasang pipa” (round trip).
• Dog house : Merupakan rumah kecil yang digunakan sebagai ruang kerja driller dan penyimpanan alat-alat kecil lainnya.
• Pipe ramp : Merupakan jembatan penghubung antara catwalk dengan rig floor, berfungsi sebagai lintasan pipa bor yang ditarik ke lantai bor.
• Cat walk : Merupakan jembatan penghubung antara pipe rack dengan pipe ram, berfungsi untuk menyiapkan pipa yang akan ditarik ke lantai bor lewat pipe ramp.
• Hydraulic catheat : Digunakan untuk menyambung dan melepas sambungan jika dipasang drill pipe yang besar atau drill collar akan ditambahkan atau dikurangkan dari drill string pada saat “perjalanan” masuk atau keluar dari sumur bor.

1.c. Menara Pemboran (Drilling Tower)
Fungsi utama menara pemboran adalah untuk mendapatkan ruang vertikal yang cukup untuk menaikkan dan menurunkan rangkaian pipa bor dan casing ke dalam lubang bor selama operasi pemboran berlangsung. Oleh karena itu tinggi dan kekuatannya harus disesuaikan dengan keperluan pemboran.
Bagian-bagian menara yang penting :

• Gine pole : Merupakan tiang berkaki dua atau tiga yang berada di puncak menara, berfungsi untuk memberikan pertolongan pada saat menaikkan dan memasang crown block (gine pole hanya dipasang menara tipe standard).
• Water table : Merupakan lantai di puncak menara yang berfungsi untuk mengetahui bahwa menara sudah berdiri tegak.
• Cross bracing : Berfungsi untuk menguatkan menara, ada yang berbentuk k dan x.
• Tiang menara : Merupakan empat tiang yang berbentuk menara, berbentuk segi tiga sama kaki, berfungsi sebagai penahan terhadap semua beban vertikal dibawah menara dan beban horizontal (pengaruh angin dsb).
• Girt : Merupakan sabuk menara, berfungsi sebagai penguat menara.
• Monkey board : Tempat kerja bagi para derrickman pada waktu cabut atau menurunkan rangkaian pipa bor. Serta tempat menyandarkan bagian rangkaian pipa bor yang kebetulan sedang tidak digunakan (pada saat dilakukan cabut pipa). Monkey board terletak di tengah-tengah ketinggian menara pemboran, crew yang bekerja di monkey board disebut monkey man.

Monkey Board

1.c.1. Menara Tipe Standart (Derrick)
Jenis menara ini tidak dapat didirikan dalam satu unit, tetapi sistem pendiriannya disambung satu-persatu (bagian-bagian). Demikian jika dipindah harus melepas dan memasang bagian-bagian tersebut, kecuali untuk jarak yang tidak terlalu jauh dapat digeserkan. Menara jenis ini banyak digunakan untuk pemboran dalam, dimana membutuhkan lantai yang luas untuk tempat pipa, pemboran ditengah-tengah kota, daerah pegunungan dan pemboran di lepas pantai dimana tidak tersedia cukup ruang untuk mendirikan satu unit penuh.

1.c.2. Menara Tipe Portable (Mast)
Jenis menara ini posisi berdirinya dapat vertikal atau hampir vertikal, terdiri dari bagian yang dikaitkan satu sama lain dengan las atau sekrup (biasanya terdiri dari dua tingkat), tipe menara ini dapat didirikan sebagai unit menara penuh, menara ditahan oleh teleskoping dan diperkuat oleh tali-tali yang ditambatkan secara tersebar. Tipe menara ini jika dibandingkan dengan menara standart mempunyai kelebihan, karena lebih murah, mudah dan cepat untuk mendirikannya, serta biaya transportnya murah, tetapi penggunaannya terbatas pada pemboran yang dangkal.

Mast (Portable Rig)

2. Peralatan Pengangkatan (Hoisting Equipment) 
2.a. Drawwork

Drawwork

Drawwork merupkan otak dari suatu unit pemboran, karena melalui drawwork ini seorang driller dapat melakukan dan mengatur operasi pemboran, sebenarnya drawwork merupakan suatu sistem transmisi yang kompleks. Sebagai gambaran adalah seperti sistem transmisi pada mobil (gear bock). Drawwork akan berputar bila dihubungkan dengan prime mover (mesin penggerak). Drawwork terletak di belakang derrick atau juga berada di dekat meja putar.
Konstruksi drawwork tergantung dari beban yang harus dilayani, biasanya didesain dengan horse power (hp) dan kedalaman pemboran, dimana kedalaman disini harus disesuaikan dengan ukuran drill pipenya. Fungsi utama drawwork adalah untuk :

1. Meneruskan tenaga dari prime mover (power system) ke rangkaian pipa bor selama operasi pemboran berlangsung.
2. Meneruskan tenaga dari prime mover ke rotary drive.
3. Meneruskan tenaga dari prime mover ke catheads untuk menyambung atau melepas bagian-bagian rangkaian pipa bor.

Komponen-komponen utama drawwork terdiri dari :

1. Revolling Drum : Merupakan suatu drum untuk menggulung kabel bor (drilling line).
2. Breaking System : Terdiri dari rem mekanis utama dan rem pembantu hidrolis atau listrik, berfungsi untuk memperlambat atau menghentukan gerakan kabel bor.
3. Rotary Drive : Berfungsi untuk meneruskan tenaga dari drawwork ke meja putar.
4. Catheads : Berfungsi untuk mengangkat atau menarik beban-beban ringan pada rig floor dan juga berfungsi untuk menyambung atau melepas sambungan pipa bor.

2.b. Overhead Tools

Overhead tools merupakan serangkaian peralatan yang menunjang operasi pemboran. Overhead tools terdiri dari crown block, traveling block, hook, dan elevator.

Crown block : Merupakan kumpulan roda yang ditempatkan pada puncak menara (sebagai block yang diam). Crown block berfungsi untuk melilitkan tali-tali pemboran, dan sebagai katrol untuk membuat sistem pengangkat dapat bekerja.
Crown block berupa katrol-katrol pada puncak menara, yang dihubungkan pada travelling block dengan menggunakan drilling line, untuk meringankan beban pengangkatan berbagai peralatan pemboran. Travelling block merupakan susunan pul-pul dimana tali baja dililitkan, hal ini memungkinkan travelling block berjalan naik turun di bawah crownblock dan diatas rig floor.

Crown Block (sumber gambar atas : goldenman.win.mofcom.gov.cn)

Traveling block : Merupakan kumpulan roda yang digantung di bawah crown block, di atas lantai bor yang berfungsi sebagai block yang bergerak naik-turun untuk mengangkat hook block.

Travelling Block (Sumber insert : www.made-in.china.com

Hook : Berfungsi untuk menggantungkan swivel dan rangkaian pipa bor selama operasi pemboran berlangsung. Hook terletak di bawah traveling block

Hook (sumber insert : img.directindustry.com)

Elevator : Merupakan klem (penjepit) yang ditempatkan (digantungkan) pada salah satu sisi travelling block atau hook dengan elevator links. Elevator berfungsi untuk menjepit atau memegang drill pipe dan drill collar bagian demi bagian sehingga dapat dimasukkan atau dikeluarkan ke dan dari lubang bor.

Elevator

2.c. Drilling Line

Drilling line berada di dekat drawwork. Drilling line menghubungkan semua komponen dalam sistem pengangkatan, karena tali ini dililitkan secara bergantian melalui crown block dan puli travelling block, kemudian digulung pada revolving drum yang berputar. Selain itu ada juga tali yang tidak bergerak yang ditambatkan pada substructure (dead line).
Drilling line sangat penting dalam operasi pemboran karena berfungsi untuk menahan atau menarik beban yang diderita oleh hook. Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi karena keausan maka dibuat “cut off program”. Cut of program ini dibuat berdasarkan kekuatan kabel terhadap tarikan dan dinyatakan dengan ton line yang diderita kabel. Beban-beban berat yang diderita oleh drilling cable terjadi pada saat :

• Cabut dan masuk drill string (round trip).
• Pemasangan casing (running casing).
• Operasi pemancingan (fishing job).

Drilling Line

Susunan drilling line terdiri dari :

• Reveed “drilling line” : Tali yang melewati roda-roda crown block dan roda-roda travelling block.
• Dead line : Tali tidak bergerak yang ditambatkan pada substructure (tali mati).
• Dead line anchor : Biasanya ditempatkan berlawanan (berseberangan dengan drawwork, diklem pada substructure).
• Storage or supply : Biasanya ditempatkan pada jarak yang dekat dengan rig.

Peralatan-peralatan Lain
1. Sand Line

Sand Line

Fungsi dan letak sand line hampir sama seperti drilling line. Sand line menghubungkan semua komponen dalam sistem pengangkatan, karena tali ini dililitkan secara bergantian melalui crown block dan puli travelling block, kemudian digulung pada revolving drum yang berputar. Selain itu ada juga tali yang tidak bergerak yang ditambatkan pada substructure (dead line).

2. Tong

Tong

Tong merupakan kunci pas, untuk mengencangkan dan melonggarkan koneksi pada drill string / untuk membuka dan menutup pada rangkaian pipa bor. Dalam kondisi standbye tong harus berada di dekat lantai bor atau dog house.

3. Dog House

Dog House

Dog house berfungsi untuk memberikan tempat untuk para driller beristirahat pada waktu istirahat atau jam makan siang. Dog house berada di atas rig floor. Dog house merupakan rumah kecil yang digunakan sebagai ruang kerja driller dan penyimpanan alat-alat kecil lainnya. pada umumnya dog house hanya digunakan pada rig pengeboran tidak pada rig service.

4. Cat Walk

Cat Walk

Cat walk merupakan wadah untuk meletakkan pipa-pipa pemboran sebelum diletakkan di lereng pipa. Cat walk terletak di depan rig. Cat walk ini menghubungkan antara piperack dan v-door/drill floor. Pipa diletakkan diatas cat walk kemudian disalurkan dengan menggunakan trolleys dan biasanya juga dilengkapi dengan stopper tergantung keperluan.

5. V-Ramp

V-Ramp

V-ramp merupakan jembatan penghubung antara catwalk dan rig floor. berfungsi sebagai lintasan drill pipe yang akan ditarik ke rig floor. V-ramp terletak berdekatan dengan cat walk.

6. Top Drive

Top Drive

Top Drive merupakan teknologi yang digunakan dalam pemboran khususnya dalam hoist dan rotary system dengan menggunakan putaran dari motor dalam top drive, sehingga tidak perlu menggunakan rotary table. Adanya lintasan khusus dari top drive untuk sistem pengangkatan. Top drive terletak di bawah hhok dan berfungsi untuk memberikan tenaga angkat, putar dan sebagai alat sirkulasi.


7. Link

Link

Link berfungsi sebagai koneksi antara hook dengan elevator. 

reff: http://naldoleum.blogspot.co.id/2014/01/drilling-rig-sistem-angkat-hoisting.html