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)