1. DASAR TEORI
Sistem tenaga dalam suatu operasi pemboran terdiri dari dua subkomponen utama, yaitu :
1. Power suplay equipment
Tenaga yang dibutuhkan
pada suatu operasi
pemboran
dihasilkan
oleh mesin- mesin besar, yang dikenal dengan "prime
mover" (penggerak utama). Tenaga yang dihasilkan tersebut digunakan untuk keperluan-keperluan sebagai berikut :
sirkulasi lumpur,
hoisting, dan
rotary drill string.
2. Distribution (transmission) equipment
Berfungsi untuk meneruskan atau menyalurkan
tenaga dari penggerak utama,
yang diperlukan untuk suatu operasi pemboran. Sistem distribusi
(transmisi) yang biasa digunakan ada dua macam,
yaitu sistem transmisi mekanis dan sistem transmisi listrik (electric). Rig tidak akan berfungsi dengan baik bila
distribusi tenaga yang diperoleh tidak mencukupi. Oleh sebab itu diusahakan
tenaga yang hilang karena adanya transmisi atau distribusi tersebut dikurangi
sekecil mungkin, sehingga kerja mesin akan lebih efisien.
Sistem tenaga yang dipasang pada suatu unit operasi pemboran secara prinsip harus mampu memenuhi keperluan-keperluan sebagai berikut :
fungsi angkat,
fungsi rotasi,
fungsi pemompaan, dan
fungsi penerangan.
a. Menghitung keperluan tenaga untuk fungsi angkat
Tenaga dari fungsi angkat dari motor melalui transmisi, drawwork, drilling cable dan sistem
takel yang terdiri
dari
crown block dan
travelling block diteruskan ke rangkaian pipa bor.
Maka, rendemen total antara motor dan hook :
Conventiser
: 0,7 - 0,8
Transmisi
: 0,88
Drawwork
: 0,90
Takel : 0,87 untuk 8 kabel dan 0,85 untuk 10 kabel
sehingga, rendemen total untuk 10 kabel adalah
0,75 x 0,88 x 0,90 x 0,85 = 0,505
Tenaga untuk fungsi pengangkatan harus mampu untuk melayani pemboran
sampai kedalaman limit pada kondisi ekonomis.
b. Menghitung tanpa fungsi rotasi
Tenaga untuk fungsi rotasi dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut
Pr = C x W
75.............................. (1)
dimana,
Pr = tenaga fungsi rotasi, pk
C = kopel dalam kgm
W = kecepatan sudut, rad/detik
Sehingga, secara empiris tenaga untuk fungsi rotasi dapat
dihitung
dengan menggunakan persamaan :
10
.................... (2)
dimana,
30 100 D
Pr = tenaga rotasi, pk
L = kedalaman sumur,
m
N = putaran rotary table, rpm
P = beratan pada pahat (WOB), ton
D = diameter lubang bor, inch
c. Tenaga hidrolik
Tenaga hidrolik dapat dirumuskan sebagai berikut :
Ph = Q x p
450 .............................
(3)
dimana,
Ph = tenaga hidrolik, pk
Q = debit dalam liter/menit = D2 x 19
p = tekanan sirkulasi , kg/cm2
d. Tenaga penerangan
Dengan effisiensi 70% tenaga listrik yang diperlukan untuk berbagai keperluan seperti penerangan, pemanas, shale shaker dan lain-lain biasanya berkisar antara 30-48 kw generator berkapasitas 75 kw.
2. PRIME MOVER UNIT
Hampir semua operasi pemboran menggunakan prime mover jenis internal combution unit. Penentuan jenis mesin yang akan digunakan didasarkan pada besarnya jumlah tenaga yang diperlukan yang dapat diketahui dari
casing program yang telah disusun dan
kedalaman sumur. Tenaga yang dihasilkan prime mover berkisar antara 500 - 5000 HP. Salah satu spesifikasi prime mover dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1
Spesifikasi Prime Mover
Maks. beban hook yang bekerja 400 tf
Kedalaman pemboran
yang direko-mendasikan
dengan drill pipe 4 1/2 in.
7000 m
Power yang tersedia (tanpa pompa lumpur) 3600 HP
Jumlah mesin yang digunakan 4
Hoisting line diameter
35 mm
Gaya maks. pada hoisting line 44 tf
Jumlah line pada sistem pengangkatan 12
Tenaga untuk drawwork
3000 HP
Kecepatan drawworks 4 + 2 R
Kecepatan maks. pada pembebanan 0,37 m/s
Peletakan prime mover tergantung dari berbagai faktor, antara lain Sistem
transmisi (distribusi) yang digunakan, dan Ruang yang tersedia.
Beberapa letak prime mover yang umum adalah sebagai berikut :
di bawah rig
di atas lantai bor
di samping atau di sisi rig, baik di atas tanah maupun di atas lantai bor pada
struktur yang terpisah.
jauh dari rig
Sedangkan jumlah mesin yang biasa digunakan adalah :
a) Dua atau tiga, pada umumnya operasi pemboran memerlukan dua atau tiga mesin.
b) Empat, untuk pemboran yang lebih dalam menggunakan tenaga yang lebih besar sehingga mesin yang diperlukan empat buah.
Jenis mesin yang digunakan :
a. Diesel compression engines. b.
Gas (spark ignition) engines
3. SISTEM TRANSMISI (DISTRIBUSI TENAGA)
Rig dapat berfungsi
dengan baik bila distribusi tenaga yang didistribusikan
dapat mencukupi semua kebutuhan tenaga yang dibutuhkan. Sebagian besar tenaga yang dihasilkan
didistribusikan
ke
drawwork, rotary table, dan mud pump. Disamping itu perlu untuk penerangan, rig instrument (driller's console,) , serta air conditioners.
Tenaga transmisi
dihasilkan oleh satu atau lebih mesin harus diteruskan ke komponen utama rig yaitu hoisting, rotating dan circulation system.
Sistem-sistem di atas dapat ditunjukkan pada Tabel 2.
Sistem transmisi yang digunakan untuk distribusi tenaga dalam suatu operasi
pemboran ada dua jenis yaitu sistem mekanik (mechanical power transmission)
dan sistem listrik (electrical power transmission).
Tabel 2
Sistem dan Komponen Operasi Pemboran
|
Sistem Utama
|
Komponen
|
|
Sistem Pengangkatan
|
Drawwork
|
|
Sistem Pemutar
|
Rotary Table
|
|
Sistem Lumpur
|
Mud Pump
|
3.1. MECHANICAL POWER TRANSMISSION
Dalam
proses distribusi tenaga dengan menggun akan sistem transmisi
mekanik, maka tenaga yang dihasilkan oleh mesin diteruskan secara mekanis.
Proses transmisi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Tenaga yang dihasilkan oleh Prime Mover harus diteruskan dan
dihubungkan
bersama-sama dengan mesin-mesin yang lain untuk mendapatkan
tenaga yang
diinginkan. Hal ini dilakukan dengan hidraulic coupling (torque converter) yang dihubungkan bersama-sama.
Tenaga ini kemudian diteruskan melalui elaborate sproket chain linking (sistem
rantai) yang secara fisik mendistribusikan tenaga ke unit-unit yang membutuhkan tenaga. Sistem ini sekarang banyak digantikan oleh tenaga listrik.
3.2. ELECTRIC POWER TRANSMISSION
Tenaga listrik yang biasa digunakan dihasilkan dari tenaga diesel (diesel-
electrik).
Pada sistem transimisi dengan diesel listrik, mesin diesel digunakan tenaga listrik dari generator listrik yang di depan block. Generator menghasilkan arus listrik,
yang kemudian dialirkan melalui kabel ke suatu "control unit". Dari unit pengontrol tersebut tenaga listrik diteruskan melalui kabel tambahan ke motor
listrik
yang langsung dihubungkan ke sistem peralatan yang membutuhkan tenaga.
Keuntungan
distribusi
tenaga dengan menggunakan electric power transmission antara lain adalah :
Lebih fleksibel, terutama mengenai peletakan,
Tidak memerlukan rantai (sabuk) penghubung,
Bentuknya lebih kompak dan portable.
4. PEMBAHASAN
Dalam
melaksanakan suatu
operasi
pemboran sistem
putar
di perluka n
kebutuhan
tenaga yang tidak sedikit, yang pada
umumnya disuplay oleh suatu
penggerak
utama yang disebut "prime mover". Jenis dan jumlah dari penggerak utama yang akan digunakan ditentukan berdasarkan pada besarnya jumlah tenaga yang diperlukan, yang dipengaruhi
oleh casing program yang telah disusun dan kedalaman sumur.
Untuk meneruskan tenaga yang dihasilkan oleh prime mover, diperlukan suatu sistem
penyalur (sistem transmisi) yang berfungsi untuk mendistribusikan
tenaga tersebut. Sistem
transimisi yang dikenal ada dua jenis yaitu sistem mekanik (mechanical power transmission) dan sistem listrik (electric power transmission).
Pada dasarnya penggunaan mechanical power transmission maupun electric power
transmission adalah sama, yaitu untuk mendistribusikan tenaga dari pembangkit ke sistem peralatan yang membutuhkannya dalam suatu operasi pemboran. Akan tetapi
electric power transmission lebih banyak diminati,
karena kemudahan-kemudahan yang ditawarkan terutama yang
berhubungan dengan perawatan, pengoperasian, peletakan serta dari dimensinya.
Perencanaan sistem tenaga, baik itu sistem pembangkit maupun sistem transmisi harus optimum, karena sistem
peralatan dalam
operasi pemboran tidak akan dapat berfungsi dengan baik jika
tenaga
yang diperoleh tidak
mencukupi
ataupun distribusi tenaganya tidak maksimal.
5. KESIMPULAN
Beberapa kesimpulan yang dapat diambil dari
uraian diatas adalah sebagai berikut :
1. Dalam suatu pemboran, prime mover unit merupakan kebutuhan yang pokok, tanpa ini pemboran tidak akan berjalan.
2. Penggunaan mesin ini ditentukan besarnya tenaga pada sumur yang didasarkan
pada casing program dan kedalaman sumur.
3. Pemakaian
sistem
transmisi
listrik (electric power transmission)
mempunyai
beberapa keuntungan dari sistem yang lain yaitu :
lebih fleksibel letaknya,
tidak memerlukan rantai penghubung, dan
pada umumnya lebih kompak serta portable.
4. Sistem peralatan pemboran tidak akan dapat berfungsi dengan baik jika distribusi tenaga tidak mencukupi kebutuhan yang ada.