8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
1/32
BAB II
ROTARY DRILLING
Perencanaan sumur yang komprehensif bertujuan untuk pengeboran yang meliputi aspek:
Aman
Aman atau safety bagi crew selama bekerja merupakan prioritas utama dan juga
keamanan bagi sumur itu sendiri, seperti bahaya terhadap resiko blowout dan faktor lain
nya. Sehingga perencanaan yang teliti dan matang merupakan suatu hal yang penting.
Minimum Cost
Pengeboran merupakan kegiatan yang mahal. Sehingga tujuan dari perencanaan adalah
dengan biaya yang minimum tanpa mengabaikan faktor keamanan.
Usable
Sumur yang dibor berguna, dengan memiliki diameter yang cukup untuk komplesi danproduksi, serta formasi tidak rusak.
Gambar 2.1 Rotary Drilling Rig
H e r i o t W a t t / D r i l l i n g E n g i n e e r i n g
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
2/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
6
Tipe-tipe Sumur Pengeboran:
Secara umum di Indonesia, klasifikasi sumur terbagi dua, yaitu sumur eksplorasi dan sumur
pengembangan (development).
Sumur eksplorasi merupakan sumur yang dibor untuk menentukan adanyanya minyak dan
gas pada lokasi yang masih baru. Tipe pemboran ini masih berupa penyelidikan, dimana belumdiketahui dengan pasti akan adanya hidrokarbon atau tidak. Sumur eksplorasi biasanya di bor
terkait dengan komitment perusahaan terhadap pemerintah untuk tahun-tahun tertentu sesuai
kontrak eksplorasi. Yang termasuk tipe sumur eksplorasi adalah Wildcat, Eksplorasi, Delineasi .
Wildcat : Istilah pengeboran sumur pengeboran awal untuk mencari adanya minyak dan
gas pada suatu lapangan baru dengan data yang minim.
Eksplorasi : Sumur yang di bor untuk membuktikan adanya hidrokarbon pada suatu
lapangan.
Deliniasi : Sumur untuk membuktikan batas-batas reservoir.
Sumur pengembangan (Development ) merupakan sumur yang di bor untuk mengurashidrorkarbon yang sudah terbukti sebelumnya oleh kegiatan eksplorasi. Sumur pengembangan
biasanya di bor dengan menggunakan acuan Plan of Development (POD) yang telah disetujui
regulator/pemerintah untuk mengambil hidrokarbon dalam perut bumi untuk tujuan komersil.
Yang termasuk tipe sumur pengembangan adalah Infill drilling, dan Re-entry.
Infill : Pemboran sumur tambahan untuk memproduksi minyak atau gas pada suatu
lapangan yang sudah di bor, yang memperdekat jarak antar sumur.
Reentry : Pemboran kembali sumur yang eksisting yang sudah ada, biasanya dilakukan
deepening atau pendalaman.
Step out well adalah sumur yang di bor, diluar batas reservoir yang sedang dikembangkan. Step
Out drilling bisa termasuk eksplorasi atau juga bisa pengembangan.
Pekerja Pemboran
a. Company man, wakil dari perusahaan yang ada berada di tempat operasi pemboran. Company
man ini yang memutuskan segala kebijaksanaan perusahaan selama operasi pemboran
berlangsung.
b. Tool pusher, wakil dari perusahaan kontraktor pengeboran yang mengawasi operasi pemboran
dan berkoordinasi dengan company man.
c. Driller, bertugas mengoperasikan dan mengontrol mesin dan peralatan pengeboran dari meja
pengontrol yang ditempatkan dekat drawwork. Jika terjadi kick, driller yang mengangkat bit
dari dasar lubang, dan menutup BOP. Driller bertanggung jawab ke tool pusher.
d. Derrickman, disebut juga monkeyboard, sebuah platform kecil di atas derrick, biasanya 90 ft
diatas rotary table. Ketika koneksi menyambung atau melepas sambungan pipa, derrick man
yang membantu pada ujung pipa dari atas. Jika sedang mengebor atau tak ada koneksi,
derrickman bekerja mejaga peralatan pompa dan alat-alat lainnya.
e. Rotary helper atau Floorman, sedikitnya harus terdiri dari dua atau tiga orang. Mereka yang
bertanggung jawab menyambung bagian bawah ujung pipa, dengan mengoperasikan tong,
kunci pipa untuk melepas atau membuat koneksi. Jika sedang mengebor atau tak ada koneksi,
floorman bekerja menjaga peralatan pompa dan alat-alat lainnya, membersihkan, mengecat
peralatan atau pekerjaan lain yang diperlukan.
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
3/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
7
Gambar 2.2 Personal Pemboran dan Personal Service Company
i. Mud engineer, bertugas memeriksa sifat-sifat fluida pemboran serta menentukan jenis fluida
pemboran yang sesuai untuk digunakan.
j. Mud logger, bertugas untuk menilai suatu formasi yang telah dicapai dengan melakukanpemeriksaan terhadap serpih pemboran.
R u d i R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
4/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
8
Pada operasi pemboran, peralatan yang dipakai terbagi menjadi beberapa sistem.
Pembagian sistem-sistem yang umum dilakukan dalam industri perminyakan adalah sebagai
berikut :
1. Sistem pengangkatan (Hoisting System)
Fungsi utamanya menurunkan dan menaikkan tubular (pipa pemboran, peralatan completionatau pipa produksi) masuk-keluar lubang sumur.
Gambar 2.3 Hoisting System
Dua jenis kegiatan rutin yang sering menggunakan peralatan hoisting system pada saat
operasi pemboran adalah :
1. Melaksanakan penyambungan rangkaian string ( making connection ), proses penambahan
sambungan baru pada drillpipe untuk penembusan yang makin dalam.
2. Melaksanakan trip (making trip), pencabutan drillstring dari lubang bor untuk mengganti
kombinasi dari peralatan bawah permukaan (Bottom Hole Assembly ) dan kemudian
menurunkan kembali ke dalam sumur pemboran. Trip biasanya dilakukan untuk mengganti bit
yang sudah mulai tumpul.
D i p l & P r a s s l / D r i l l i n g E n g i n e e r i n g
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
5/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
9
Making Connection
Gambar 2.4 Making Connection
Tripping out
Gambar 2.5 Tripping Out
Komponen-komponen utama dari hoisting system adalah :
1.
Derrick dan Substructure
Fungsi dari derrick adalah untuk menyediakan ruang ketinggian vertikal yang
diperlukan untuk mengangkat pipa dari atau menurunkan ke sumur. Semakin tinggi
ketinggian, semakin panjang rangkaian pipa yang dapat ditangani, sehingga semakin cepat
pipa yang panjang dapat dimasukkan atau dikeluarkan dari lubang bor. Panjang pipa yang
umum digunakan adalah berkisar antara 27 dan 30 ft. Kemampuan derrick untuk
menangani suatu panjang rangkaian pipa sering disebut dengan stand , yang tersusun dari
D i p l & P r a s s l / D r i l l i n g E n g i n e e r i n g
D i p l & P r a s s l / D r i l l i n g E n g i n e e r i n g
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
6/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
10
dua, tiga atau empat sambungan drillpipe, yang sering disebut dengan kemampuan
menarik doubles, thribbles atau fourbles.
Dalam penambahan ketinggian, klasifikasi derrick oleh American Petroleum
Institute (API) ditentukan berdasarkan kemampuan menahan beban kompresif dan beban
angin. Beban angin yang diijinkan ditentukan dari rangkaian drillstring di lubang bor danrangkaian drillstring yang disandarkan pada salah satu sisi derrick .
Gambar 2.6 Penempatan Drillpipe pada Derrick
Gambar 2.7 Drillpipe pada Rigfloor
S y a f r i z a l
S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
7/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
11
2. Block dan Tackle
Gambar 2.7 Block dan Tackle
Block dan tackle terdiri dari :
2.1 Crown block : katrol yang terletak di atas mast atau derrick .
2.2 Travelling block : katrol yang bergerak naik dan turun tempat melilitkan drilling line,
tergantung di bawah crown block dan di atas rig floor .
Gambar 2.7 Traveling Block
2.3 Drilling line : Tali kawat baja yang berfungsi menghubungkan semua komponen dalam
hoisting system. Tali ini dililitkan secara bergantian melalui katrol pada crown block dantraveling block kemudian digulung pada drum rotating drawwork .
R u d i R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
D i p l & P r a s s l / D r i l l i n g E n g i n e e r i n g
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
8/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
12
Salah satu jenis dari drilling line adalah wire rope. Wire rope dibuat dari carbon steel yang
didinginkan dengan cepat dan mempunyai variasi ukuran dan kekuatan. Klasifikasi wire
rope didasarkan pada klasifikasi yang dibuat oleh API, contoh nya pada gambar dibawah.
Gambar 2.8 Drilling Line (rabia)
Drilling line yang konstan memikul beban tension dan bending, memiliki limit masa
pemakaian, sehingga dalam beberapa tenggang beban kerja, akan diganti dengan yang
baru.
1) Hook : Peralatan berbentuk kait yang besar yang terletak di bawah traveling
block untuk menggantungkan swipel dan drill steam selama proses pemboran
berlangsung.
2)
Elevator : Suatu penjepit yang memegang drill pipe dan drill collar saatdimasukkan dan dikeluarkan dari dan ke dalam lubang bor. Elevator ini
digantung oleh elevator link yang diikatkan pada bagian pinggir dari traveling
block atau hook .
Ada dua tipe dasar dari elevator yaitu :
Bottle - neck : digunakan untuk memegang drill pipe.
Collar lift : digunakan untuk memegang drill collar .
Gambar 2.9 Posisi Elevator R u d i R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
H U S S A I N R A B I A / W E L L E N G I N E E R I N G & C O N S T R U C T I O N
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
9/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
13
Gambar 2.10 Elevator
Gambar 2.11 Elevator dan Slip
R u d i R u
b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
N O V . c
o m
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
10/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
14
3. Drawwork
Drawwork adalah suatu peralatan mekanik yang merupakan otak dari derrick. Fungsi dari
drawwork yaitu :
a. Merupakan pusat pengontrol bagi driller yang menjalankan operasi pemboran.
b. Merupakan rumah dari gulungan drilling line.c. Meneruskan daya dari prime mover ke drill string ke rotary drive sprocket , ke
catheads.
Drawwork menyediakan daya untuk mengangkat dan menurunkan beban yang berat. Bagian
utama dari drawwork adalah:
3.1 Drum : Peralatan yang berfungsi untuk menggulung atau mengulur drilling line.
3.2 Brake, Terdiri dari :
Main mechanical brake, suatu peralatan yang paling penting dari hoisting system. Alat ini
mempunyai kemampuan untuk membuat seluruh beban kerja betul-betul berhenti,
seperti pada saat tripping ataupun menurunkan casing. Bila beban berat diturunkan,
maka main brake secara hidrolik atau elektrik akan membantu meredam sejumlah besarenergi yang timbul akibat massa yang dimiliki oleh travelling block, hook, drill pipe, drill
collar atau casing.
Auxiliary Brake, suatu peralatan hidrolis yang membantu meringankan tugas mechanical
brake. Alat ini tidak dapat memberhentikan proses pemboran seluruhnya.
3.3 Transmisi
3.4 Cat head : merupakan sub-bagian dari drawwork yang terdiri dari
a. Drum atau make-up cat head
b. Break out cat head .
Cat head digunakan untuk menyambung dan melepas sambungan walaupun demikian tugas yanglebih umum adalah untuk mengangkat peralatan yang ringan dengan catline. Pada rig modern
fungsi cat head digantikan oleh automatic cat head dan air-powered hoist .
Gambar 2.12 Drawworks dan Braking System
R u d
i R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
11/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
15
Gambar 2.13 Cat Head
2. Sistem Sirkulasi (Circulating System)
Untuk mensirkulasikan fluida pemboran keluar masuk sumur dan menjaga agar properti
lumpur seperti yang diinginkan, serta yang utama untuk sirkulasi cutting dari lubang pemboran ke
permukaan.
Gambar 2.14 Circulating System
R u d i R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
D
i p l & P r a s s l / D r i l l i n g E n g i n e e r i n g
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
12/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
16
Aliran dari fluida pemboran melewati :
1. Dari steel tanks ke mud pump
2. Dari mud pump ke high-pressure surface connection dan ke drillstring
3. Dari drillstring ke bit 4. Dari nozzle bit ke atas ke annulus lubang dengan drillstring sampai ke permukaan
5. Masuk ke contaminant-removal equipment dan kembali ke suction tank .
Peralatan utama dari circulating system adalah :
1. Mud pumps :
Mud pump adalah bagian utama dari circulating system. Berfungsi untuk memompa fluida
pemboran dengan tekanan tinggi. Ada dua macam mud pump yaitu : Duplex (dua Silinder) dan
tripleks (tiga silinder).
Perbedaan utamanya adalah dalam jumlah silinder dan cara kerja. Duplex adalah pompa
yang double acting, yang memompa dengan maju dan mundur nya piston. Triplex bekerja
secara single acting, memompa dengan majunya piston. Pompa triplex lebih ringan dan
compact dibanding duplex , outpun tekanan nya lebih stabil dan gampang dioperasikan,
sehingga banyak yang dioperasikan sekarang adalah pompa triplex .
Gambar 2.14 Mud Pump
Gambar 2.15 Mud Pump dan Tanki Lumpur Pemboran
S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
13/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
17
2. Mud Pit/ Mud Tank : berfungsi menampung lumpur sebelum disirkulasikan. Biasanya rig
mempunyai dua atau tiga pit dengan ukuran lebar 8 - 12 ft, panjang 20 - 40 ft dan tinggi 6 - 12
ft. Volumenya berkisar antara 200 - 600 bbl. Pada operasi-operasi di offshore dapat
ditambahkan 1 - 3 pit untuk penyimpanan kelebihan lumpur dan untuk lumpur yang
mempunyai densitas tinggi. Salah satu bentuk susunan dari tanki lumpur tanpa variasi dari
macam-macam peralatan pengontrol solid ditunjukkan pada gambar berikut.
Gambar 2.16 Sistem Pit
Tanki pertama menerima lumpur yang balik dari lubang pemboran dengan membawa
cutting, dilengkapi dengan peralatan pengontrol solid (Solid Control Equipment /SCE). Dahulu pit
kedua dipakai untuk tempat mengendapkan solid, walaupun ada perhitungan-perhitungan yang
menunjukkan bahwa kebanyakan solid dalam lumpur tidak akan mengendap mengingat waktu
yang dibutuhkan untuk mengalirkan lumpur relatif singkat. Kini tanki kedua dilengkai beberapa
peralatan pengontrol solid bila tanki yang tersedia sejajar. Pada tangki terakhir dilengkapi oleh
pipa-pipa isap dan slugging tank untuk persiapan lumpur berat yang digunakan sebelum trippingdan pipa-pipa untuk memasukkan chemical treatment .
Tanki lumpur pemboran mempunyai sistem pengaduk yang mencegah barite atau solid
mengendap di dasar tangki. Umumnya ada dua jenis pengaduk yaitu :
1. Perputaran kipas yang ditenggelamkan dan digerakkan masing-masing oleh motor listrik.
2. Pompa centrifugal dengan gerakan jet dan lumpur yang ditembakkan untuk memecah
viskositas yang tinggi dari lumpur di dalam lumpur.
R u d i
R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
14/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
18
Gambar 2.17 (a)
Gambar 2.17 (b)
Gambar 2.17(a) dan (b) Pengaduk Lumpur di Pit
Reserve pit adalah kolam penampungan cutting pemboran dan lumpur yang sudah
dibuang atau tidak dipakai lagi saat operasi. Reserve pit ini biasanya dibuat dengan ukuran
tertentu pada lokasi dengan dimensi yang cukup menampung jumlah cutting dari lubang
pemboran.
Pembuangan cutting harus sesuai dengan peraturan pemerintah tentang lingkungan,
terutama jika lumpur oil based mud sehingga tidak merusak tanah dan lingkungan.
R u d i R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
15/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
19
Gambar 2.18 Reserve Pit
3. Mud mixing equipment : Suatu peralatan untuk mencampurkan bahan atau material lumpur
dengan menggunakan mixing hopper . Mixing Hopper berbentuk corong yang dipakai untuk
menambahkan bahan-bahan padat ke dalam fluida pemboran pada saat treatment di dalam
tangki lumpur.
Gambar 2.19 Mixing Hopper
S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
16/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
20
Gambar 2.20 Mixing Hopper
4. Contaminant removal (Solid Control Equipment /SCE): terdiri dari rangkaian peralatan yang
berfungsi untuk memisahkan solid cutting pada lumpur pemboran, yang keluar dari lubang
sumur hasil pecahnya formasi akibat digerus oleh bit.
Biasanya, sistem solid kontrol terdiri lima tahap: tangki lumpur, shale shaker , degasser vakum,
desander , desilter , dan centrifuge.
Shale Shaker digunakan untuk memisahkan butiran besar dengan diameter di atas 75μm,
Desander dari 45-74μm, dan Desilter antara 15-44μm. Kadang Desander dan Desilter
digabungkan sebagai satu Mud Cleaner . Ketika udara memasuki lumpur pengeboran, sebuah
degasser vakum digunakan untuk memisahkan udara. Setelah butiran dan cutting dipisahkan,
lumpur dapat dipompa ke lubang bor lagi.
a. Shale shaker , menggunakan screen untuk memisahkan cutting berukuran
besar dari fluida pemboran keluar lagi lubang pemboran hasil gerusan bit, melalui
mud return line.
Gambar 2.21 Shale Shaker NOV tipe King Cobra
S y a f r i z a l
S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
17/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
21
b. Desander , berfungsi untuk memisahkan pasir dari fluida pemboran
c.
Desilter, berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel yang ukurannya lebih
kecil dari pasir.
Gambar 2.22 Mud Cleaner
d. Degasser , berfungsi untuk memisahkan gas-gas dari fluida pemboran secara
terus menerus.
Gambar 2.23 Vaccum Degasser
e.
Mud Gas Separator
Dalam kondisi berbahaya seperti Kick , Mud / Gas Separator mensirkulasikan gas
pocket/ kantong gas. Lumpur pada Gas cut mud akan disalurkan ke peralatan
Solid Control untuk diproses lebih lanjut, sedangkan gas dipisahkan ke flare di
bagian atas unit yang akan dibuang pada jarak aman dari rig dan rig personil.
S y a f r i z a l
S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
18/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
22
Gambar 2.24 Mud Gas Separator
Gambar 2.25 Drilling Fluid Conditioning Area
R u d i R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
19/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
23
3. Sistem pemutar (Rotating System)
Berfungsi untuk memutarkan drillstring di dalam sumur, yang akan memutar bit pada
ujung paling bawah untuk menggerus formasi
3.1
Rotary table
Peralatan yang berfungsi untuk memutar dan dipakai untuk menggantung drill string (drill
pipe, drill collar dsb) yang memutar bit di dasar sumur.
Kelly bushing dan rotary (master) bushing berfungsi untuk memutar kelly. Rotary bushing
digerakan oleh prime mover lewat tenaga gabungan atau motor elektrik sedangkan kelly bushing
didudukan di dalam rotary bushing dan ditahan oleh empat penjepit. Diameter dari kelly bushing
berbentuk empat persegi atau hexagonal yang sesuai dengan kelly.
Kebutuhan horse power rotary biasanya antara 1.5 sampai 2 kali kecepatan rotary, tergantung
kedalaman sumur. Misalkan untuk kecepatan rotary 200 rpm, kebutuhan tenaga putar sekitar
400 HP.
Gambar 2.26 Drilling Rotary Table
R u d i R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
20/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
24
Gambar 2.27 Rotary Accessories
3.2
Kelly
Kelly adalah rangkaian pipa di bawah swivel yang dapat berupa segi empat atau persegi
enam. Kelly mentransfer gaya putar dan torsi ke drillstring (akhirnya ke bit), melalui kelly bushing
yang terletak di dalam master bushing dari rotary table.
Gambar 2.28 Kelly
3.3 Swivel
Swivel merupakan titik penghubung antara circulating system dan rotating system.
Disamping itu juga sebagai penutup fluida dan menahan putaran selama diberikan tekanan.
R u d i R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
R u d i R u b i a n d i n i / B
a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
21/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
25
(a) (b)
Gambar 2.29 Basic Swivel Parts
3.4
Rotary hose
Pipa fleksibel yang memungkinkan kelly naik atau menurunkan untuk sirkulasi lumpur
pengeboran ke pipa bor.
Gambar 2.30 Rotary Hose
R u d i R u b i a n d i n i / B a h a n K u l i a h T e k n i k P e m b o r a n ,
2 0 0 9
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
22/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
26
3.5 Top Drive (equivalent terhadap Kelly dan rotary table)
Pengeboran saat ini sudah umum memakai Top Drive dibandingkan alat rotary
konvensional yang memakai Rotary Table dan Kelly. Top drive terdiri dari swivel yang dikoneksi
pada travelling block , turun naik pada track vertical yang membentang dari bawah Crown Block
sampai sekitar 3 meter diatas rig floor, dengan tenaga dari motor penggerak.
Top Drive memungkinkan mengebor langsung dengan beberapa sambungan pipa (1
Stand=2 atau 3 Drillpipe sekaligus), sedangkan rig dengan rotary table hanya bisa mengebor
dengan single pipe sekitar 30 ft (9,1 m). Sehingga bisa waktu pengeboran bisa efisien.
Gambar 2.31 Top Drive System (Varco)
Gambar 2.32 TDH-150 Top Drive (NOV.com) S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
23/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
27
4. Sistem Daya (Power System)
Yaitu sumber tenaga dan suplai listrik untuk menggerakan semua sistem di atas, biasanya
digunakan mesin diesel berkapasitas besar.
Rig pengeboran biasanya beroperasi di lokasi di mana power supply tidak tersedia. Oleh
karena itu mereka harus menghasilkan listrik sendiri yang digunakan untuk operasi pengeboran.
Listrik di hasilkan oleh dari internal combustion diesel engine (prime movers). Listrik ini kemudian
dipasok ke motor listrik yang terhubung ke Drawworks, rotary table and mud pumps. Kebutuhan
listrik pada rig tergantung pada ukuran dan kapasitas rig, bisa mencapai 4 penggerak utama,
memberikan lebih dari 3000 Horsepower (HP).
Gambar 2.33 Power System
5. Sistem pencegah sembur liar (BOP System)
Peralatan di atas permukaan sumur, untuk menutup sumur bila terjadi kenaikan tekanan
dasar sumur yang tiba-tiba dan berbahaya dalam operasi pemboran. Jumlah, ukuran dan
kekuatan BOP yang digunakan tergantung dari kedalaman sumur yang akan dibor serta tekananreservoir yang akan dijumpai.
Blowout preventer (BOP) system digunakan untuk mencegah aliran fluida formasi yang
tidak terkendali dari lubang bor. Saat bit menembus zone permeabel dengan tekanan fluida
formasi lebih besar dari tekanan hidrostatik normal lumpur bor, maka fluida formasi akan
menggantikan fluida pemboran. Masuknya fluida formasi ke dalam lubang bor sering disebut
dengan kick.
Fungsi dari sistem well control adalah untuk mencegah aliran yang tidak terkendali
fluida formasi dari sumur bor. Ketika bit memasuki formasi permeabel
tekanan dalam ruang pori formasi mungkin lebih besar daripada hidrostatik yang
tekanan yang diberikan oleh kolom lumpur. Sehingga, fluida formasi akan memasuki
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
24/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
28
lubang sumur dan mulai mendesak lumpur dari lubang. Masuknya fluida formasi (minyak,
gas atau air) ke lubang bor disebut Kick .
Sistem well kontrol dirancang untuk:
- Mendeteksi Kick
- Menutup sumur di permukaan- Mengalirkan fluida formasi yang telah masuk ke sumur
- Membuat sumur aman
Kegagalan system ini akan mengakibatkan aliran yang tidak terkendali yang dikenal
sebagai Blow-out yang dapat menyebabkan hilangnya nyawa dan peralatan, kerusakan lingkungan
dan hilangnya cadangan minyak atau gas.
Primary well control dilakukan dengan memastikan bahwa tekanan hidrostatik lumpur di
dalam lubang pemboran, lebih besar dari tekanan formasi yang di bor.
Tekanan hidrostatik dihitung dengan:P = 0,052 x MW x TVD
dimana:
P = tekanan hidrostatik (psi)
MW = berat lumpur (ppg)
TVD = ketinggian vertikal kolom lumpur (ft)
Primary control didapat dengan mempertahankan berat lumpur pada nilai yang
ditentukan, dan menjaga lubang dipenuhi lumpur.
Secondary well control dicapai dengan menggunakan katup/ valve untuk mencegah aliranfluida dari dalam sumur sampai aman.
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
25/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
29
Mendeteksi Kick
Ada beberapa tanda yang membuat driller akan menyadari ketika kick terjadi. Tanda
pertama Kick adalah adanya peningkatan volume lumpur mendadak di dalam pit. Tanda lain
mungkin lumpur mengalir (flow) keluar dari sumur ketika pompa dimatikan (tanpa sirkulasi).
Perangkat mekanis banyak sekarang dipakai seperti pit level indicators atau mudflowmeters yang memicu alarm untuk mengingatkan kru rig. Biasanya diadakan latihan secara
reguler (BOP drill) untuk memastikan bahwa driller dan kru rig dapat bereaksi cepat dan tepat
dalam menghadapi Kick.
Menutup Sumur
Blow out preventors (BOP) harus dipasang untuk menghadapi setiap kemungkinan kick
yang mungkin terjadi. BOP pada dasarnya katup tekanan tinggi menutup dari atas sumur.Pada
land rig BOP stack berada langsung di bawah rig lantai. Pada rig laut dalam, BOP stack dipasang di
dasar laut, dimana katup hidrolik dioperasikan dari lantai rig.
Ada dua tipe dasar BOP
Annular preventor : dirancang untuk menutup annulus antara drillstring dan sisi lubang (juga
menutup open hole jika Kick terjadi ketika drillpipe dicabut keluar dari lubang). Terbuat dari karet
sintetis yang, ketika mengambang, akan menutup rongga.
Gambar 2.34 Hydril annular BOP
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
26/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
30
Ram Preventor : dirancang untuk menutup annulus dengan ram.
-
Blind rams : Ram ini didesain untuk menutup dan mengisolasi lubang bor yang tanpa
drill string atau casing.
- Pipe rams : Pipe rams didesain untuk menutup annulus di sekeliling pipa yang
sedang di run (drillpipe, tubing atau casing).
-
Shear rams : Shear ram adalah blind ram yang dapat memotong pipa dan mengisolasilubang dalam kondisi openhole (digunakan sebagai pilihan terakhir).
Biasanya BOP stack terdiri dari annular dan ram preventer.
Gambar 2.35 BOP Stack
Gambar 2.36 BOP Darat dan Laut (Oil-gasportal.com)
S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
27/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
31
Sirkulasi Kick
Untuk mengeluarkan fluida formasi di dalam anulus digunakan sirkulasi bertekanan tinggi.
Choke manifold digunakan untuk mengontrol aliran selama sirkulasi. Lumpur yang lebih berat
dipompa ke dalam sumur melalui drillpipe untuk mengontrol tekanan formasi, dan fluida didalam
annulus disirkulasikan ke permukaan. Ketika kick mulai naik ke atas lubang, bukaan choke dibatasi
untuk menahan tekanan pada formasi untuk mencegah masuknya influx lebih lanjut. Fluidadisirkulasikan keluar melalui choke line ke choke manifold keluar ke gas/mud separator, dan
akhirnya ke flare stack. Setelah lumpur yang lebih berat telah mencapai permukaan, sumur
seharusnya sudah aman (dead).
Choke manifold juga mengarahkan aliran ke :
- ke flare (jika terjadi gas kick)
- ke pit (jika mud)
- ke tanki (jika oil)
Gambar 2.37 Choke Manifold
S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
28/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
32
Rig Pengeboran
Pada umumnya gig pengeboran minyak dibagi menjadi rig darat dan rig laut.
Rig Darat :
Portable/ Truck Mounted Rig
Rig jenis ini biasanya dipasangkan pada satu unit truck khusus. Keuntungan portable rig
adalah mudah menaikkan dan menurunkan derrick, dan biaya operasional yang lebih murah
Gambar 2.38 Portable/ Truck Mounted Rig
Conventional Rig
Conventional rig memiliki komponen-komponen yang besar, yang membutuh waktu lebih
lama dalam hal pindah lokasi pengemboran.
Drillship
Semisubmersible
Swamp Barge
Land Rigs
Drilling Rigs
Marine Rigs
Floating Rigs Bottom-Supported Rigs
Jack Up
Tender Assist
Platform
Portable/ Truck
Conventional
S y a f r i z a l
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
29/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
33
Gambar 2.39 Conventional Rig
Rig laut :
Swamp Barge : Biasa beroperasi di daerah rawa atau delta sungai, dengan kedalamandangkal dibawah 6 meter. Hanya ada di area operasi Total Indonesie dan di Nigeria
Gambar 2.40 Swamp Barge
Jack Up Rig: alat pengeboran dengan kaki yang panjang. Kaki ini dapat naik dan turun untuk
menopang struktur utama. Rig jenis ini biasa digunakan pada daerah dengan kedalaman
sekitar 100 m atau kurang
Gambar 2.41 Jack up Rig
I m p e r i a l e n e r g y i n c . c o m
t e k n i k m e t a l u r g i u n j a n i . o r g
F l i c k r . c o m
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
30/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
34
Tender Assist Rig: Menara pengeboran pada platform, yang di bantu oleh kapal untuk
keperluan dan space peralatan. Tender (kapal) diperlukan karena area platform tempat
wellhead tidak kuat untuk menampung semua peralatan pengeboran
Gambar 2.42 Tender Assist Rig
Platform Rig : Sistem pengeboran dipasang pada platform yang kuat untuk menampung alat
dan penunjang pengeboran.
Gambar 2.43 Platform Rig
C o r p o r a t e l i v e
w i r e . c
o m
O f f s h o r e e n e r g y t o d a y . c
o m
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
31/32
Rotary Drilling
Teknik Pemboran I - STT Migas Balikpapan
35
Semisubmersible Rig
Rig semisub merupakan rig terapung yang dipasang alat pengeboran. Biasa digunakan untuk
mengebor daerah laut dalam (lebih dari 100 M) yang tidak dapat dijangkau lagi oleh Jack up
rig, untuk kondisi lingkungan arus laut yang besar. Biaya operasi harian semisub sekitar 2/3
dari biaya operasi harian drillship.
Gambar 2.44 Semisubmersible Rig
Drillship
Semua peralatan untuk pengeboran dipasang pada kapal. Biasa digunakan untuk mengebor
daerah laut dalam, untuk kondisi lingkungan arus laut yang tenang.
Gambar 2.45 Drill Ship
O f f s h o r e - t e c h n o l o g y . c
o m
F l o w c o n t r o l n e t w o r k . c
o m
8/18/2019 Bab II Rotary Drilling
32/32
Rotary Drilling
DAFTAR PUSTAKA
1. Neal Adams, "Drilling Engineering", Penn Well Publishing Company, Tulsa-Oklahoma, 1985
2. Wolfgang F. Prassl, “Drilling Engineering”, Curtin University of Technology
3.
Rudi Rubiandini RS, Bahan Kuliah Teknik Pemboran, 20094. Heriot Watt, Drilling Engineering
5. NOV.com