07 - Circulating Equipment

5/28/2018 07 - Circulating Equipment

1/16

Disusun Oleh:

Hendrita Kusuma


2/16

Circulating Equipment

Circulating equipment/hka-apr041

Pompa Lumpur (Mud Pump)

Pompa ialah alat yang bekerja secara mekanis untuk memindahkan/mengalirkan benda cair (liquid) dari

suatu tempat ketempat lainnya.

Pada prinsipnya, pompa dapat dibagi atas 2 (dua) golongan :

1. Positive Displacement Pump.

2. Centrifugal Pump.

1. Positive Displacement Pump adalah pompa yang mempunyai jumlah fluida yang dipindahkan sama

dengan volume benda yang memisahkannya (Archimedes).

Sebagai contoh, lihat gambar dibawah ini.

Positive Displacement Pump ini dapat

digolongkan menjadi 2 (dua) jenis :

a. Reciprocating Pump.

b. Rotary Pump.

a. Reciprocating Pump adalah pompa yang

bekerja dengan gerakan maju mundur

(reciprocating motion), sebagai contoh :

a.1. Piston Pump

a.2. Plunger Pump

a.3. Diaphragm Pump

Potongan kayu ini akan memisahkan volume

cairan sebesar volume kayu tersebut.


3/16



b. Rotary Pump adalah pompa yang bekerja dengan gerakan putaran gigi-gigi, sebagai contoh :

b.1. Gear Pump

b.2. Lobe Pump

b.3. Sliding Pump

b.4. Screw pump

a.1. Piston Pump

Piston Pump adalah pompa yang menggunakan piston untuk memindahkan cairan (liquid). Cara

kerjanya adalah dengan piston yang bergerak maju mundur (reciprocating motion).

Piston Pump inilah yang sering digunakan didalam pekerjaan pemboran (drilling) dan kerja ulang

(workover). Ditinjau dari jumlah pistonnya, maka pompa ini dapat dibagi atas:

1. Simplex Pump : memiliki 1 buah piston.

2. Duplex pump : memiliki 2 buah piston (sering digunakan).

3. Triplex Pump : memiliki 3 buah piston (sering digunakan).

4. Quintuplex Pump : memiliki 4 buah piston.

Jika dilihat dari cara kerjanya, maka piston pump dapat dibagi atas :

1. Single Acting: Pompa yang sewaktu menghisap dan memompa menggunakan piston pada sisimukanya saja.

Single Acting Pump

Pada Single Acting Pump terdapat 1 intake valve dan 1 discharge valve dan valve ini berfungsi

sebagai check valve.

Discharge Valve

Intake Valve


4/16



2. Double Acting: Pompa ini menggunakan kedua sisi dari piston baik untuk menghisap maupun

memompa.

Doble Acting Pump

Perbedaan antara Single Acting Pump dengan Double Acting Pump :

Single Acting Pump (Triplex Pump)

Debit/rate pemompaan cukup besar.

Discharge pressure bisa lebih tinggi dari

double acting.

Double Acting Pump (Duplex Pump)

Debit/rate pemompaan bisa lebih besar dari

single acting pump.

Discharge pressure cukup tinggi.


5/16



Triplex Pump

Duplex Pump

3 piston

2 piston


6/16



Pompa Rig (Rig Pump)

Pompa Rig adalah alat yang dipergunakan untuk memindahkan fluida atau cairan dari suatu tempat

ketempat lainnya sesuai dengan tekanan yang dibutuhkan.

Pekerjaan drilling, workover dan well servicing sangat banyak berhubungan dengan pemakaian pompa

ini. Pompa mempunyai ukuran yang berbedabeda sesuai dengan kebutuhan kerja.

Jenis-Jenis Pekerjaan Yang Memerlukan Pompa :

1. Circulation (sirkulasi)

2. Pressure Test

3. Fluid Transfer

4. Drill Hole, Drill Out Cement, Drill Out Bridge Plug, dll

5. Kill Well

Jenis-Jenis Pompa Yang Banyak Dipergunakan Dilapangan :

1. Duplex Pump.

2. Triplex Pump.

Duplex Pump

Duplex pump adalah termasuk jenis positive displacement pump atau reciprocating pump yang dilengkapi

dengan 2 (dua buah) piston. Jika salah satu piston duplex pump bergerak maju, maka piston yang satunya

lagi akan bergerak mundur.

Tiap-tiap piston mempunyai dua klep hisap (suction valve) dan dua klep buang (discharge valve).

Berdasarkan cara kerjanya, pompa ini disebut juga dengan Double Actingpump (lihat gambar).


7/16



Cara Kerja Duplex Pump :

Ketika piston mulai bergerak dan mendorong kedepan, maka suction valve (klep masuk) tertutup dan

discharge valve (klep buang) terbuka untuk disebelah depan dan suction valve terbuka serta discharge

valve tertutup untuk sebelah belakang. Setiap piston bergerak (maju/mundur) akan menghasilkan fluida.

Pada saat gerakan maju, fluida yang dihasilkan lebih besar dari pada gerakan mundur, hal ini disebabkan

karena berkurangnya kapasitas liner sebesar ukuran piston rod (saat mundur).

Pada discharge line dipasang Pulsation Dampener (Surging Chamber) yang berfungsi sebagai alat

untuk menstabilkan tekanan (mencegah terjadinya pulsating effect serta getaran). Agar bisa berfungsi

efektif, alat ini harus dipasang sedekat mungkin dengan fluid end dan diberikan precharge nitrogen

(bukan udara atau oksigen) dengan tekanan yang cukup sesuai dengan anjuran pabrik pembuatnya.


8/16



Triplex Pump

Triplex Pump adalah pompa yang menggunakan 3 buah piston dan bekerja secara single acting.

Discharge pressure yang dihasilkan oleh triplex pump lebih tinggi jika dibandingkan dari duplex pump.

Cara Kerja Triplex Pump :

Cara kerja triplex pump hampir sama dengan duplex pump, hanya saja triplex pump mempunyai 3 (tiga)

buah piston dan dipergunakan untuk tekanan yang lebih tinggi.

Cara kerja piston triplex pump adalah Single Actingyakni saat menghisap dan memompa cairan hanya

menggunakan sisi muka pistonnya saja. Sedangkan duplex pump yang dilengkapi dengan 2 (dua) buah

piston untuk tekanan yang lebih rendah dan rate/debit pemompaan yang lebih tinggi.

Pengoperasian pompa harus mengikuti ketentuan yang tercantum pada name plate. Dan mengikuti

anjuran/rekomendasi pabrik pembuat pompa itu sendiri

Pemeliharaan Pompa:

Hindarkan benda yang tidak diperlukan terhisap oleh pompa, misalnya paku, potongan-potongan

plat, kain lap dll. Pergunakan strainer box pada outlet dari tanki.

Jaga jangan sampai pompa bekerja tanpa menghisap fluida/cairan.

Beri pelumasan selama pompa/piston rod bekerja.

Periksa minyak pelumas pada gear box secara teratur.

Pergunakanlah pompa sesuai dengan kapasitas yang tertulis pada nameplate nya atau mengacu

pada petunjuk operasinya (operating manual).

Bersihkan pasir dan kotoran lainnya yang melekat pada seal dari piston.

Pastikan tidak ada kebocoran pada setiap sambungan dari pompa. Jaga kebersihan pompa.

Sirkulasikan pompa dengan air bersih setelah selesai dipakai untuk memompakan chemical, kill

fluid, semen, pasir, dll.


9/16



Keselamatan (Safety) Pada Pompa:

Dalam pemakaian pompa, banyak hal-hal penting yang harus diperhatikan untuk keselamatan operator

maupun crew yang sedang bekerja, antara lain :

Safety Relief Valveharus selalu dipasang, karena fungsinya sangat penting sekali untuk mencegah agar

jangan terjadi kelebihan tekanan yang telah ditentukan pada saluran buang (discharge line).

Discharge lineharus selalu diikat dengan baik pada bagian ujungnya dengan safety chain/line supaya

tidak lepas dan memukul orang yang sedang bekerja.

Suction Hose harus diikat pada tangki dengan baik karena sewaktu pompa bekerja getaran dan

goncangan yang timbul akan mengakibatkan pergeseran pada slang hisap dari tempatnya semula.

Hindarilah adanya kebocoran pada selang hisap agar tidak terjadi kavitasi.

Grounding Cableharus selalu dipasang.

Spark Arrestor harus selalu diperiksa dan selalu terisi dengan air yang cukup.

Centrifugal PumpCentrifugal Pump adalah pompa yang menggunakan gaya centrifugal untuk memindahkan cairan (liquid)

dari suatu tempat ketempat lainnya. Gaya Centrifugal adalah gaya putaran suatu benda yang menjauhi

titik sumbunya. Yang menghasilkan gaya centrifugal adalah Impeller.


10/16



Centrifugal pump pada dasarnya dipergunakan untuk memompakan/memindahkan cairan (liquid) yang

tidak membutuhkan tekanan (pressure) yang tinggi, akan tetapi lebih membutuhkan volume.

Untuk centrifugal yang besar harus ada pompa yang lain dipasang pada suction nya untuk menaikkan

tekanan supaya pompa bisa bekerja dengan baik.


11/16



Perhitungan Kapasitas Pompa

1. Menghitung Kapasitas Pompa Duplex

Jadi Kapasitas Pompa Duplex:

SL : Stroke Length (panjang langkah rod piston).

SPM : Stroke Per Minute (banyaknya langkah per menit).

VE : Volumetric Efficeiency (efisiensi pompa dan alat-alatnya).

Volume Liner Duplex Pump :

(ID liner)2 + {(ID liner)2 (OD rod)2} 1

= x = ... bbl/inch

1029.4 12 ft

(ID liner)2+ {(ID liner)2 (OD rod)2}

= x 2 (liner)

12352.8

(2 ID liner)2 (OD rod)2 x 2 4 (ID liner)2 2 (OD rod)2

= =12352.8 12352.8

(ID liner)2 {(OD rod)2/2}

= = bbl/inch

3088.2

Piston Rod

Liner

Liner

Piston Rod

(ID liner)2 {(OD rod)

2/ 2}

x SL x SPM x Vol. Eff = ..bbls/mnt

3088.2


12/16



2. Menghitung Kapasitas Pompa Triplex

Jadi Kapasitas Pompa Triplex:

SL : Stroke Length (panjang langkah rod piston).

SPM : Stroke Per Minute (banyaknya langkah per menit).

VE : Volumetric Efficeiency (efisiensi pompa dan alat-alatnya).

LinerPiston Rod

LinerPiston Rod

Liner

Piston Rod

Volume Liner Triplex Pump:

(ID liner)2 1 (ID liner)2

= x = = ... bbls/inch

1029.4 12 ft 12352.8

(ID liner)2 3 (ID liner)2 (ID liner)2

= x 3 (piston) = = = .. bbls/inch

12352.8 12352.8 4117.6

(ID liner)2

x SL x SPM x Vol. Eff = bbls/mnt

4117.6


13/16



Kecepatan Aliran Fluida (Fluid Velocity)

Didalam pekerjaan kerja ulang seperti pekerjaan pemboran semen atau pekerjaan lainnya yang

memerlukan sirkulasi, kecepatan aliran sangat penting diperhitungkan. Agar dalam pekerjaan sirkulasi,

kejadian-kejadian yang tidak diharapkan bisa dihindari, seperti terjepitnya rangkaian karena cement

cuttings tidak bersih didasar sumur saat pekerjaan pemboran semen dilakukan, maka perlu diketahui

faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan aliran seperti berikut ini:

1. Kapasitas Pompa: Kapasitas pompa baik Duplex Pump ataupun Triplex Pump sangatlah penting

diperhitungkan, termasuk juga tingkat efisiensi dari pompa yang akan digunakan dalam pekerjaan

sirkulasi tersebut. Dilihat dari ukuran sumur yang ada di daerah kerja lapangan Minas khusunya, jika

dijumpai kapasitas pompa kurang dari 4 barrel per minute (4 bpm), pekerjaan sirkulasi untuk

pengangkatan potongan semen sangat perlu dipertimbangkan atau dihindari dan diusahakan agar bisa

mendapatkan pompa yang mempunyai kapasitas minimal 4 bpm.

2. Ukuran Casing/Pipa Selubung: Besar atau kecilnya volume casing/pipa selubung sangat berpengaruh

lansung terhadap kecepatan aliran yang akan terjadi. Semakin besar volume casing akan semakin

kecil kecepatan aliran yang akan terjadi.

Oleh sebab itu perhitungan volume ini harus dilakukan dengan sangat teliti karena adakalanya casing

mempunyai ukuran ganda atau adanya perbedaan ukuran bagian atas dari casing dengan ukuran

bagian bawahnya sehingga akan terjadi kecepatan aliran yang berbeda didalam wadah yang

berukuran ganda tadi.

3. Jenis Liquid Yang Dipompakan: Jika liquid yang dipompakan memiliki tingkat kekentalan (viscosity)

yang tinggi, maka kecepatan alirannya akan rendah karena adanya tahanan yang terjadi pada aliran

tersebut. Semakin rendah kekentalan dari liquid, akan semakin cepat liquid tersebut mengalir, tetapisemakin rendah pula kemampuannya untuk mengangkat potongan semen dan kotoran lainnya dari

dasar sumur kepermukaan. Oleh sebab itu perlunya diberikan waktu tambahan (safety factor) untuk

sirkulasi pengangkatan potongan semen ini walaupun tingkat efisiensi pompa cukup bagus dan

ukuran casing tidak terlau besar. Pada umumnya, tingkat kekentalan (viscosity) liquid diukur dengan

ukuran detik Marsh Funnel, sebagai contoh, viscosity air ialah 26 detik Marsh Funnel.


14/16



Contoh:

Pekerjaan untuk membersihkan kotoran didasar sumur akan dilakukan dengan sirkulasi menggunakan air

formasi (formation water) sebanyak 160 bbls. Pompa yang digunakan ialah Triplex Pump #12 dengan

ukuran diameter Liner 5, SL 8, SPM 120 dan Pump Volumetric Efficiency 80%. Ukuran sumur 7-23#

dengan TOF (top of fill) 2300 ft. Sedangkan rangkaian yang digunakan adalah tubing 3.5-9.3 #dan mata

bor (bit) berada pada kedalaman 2300 ft.

Pertanyaan:

1. Berapakah kapasitas pompa triplex ini ?.

2. Berapakah kecepatan aliran dalam tubing dan dalam annulus ?.

3. Berapakah waktu yang diperlukan untuk mensirkulasikan air 160 bbls ?.

TOF at

2300 ft

Casing 7-23#

Tubing 3.5-9.3# 1. Kapasitas Pompa Triplex

(ID liner)2

= x SL x SPM x Vol.Eff

4117.6

52

= x 8 x 120 x 80% = 4.7 bpm

4117.6

2. Kecepatan Aliran Dalam Tubing dan Annulus

a. Kecepatan Aliran Dalam Tubing :

Tubing Velocity = Kap. pompa (bbl/mnt) : Kap. tubing (bbl/ft)

atau

Tubing Velocity = Kap. pompa (bbl/mnt) x Kap. tubing (ft/bbl)

Tubing Volume = ID2: 1029.4 . bbls/ft

= (2.992)2: 1029.4 = 0.0087 bbl/ft = 115 ft/bbl

Tubing Velocity = 4.7 bbls/mnt : 0.0087 bbls/ft

= 540 ft/mnt atau

Tubing Velocity = 4.7 bbls/mnt x 115 ft/bbl

= 540 ft/mnt


15/16



b. Kecepatan Aliran Dalam Annuls :

Annulus Velocity = Kapasitas pompa (bbls/mnt) : Kapasitas annulus (bbls/ft)

atau

Annulus Velocity = Kapasitas pompa (bbls/mnt) x Kapasitas annulus (ft/bbl)

Casing Volume = {(ID csg)2 (OD tbg)

2} : 1029.4 . bbls/ft

= {(6.366)2 (3.5)2} : 1029.4 = 0.0275 bbls/ft = 36.4 ft/bbl

Annulus Velocity = 4.7 bbls/mnt : 0.0275 bbls/ft = 171 ft/mnt atau

= 4.7 bbls/mnt x 36.4 ft/bbl = 171 ft/mnt

3. Waktu Untuk Sirkulasi 160 bbls air

= Jumlah Air Sirkulasi (bbls) : Kapasitas pompa (bbls/mnt)

= 160 bbls : 4.7 bbls/mnt = 34 menit


16/16



Soal Latihan:

Pekerjaan pemboran sumur berukuran 12 sudah dilakukan sampai kedalaman 2600 ft. Casing

sebelumnya yang sudah terpasang ialah berukuran 13 3/8, ID 12,615 dengan kedalaman casing shoe

pada 1400 ft. Didalam sumur sekarang terdapat rangkaian bor yang terdiri dari 6.5 DC, ID 2,5 dengan

panjang 360 ft dan sisanya kepermukaan ialah 5 DP, ID 4,276. Pompa lumpur yang digunakan tipe

triplex pump dengan ukuran Liner 6, Panjang Langkah (SL) 8, Stroke Per Minute (SPM) 120 dan

Efisiensi pompa 95%.

Pertanyaan:

1. Berapakah kapasitas pompa lumpur ini ?.

2. Berapakah volume drill string (DP & DC) ?.

3. Berpakah volume annulus DC dan Open Hole ?.

4. Berapakah volume annulus DP dan Open Hole ?.

5. Berapakah volume annulus DP dan casing 13 3/8 ?.

6. Berapakah kecepatan aliran dalam DP ?.

7. Berapakah kecepatan aliran dalam DC ?.

8. Berapakah kecepatan aliran dalam annulus DC dan Open Hole ?.

9. Berapakah kecepatan aliran dalam annulus DP dan Open Hole ?.

10. Berapakah kecepatan aliran dalam annulus DP dan casing 133

/8 ?.11. Berapakah waktu yang diperlukan untuk mensirkulasikan lumpur dari dasar lobang kepermukaan

(bottoms-up) ?.

12. Berapakah waktu yang diperlukan untuk satu kali sirkulasi penuh (mulai dari permukaan/DP kembali

kepermukaan/annulus) ?.

Selamat Mengerjakannya !!!

oooooOOoooo

07 - Circulating Equipment

Documents

Transcript of 07 - Circulating Equipment