7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 1/74
Casing Design
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 2/74
• Casing dipasang stl sumur di bor spi kedlman tertentu. Casing terbuat dari
pipa besi yang kokoh dan kuat.
Ukuran dan jumlah casing yg dipasang tgt :
1. Daerah yang bersangkutan
2. Kedalaman sumur
3. Karakteristik formasi
Casing string adalah panjang total casing dg diameter yg konstan.
Section casing string adalah satu panjang casing yyg kontinu dg grade dan
ketebalan dinding yang uniform serta type joint (penyambung) yg sama.
Perencanaan casing harus dapat dapat menahan tekanan dan gaya yang
bekerja pada rangkaian casing supaya rangkaian casing tidak rusak.
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 3/74
Fungsi casing :
1. Mencegah gugurnya lubang bor
2. Mencegah kontaminasi air tawar oleh lumpur pada lapisan pasir di
dekat permukaan
3. Mencegah hubungan hubungan antara formasi di belakang
formasi
4. Mengontrol tekanan
5. Sebagai fondasi BOP
6. Tempat untuk meletakkan dan tempat pegangan alat alat produksi
7. Media untuk memproduksikan minyak/gas ke permukaan
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 4/74
Macam atau jenis casing
1. Stove pipe : dipakai utk offshore drill2. Conductor casing : adl casing dg diameter
terbesar dan berfungsi utk menutup formasi air
tawar. Casing ini disemen spi permukaan
3. Surface casing : berfungsi utk menutup zone ygbertekanan tinggi
4. Intermediate casing : dipakai bila terdapat
beberapa formasi yg bertekanan tinggi, weak zone
dan mudah runtuh
5. Production casing : dipakai utk lapisan produktip
spi ke surface dan disemen spi kepermukaan atau
bertahap.
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 5/74
SPESIFIKASI CASING
Didasarkan kepada : - diameter luar ( OD )
- grade
- nominal weight atau pounder
- type joint / thread / sambungan / ulir
- range panjang
Penyebutan casing sbb : 7 in, J-55, 23 #/ft, LTC, R2
A. GRADE CASING
Ada 2 standart yaitu standart API dan non API.
Ditentukan berdasarkan yield strength minimum dari bahan casing.
Jadi perbedaan grade casing dapat dilihat dari yield strengthnya.
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 6/74
Yield strength adalah besarnya tensile stress yang diperlukan untuk menghasilkan total
perpanjangan sebesar 0.5% dari panjang keseluruhan.
Tabel : Jenis grade casing dan yield strength API
Casing non API yaitu S-80, S-90 dan S-105 serta MN-80 ( khusus utk H2S
service).
B. Panjang Casing API membagi dalam 3 range yaitu : R1 : 16 – 25 ft
R2 : 25 – 34 ft
R3 : > 34 ft
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 7/74
Tabel : Range panjang casing
C. DIMENSI CASING
Didisain oleh OD dan tebal dinding ( nominal weight )
Tabel : Dimensi casing
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 8/74
Panjang casing bila disambung dengan coupling adalah dihitung dari
ujung casing yang sudah dilepas dari sambungannya spi ujung lain pada
bagian luar dari coupling.
Akibatnya maka pjg rangkaian casing akan lebih pendek dibanding dg jumlah casing yang berdiri sendiri.
Hal ini disebabkan adanya “make up loss” (susunan yang tidak dihitung)
yang mengikat ujung casing diabaikan
Gambar : Make up loss per joint dari casing
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 9/74
Dari gambar diatas maka dapat dicari beberapa besaran yaitu :
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 10/74
D. CASING THREAD AND COUPLING
Untuk menyambung casing dipakai ulir / thread sambungan dimana kekuatan ulir
sambungan tergantung pada mekanisme penyekatan yaitu yang disebut “ threaded and
couple” dan “ metal to metal seal “.
1. Threaded and coupled , yaitu sambungan yang didapat dari hubungan antara
sayap ulir pada casing dan coupling yang saling membentuk ikatan.
Ada 4 type sesuai bentuk ulirnya yaitu :
a) 8 round thread-short coupling ( 8 ST&C )
Sambungan (coupling) relatif pendek dibanding yg lain, mempunyai 8 ulir tiap
inch,membentuk sudut 300 diukur dari garis sumbu yang melalui puncak gigi ulir dan digunakan untuk menyambung rangkaian casing dengan beban rendah
sehingga dipasang pada rangkaian casing di bawah.
b) 8 round thread-long coupling ( 8 LT&C )
Sambungan (coupling) relatif panjang dibanding yg lain, mempunyai 8 ulir tiap
inch,membentuk sudut 300 diukur dari garis sumbu yang melalui puncak gigi ulir
dan digunakan untuk menyambung rangkaian casing dengan beban yang lebihberat sehingga dipasang pada rangkaian casing di atas.
c) Buttress thread coupling ( BT & C )
Coupling amat panjang & ulir hampir peregi shg mempunyai ikatan yang lebih
besar, 5 ulir tiap inch. Utk casing dg OD > 13 3/8” maka ujung ulir memp. ukuran
1 inch per ft pjg csg dan bila < 13 3/8”maka ujungnya berukuran ¾”per ft pjg csg.
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 11/74
d) Pittsburg 8 ACME
hampir sama dg type a dan b hanya bentuk ulir membulat dan membentuk sudut
12.50 , 8 ulir tiap inch.
Gambar : Short thread coupling dan long thread coupling
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 12/74
Gambar : Buttress Thread Coupling ( BTC )
Gambar : Pittburg ACME thread
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 13/74
Proses penyambungan dengan coupling yang dibagi menjadi LT &C dan
ST&C di mana LT&C mempunyai tension sstrength 30% lebih besar dari
ST&C.
Dimensi ulir dan coupling dapat dilihat pada gambar berikut dan tabel
berikut.
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 14/74
Gambar : Dimensi dari ulir dan casing
Di mana : de = diameter luar casing, in
dc = diameter luar coupling, ind1 = pitch (puncak) diameter pada jarak L1 dari vanish point
(titik hilang), in
d2 = pitch diameter pada hand tight plane ( bidang ikatan), in
J = Jarak dari ujung casing spi bagian tengah dari coupling
untuk power tight make up ( pengikatan ), in
Lc = panjang coupling, in
LE = jarak dari ujung casing spi vanish point, in
M = jarak dari sisi muka coupling spi hand tight plane, in
L1 = jarak dari vanish point ulir casing spi bidang dari d1, in
t = ketebalan dinding pipa, in
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 15/74
2. METAL TO METAL SEAL
Disebut juga penyambungan secara integral joint yaitu
penyambungan pada 2 ujung pipa dengan menggunakan sistim ulir
di mana ulir bagian luar disebut “pin” dan di ujung yang lainmempunyai ulir di bagian dalam yang disebut “box”.
Ulir pada pin dan box ini akan menyatu membentuk ikatan yang
kuat dan disebut ikatan “metal to metal seal”.
Dibagi menjadi 2 yaitu :
- Hydrill casing thread : ikatan ini tidak menggunakan coupling
( secara pin dan box ) dg bentuk ulir hampir bulat di mana 1 sisi
membentuk sudut 30 dari garis sumbu dan sisi yg lain 100.
- API Extreme Line Casing : Penyambungan secara pin dan box
dengan bagian sambungan mempunyai ukuran yang relatif tebaldibanding tebal body pipa nya shg rangkain casing dengan
sambungan ini akan diletakkan pada bagian bawah
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 16/74
Gambar : Hydrill FJ 40 casing dan Tripleseal casing
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 17/74
Gambar : Bentuk sambungan Extreme Line Casing
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 18/74
E. BERAT CASING
Ada 3 terminologi berat yaitu “plain and weight”, “average weight”dan “ nominal weight”
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 19/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 20/74
diatas
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 21/74
di bawah ini
Tabel : Berat casing dan coupling
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 22/74
Parameter parameter yang mempengaruhi
perencanaan casing ( Casing Design )
(Casing setting depth
1.
2.
3.
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 23/74
Penentuan pemilihan ukuran/diameter
casing
Faktor penentu adalah OD dari production string dan
tergantung pada beberapa faktor :
a) Biaya pemboran
b) Metoda produksi
c) Rate produksi
d) Kemungkinan multi zone completion
e) Jumlah intermediate string
f) Jenis fluida yang diproduksikang) Limitasi rig
h) Workover
i) Persediaan casing
j) Tipe sumur ( explorasi, development atau produksi )
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 24/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 25/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 26/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 27/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 28/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 29/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 30/74
Faktor Tekanan
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 31/74
Untuk sumur sumur yang bertekanan normal
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 32/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 33/74
Untuk sumur sumur yang bertekanan abnormal
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 34/74
Gambar : Penempatan pemasangan casing
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 35/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 36/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 37/74
di atas
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 38/74
Kedalaman penempatan casing ( Casing setting depth )
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 39/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 40/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 41/74
Kombinasi dari penempatan kedalaman casing dapat dilihat pada tabel di bawah :
Tabel
Casing setting depth
K it i i
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 42/74
Kriteria perencanaan casing
( Casing Design )
4. . Rangkaian casing yg dipasang dapat berfungsi dg baik
5. Biaya casing semurah mungkin
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 43/74
1. Design factor ( angka keselamatan )
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 44/74
Faktor faktor yang mempengaruhi besar
angka design factor :
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 45/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 46/74
Perhitungan beban atau stress yang diijinkan
dapat dicari dengan pers. sbb :
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 47/74
Beban yang bekerja pada casing adalah :
1. Tension Load
2. External Pressure
3. Internal Pressure
4. Biaxial Stress
TENSION LOAD
Tension load ( gaya tarikan) adalah beban yg diderita oleh casing akibat berat
casing yang menggantung di dlm lubang sumur.
Tension load terbesar diderita casing teratas sehingga makin panjang casing
maka tension load yang diderita casing teratas makin besar.
Bagian dari casing yang paling menderita adalah pada joint atau ulirnya yaitu
pada joint casing yang paling tipis, karena itu tension load disebut juga jont
load
Joint Load = > JL = L x BN di mana : JL = Joint Load, lbs
L = panjang casing, ft
BN = berat nominal , lb/ft
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 48/74
Kekuatan casing untuk menahan joint load disebut joint strength dan tergantung :
1. OD
2. Berat nominal
3. Jenis sambungan / thread
4. Grade
Joint strength casing untuk STC adalah :
1
Fjs = 0.80 Cs Aj (33.71-OD)(24.45 + ) , lbs
t - 0.07125
Joint strength casing untuk LTC adalah :
1
Fjs = 0.80 Cl Aj (25.58-OD)(24.45 + ) , lbs
t - 0.07125
di mana : Cs = constanta joint STC, dicari pada tabel dan tgt pada grade & ulir
Cl = constanta joint LTC, dicari pada tabel dan tgt pada grade % ulir
Aj = Root thread area, in2 , dicari pada tabel
t = tebal casing, inch, dicari pada tabel0.07125 = tin i ulir, inch
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 49/74
Tabel : Constanta joint strength casing ) Cs dan Cl )
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 50/74
Tabel : Penentuan Aj untuk berbagai macam casing
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 51/74
Tabel : Penentuan harga K ( constanta) utk bermacam casing
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 52/74
Tabel : Penentuan harga K ( constanta) utk bermacam casing
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 53/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 54/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 55/74
Supaya casing tidak putus maka joint strength casing harus lebih besar dari tension
load dan disebut joint strength minimum (Fj min ) dan dinyatakan dengan pers :
Fj min = L x BN x Nj , di mana : Nj = safety factor/design factor,
besarnya 1.6 – 2.0 utk tension
Panjang maksimum rangkaian casing yang bisa dipasang adalah :
Fj
L max = di mana Lmax = pjg max casing yg bs
BN x NJ dipasang
Diketahui : Rangkaian casing dengan 7” OD, 23 lb/ft, J-55, STC dipasang sampai
8100 ft, design factor = 1.7
Ditanyakan : 1. Berapa tension load di permukaan ?
2. Berapa joint strength min ( Fj min) agar casing tidak putus ?
3. Dari joint strength pada tabel utk spec casing tsb, apakah casing
akan putus ?
4. Kalau rangkaian casing putus, apa yg hrs dilakukan ?
Penyelesaian :
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 56/74
Penyelesaian :
1. Tension load di permukaan :
TL = BN x L = 23 lb/ft x 8100 ft = 186,300 lbs
2. Joint strength min yg hrs dipunyai casing :
Fj min = TL x SF = 186,300 lbs x 1.7 = 316,710 lbs
3. Dari tabel di depan, didapatkan joint strength utk spec casing di atas adalah
300,000 lbs yang berarti lebih kecil dari harga Fj min (316,710 lbs), sehingga
casing di atas akan putus.
4. Panjang max casing yg bisa dipasang :
Lmax = Fj/(BN x SF) = 300,000 / (23 x 1.7) = 7672 ftHarga ini adalah panjang rangkaian casing dari bawah yang bisa dipasang
tanpa putus.
Puncak rangkaian casing adalah pada depth = 8100 ft – 7672 ft = 428 ft
Jadi dari permukaan sampai kedalaman 428 ft dipasang casing yang lebih kuat
yaitu yang mempunyai joint strength > 316,710 lbs dalam hal ini adalah344,000 lbs. Dari tabel di depan dipilih Casing 7” OD, 23 lb/ft, LTC
5. Jadi susunan casing adalah : Casing 7” OD, 23 lb/ft LTC dan 7”, 23 lb/ft, STC
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 57/74
EXTERNAL PRESSURE
External press adalah tekanan dari luar yang diderita oleh casing .
Asumsi yang dipakai : - external press adalah tek. Hidrostatik dibelakang casing
- kondisi terburuk adalah di saat casing kosong atau
tekanan di dalam casing = nol
Sebagai akibatnya maka external press terbesar yang diderita casing adalah bagian
terbawah.
External pressure = tek. Hidrostatik = 0.052 x MW x TVD, psi
di mana : MW = berat jenis lumpur, ppg
TVD = kedalaman vertikal, ft
Diketahui : Casing 7” OD dipasang spi kedalaman 10,000 ft dengan MW = 11.5 ppg,
Berapa external pressure yang diderita casing dibagian dasar lubang ?
Penyelesaian :
Apabila external pressure lebih besar dari kekuatan casing yg menahan maka
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 58/74
Apabila external pressure lebih besar dari kekuatan casing yg menahan maka
casing akan collaps ( kempot) atau tertekuk kedalam.
Kekuatan casing untuk menahan external press supaya tidak collaps secara
permanent maupun tidak permanent disebut Collaps Resistant
Elastic failure adalah kerusakan casing secara tidak permanent sebagai akibatexternal press yg bekerja pada casing tsb. Elastic failure ini tidak berhubungan
dengan deformasi permanent.
Plastic failure adalah kerusakan casing secara permanent sebagai akibat
external press yg bekerja pada casing tsb. Plastic failure ini berhubungan dengan
deformasi permanent.
Collaps Resistant dapat ditentukan berdasarkan :
1. Perbandingan OD dengan ketebalan
2. Komposisi material pembuat casing
3. Tegangan yg searah dengan poros ( axial tension )
Collaps Resistant berbanding lurus dg yield strength besi sehingga semakin
besar yield strength maka Collaps Resistant akan naik juga.
Mencari collaps resistant untuk mencegah plastic failure :
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 59/74
Mencari collaps resistant untuk mencegah plastic failure :
1. Casing dengan grade F-25
Untuk OD/t > 43.5,
37.66 x 106
Pc = , di mana : Pc = collaps resistant, psi
(OD/t)3
t = tebal casing, inch
2. Untuk casing dengan grade H-40, J-55, N-80 dan P-110
Untuk OD/t < 14,
(OD/t) - 1
Pc = 0.75 x 2Ya , di mana : Pc = collaps resistant, psi
(OD/t)2
t = tebal casing, inch
Ya = yield strength rata rata, psiutk H-40 , Ya = 50,000 psi
utk J-55, Ya = 65,000 psi
utk N-80, Ya = 85,000 psi
utk P-110, Ya = 123,000 psi
Mencari collaps resistant untuk mencegah elastic failure :
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 60/74
Mencari collaps resistant untuk mencegah elastic failure :
1. Casing dengan grade F-25
Untuk OD/t < 43.5,
65,000
Pc = - 1040 , di mana : Pc = collaps resistant, psi
(OD/t) t = tebal casing, inch
Diketahui : Casing 7” OD, 17 lb/ft, F-25
Berapakah collaps resistantnya ?
Penyelesaian :
Dari tabel utk casing 7”OD, 17 lb/ft. F-25, didapatkan t = 0.231 in, sehingga :
OD/t = 7 / 0.231 = 30.30
--------- Pc = (65,000/30.30 ) - 1040 = 1105 psi
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 61/74
2. Untuk casing dengan grade H-40, J-55, N-80 dan P-110
Untuk OD/t > 14,
62.6x 106
Pc = 0.75 x Ya di mana : Pc = collaps resistant, psi
(OD/t) (OD/t)-1
2t = tebal casing, inch
Ya = yield strength rata rata, psi
utk H-40 , Ya = 50,000 psi
utk J-55, Ya = 65,000 psi
utk N-80, Ya = 85,000 psi
utk P-110, Ya = 123,000 psi
Diketahui : Casing 7”OD, 20 lb/ft, J-55
Berapakah collaps resistant elastic failure “\?
Penyelesaian :
OD/t dari casing 7:OD,20 lb/ft,J-55 adalah 25.735 > 14 sehingga agar casing tdk
mengalami elastic failure maka :
Pc = 0.75 x( 62.6x106
)/ (25.735){(25.735)-1}2
= 2981 psi
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 62/74
Contoh tabel collapse resistant berdasarkan OD, berat nom dan grade
Supaya casing tidak collaps maka casing harus mempunyai collaps resistant minimum
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 63/74
p y g p g p y p
yaitu :
Pc min = 0.052 x MW x TVD x Nc, psi
Di mana : Nc = adalah safety factor untuk mengatasi external press yg diderita casing,
besarnya 1.0 sd 1.25 ( utk collaps )
Casing yg digunakan harus mempunyai collaps resistant yang lebih besar dari Pc min .
Diketahui :
Casing 7”OD mau dipasang sampai 10,000 ft. MW = 12 ppg. SF untuk atasi external press = 1.15 dan SF untuk atasi tension load = 1.6
Ditanyakan :1. Menentukan casing yang dipasang paling bawah ?
2. Apakah casing yg dipilih dapat dipasang spi permukaan ?
Penyelesaian ;
1 Casing yang dipasang paling bawah harus mempunyai Collaps resistant minimum
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 64/74
1. Casing yang dipasang paling bawah harus mempunyai Collaps resistant minimum
yaitu :
Pc min = 0.052 x 12 x 10,000 x 1.15 = 7176 psi
Cari dari tabel dengan casing 7”OD yg mempunyai collaps resistant sedikit > 7176
psi adalah Casing 7”OD, 32 lb/ft, N-80 dengan collaps resistant 7400 psi
2. Apabila casing ini akan dipasang sampai permukaan, maka harus mempunyai joint
strength minimum yaitu :
Fj min = 10,000 ft x 32 lb/ft x 1.6 = 512,000 lbs
Cari dari tabel ; didapat joint strength casing 7”OD, 32 lb/ft, N-80, LTC adalah
578,000 lbs > 512,000 lbs.
Berarti casing 7”OD, 32 lb/ft, N-80, LTC dapat dipasang sampai ke permukaan.
PENGARUH BEBAN TARIKAN TERHADAP COLLAPS RESISTANT
Semakin besar beban tarikan akibat berat casing maka collaps resistant akan
berkurang. Pada setiap titik rangkaian yg menggantung maka collaps resistant
tidak lagi sama dan tergantung beban tarikan yang dideritanya.
Beban tarikan dicari dengan rumus :
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 65/74
Beban tarikan dicari dengan rumus :
W = L x BN , dimana : W = beban tarikan di satu titik, lbs
L= panjang beban yg menggatung di satu titik, ft
BN = berat nom, lb/ft
Besar collaps resistant di satu titik yang dikoreksi dengan beban yang menggantung
adalah :
Pcc = {Pc/K} { √ (K2- 3 W
2) – W}
Di mana : Pcc = Collaps resistant yg dikoreksi dg beban yg menggantung, psi
Pc = Collaps resistant, dicari dengan tabel atau dihitung, psi
K = konstanta koreksi, lbs , tergantung kepada diameter casing,
berat nom dan grade casing
= dicari dengan tabel berikut
Tabel : Penentuan harga K ( constanta) utk bermacam casing
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 66/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 67/74
Diketahui :
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 68/74
Diketahui :
Rangkaian casing dari permukaan sampai 1599 ft adalah 7”OD, 29 lb/ft, N-80. Dari
1500 ft – 7500 ft adalah 7”OD, 26 lb/ft, N-80 dan dari 7500 ft – 9000 ft adalah 7”OD, 29
lb/ft, N-80 . MW = 11.5 ppg, Nc = 1.15, Nj = 1.7.
Apakah rangkaian casing tsb aman terhadap collaps dan putus.
Penyelesaian :
0
Collaps resistant : 6370 psi. K = 1,436,000 lbs, Fj= 520,000 lbs
1500
Collaps resistant : 5320 psi. K = 1,283,000 lbs, Fj= 460,000 lbs
7500
9000
Pada kedalaman 9000 ft ; Collaps resistant min (Pc min) = 0.052x9000x11.5x1.15 = 6189 psi
Collaps resistant = 6370 psi > 6189 psi, Casing aman thd collaps
7”OD, 29 lb/ft, N-80
7”OD, 26 lb/ft, N-80
7”OD, 29 lb/ft, N-80
Pada kedalaman 7500 ft ;
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 69/74
d ed 7500 ;
Collaps resistant min ( Pc min) = 0.052x7500x11.5x1.15 = 5157 psi
Berat beban yg menggantung = (9000 – 7500) x 29 = 43,500 lbs
Collaps resistant yg dikoreksi terhadap beban :
Pcc = (5320/1,283,000){√(1,283,00 + (7500-1500)x26 0)2 - 3(43,500)2 - 43,500 } = 5130
psi < 5157, casing akan collaps
Joint strength min (Fj min) = (9000-7500) x 29 x 1.7 = 73,950 lbs< 520,000 lbs, casing
masih aman terhadap collaps
Pada kedalaman 1500 ft :Collaps resistant min ( Pc min) = 0.052x1500x11.5x1.15 = 1031 psi
Berat beban yg menggantung = (9000 – 7500) x 29 + (7500-1500)x26 = 199,500 lbs
Collaps resistant yg dikoreksi terhadap beban :
Pcc = (6370/1,436,000){√(1,436,000)2 - 3(199,500)2 - 199,500 } = 5297 psi > 1031 psi,
casing aman terhadap collapsJoint strength min (Fj min) = {(9000-7500) x 29 + (7500 – 1500)x26}x1,17 =
339,150 lbs < 460,000 lbs, casing masih aman terhadap collaps
Pada kedalaman 0 ft ;
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 70/74
;
Collaps resistant min ( Pc min) = 0 psi
Berat beban yg menggantung = (9000 – 7500) x 29 + (7500-1500)x26 + 1500 x 29 =
243,000 lbs
Collaps resistant yg dikoreksi terhadap beban :
Pcc = (6370/1,436,000){√(1,436,000)2 - 3(243,000)2 - 243,000 } = 5012 psi > 0 psi, casing
aman terhadap collaps
Joint strength min (Fj min) = {(9000-7500) x 29 + (7500 – 1500)x26 +1500 x29 }x 1.7 =
413,100 lbs< 520,000 lbs, casing masih aman terhadap collaps
Cara lain menentukan collaps resistant yang dikoreksi terhadap beban tarikan adalah
secara grafis dengan menggunakan Ellips of Biaxial Yield Stress
Langkah langkah penentuan sbb :
1. Tentukan tensile load ; TL = L x BN, lbs, di mana L = pjg casing yg menggantung,ft2. Tentukan tensile strength : TS = TL/Aj, psi, di mana Aj = root thread area, in2
3. Hitung % of Yield Strength = { TS / Ya } x 100%
4. Potogkan harga pada langkah 3 pada Ellips dan tarik ke kanan shg didapatkan Percent of
Nominal Collaps Resistant
5. Collaps resistant setelah dikoreksi adalah : Pcc = Pc x % Nominal Collaps Resistant
Diketahui :
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 71/74
Rangkaian casing dari permukaan sampai 9000 ft adalah 7” OD, 29 lb/ft N-80.
Berapakah collaps resistant casing pada kedalaman 6000 ft ?
Penyelesaian :1. Hitung Tensile load pada 6000 ft :
TL = ( 9000 – 6000) x 29 = 87,000 lbs
Root thread area ( Aj) = 6.899 in2 dicari dari tabel atau dihitung
2. Hitung Tensile Stress :
TS = 87,000 lbs / 6.899 in2 = 12,610 psi
3. Ya = yield strength rata rata = 85,000 psi, sehingga
Percent of Yield Strength = 12,610 psi / 85,000 psi x 100% = 14.84%
4. Dengan menggunakan Ellips of Biaxial Stress, didapatkan Percent of Nominal Collaps
Resistant = 92%.Dari tabel Collaps Resistant Casing 7”OD, 29 lb/ft, N-80 = 6370 psi
Jadi Collaps Resistant casing yang dikoreksi terhadap beban pada kedalaman 6000 ft
adalah :
Pcc = 92% x 6370 psi = 5860 psi
14 84%
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 72/74
Gambar Ellips of Biaxial yield stress
14.84%
92%
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 73/74
7/27/2019 Casing Design Utk Bor 1
http://slidepdf.com/reader/full/casing-design-utk-bor-1 74/74
Top Related