Dinamis Analisis dengan OFFPIPE

Ada beberapa teman yang menanyakan bagaimana melakukan dynamic analysis dengan OFFPIPE. Berikut saya berikan sedikit gambarannya. Seperti telah saya jelaskan bahwa dinamis analisis mempertimbangkan pergerakan dari barge sehingga perlu inputan RAO (response amplitude operator) dari barge, dan juga data lingkungan berupa arus dan gelombang, serta waktu iterasi (perhatikan dibawah ini). Berdasarkan DnV RP-105 Free Spanning Pipeline (2006) Sect. 3.6, minimum waktu yang dibutuhkan untuk melakukan simulasi dinamis adalah selama 3 jam.

Dynamic Screen

Pada gambar di atas, perhatikan kolom yang berwarna ungu, disitu terdapat 3 tanda centang yang merupakan minimum requirements untuk melakukan analisa dinamis di OFFPIPE. Mari kita bahas satu persatu: Continue reading “Dinamis Analisis dengan OFFPIPE”

Above Water Tie-In

Salah satu analisa yang bisa dilakukan oleh OFFPIPE adalah davit lifting analysis. Davit lifting adalah proses pengangkatan ujung pipeline oleh davit (cable) yang ditarik dari atas barge. Biasa digunakan 3-5 davit untuk proses tersebut sampai ujung pipeline berada di atas permukaan laut, dimana davit pertama letaknya hampir di ujung pipeline lalu selanjutnya berjarak beberapa meter dari davit yang satu ke davit yang lainnya. Ketika proses pengangkatan ini maka pipeline akan melengkung membentuk kurva dan tentu saja jika tidak diperhitungkan dengan sebaik-baiknya bukan tidak mungkin lengkungan tersebut akan menghasilkan stress yang melebihi batas dan pipeline bisa mengalami kegagalan (patah). OFFPIPE mampu melakukan analisa proses davit lifting ini dan memberikan output berupa stress yang terjadi pada semua daerah pipeline, terutama pada daerah lengkungan yang terbentuk ketika pipeline diangkat ke atas.

1

Gambar 1 Ilustrasi Proses Davit Lifting (OFFPIPE Manual)

Proses davit lifting biasanya dilakukan sebagai proses penyambungan pipeline, dimana sebenarnya bisa saja dilakukan penyambungan (pengelasan) di bawah laut tapi dengan biaya yang jelas lebih mahal. Davit lifting memberikan harga yang relative lebih murah dari pada proses pengelasan bawah laut. Proses penyambungan dengan mengangkat pipeline ke atas permukaan laut bisa dikenal dengan Above Water Tie In. Penyambungan ini bisa antara pipeline dengan pipeline atau juga antara pipeline dengan riser. Tahapannya cukup sederhana, pipeline diangkat ke atas permukaan laut, lalu disambung dan diturunkan lagi ke dalam laut.

Perhatikan foto di bawah ini (Gambar 2). Dalam foto tersebut Continue reading “Above Water Tie-In”

Hostage Killed in Nigeria Delta

A hostage being held by Nigerian oil militants has been killed during a military attack, they have claimed.

The hostage was a Filipino sailor seized from the boat the MV Spirit on Thursday morning, militants said. An army spokesman has said a militant camp was “torched” in an operation, but denied claims it had bombed a village. The militants have now declared an “all-out war” on the military as gun battles continued for a third day this week in the southern swamps. “One hostage has been killed by stray bullets from the Nigerian army who attacked an area they were being held in Delta State,” a spokesman for the Movement for the Emancipation of the Niger Delta (Mend) said in a statement. The group took at least 15 people hostage from two ships in the early hours of Thursday. In response, Mend says military planes bombarded a village in Delta State, killing women and children. But the military says it “torched a militant camp” and only killed fighters. On Friday Mend also claimed to have boarded a warship, captured the crew and set the ship on fire, but navy spokesman Commodore David Nabaiba said the claim was “lies”. It was not possible to verify either side’s claims immediately, as travel to the region is restricted.

Deadline

“Mend is declaring an all-out war in the region and call upon all men of fighting age to enlist for our freedom,” spokesman Jomo Gbomo said in an e-mail to journalists. “Casualties are mostly women, children and the elderly who could not get away quickly into the bush or high sea,” he said of the alleged aerial bombardment. But army spokesman Lt Col Rabe Abubakar denied the claim. “The only operation today has been a cordon and search operation, which revealed a militant camp, which we torched,” he said. He said he could not give any figures on casualties. Mend issued a Sunday deadline for oil companies to pull out of the Niger Delta. The renewed violence between militants and the military’s Joint Task Force was expected by analysts after Mend rejected an amnesty offered by the government.

The government has still not officially said the offer is off the table. Mend is still holding British hostage Matthew Maguire who was seized from an oil services boat in September last year. His colleague Robin Hughes was freed in April. Militant groups in the Niger Delta have flourished amid a lack of governance and rule of law. They claim to be fighting to help local people benefit from the region’s oil wealth but fund their activities with oil theft, extortion and kidnapping. The Joint Task Force, charged with bringing security to the Delta, is accused of brutality and corruption.

BBCNews.

Pipeline Installation Engineering

OFFPIPE and Pipeline Installation


Hufff… setelah lama gak nulis.. saatnya menulis kembali.. demi bangsa dan Negara hehehe… Merdeka! Dan sebelumnya saya minta maaf jika tulisan ini kurang memuaskan (mohon koreksi) karena saya hanya mencoba menjelaskan apa yang saya ketahui (maklum masih hijau dan belum banyak pengalaman hehe…)

Seperti telah diceritakan sebelumnya, saat ini saya bekerja sebagai Pipeline Engineer di Nigeria. Untuk posisi tersebut, saya bertanggung jawab pada salah satu project yang sedang kita kerjakan, MIPs (MPN Integrity Projects). MIPs adalah project intalasi pipeline yang terdiri dari 3 macam diameter pipe (16’’, 20’’ dan 24’’) di 6 lokasi (3 lokasi di offshore dan 3 near shores). Ruang lingkup kerjaannya lebih pada analisa pipeline saat instalasi dengan menggunakan software OFFPIPE tentunya, dan beberapa perhitungan manual yang tidak bisa dicover oleh OFFPIPE. Intinya, menghitung pipe stress hehe sampe stress.. Oia saya gundul lho sekarang (bukan saking stress lho hehe..).

Pipeline installation adalah proses pemasangan pipeline di laut. Hal yang harus diperhatikan adalah besarnya stress yang terjadi pada pipe pada saat proses tersebut. Mulai dari saat pipa masih diatas barge, di stinger, dan saat pipa menyentuh seabed. Ada 2 kategori area yang harus dicek, yaitu Overbend dan sagbend. Overbend area dimulai dari pipe masih di atas barge sampe stinger (kecuali roller terakhir pada stinger). Sedangkan sagbend mulai dari roller terakhir pada stinger sampai seabed. Accetance criteria untuk area ini pun berbeda. Menurut DnV OS F101 ‘Submarine Pipeline System’ Section 13, part H300 ‘Simplified Laying Criteria’, disebutkan bahwa utk overbend area menggunakan strain based criteria, sedangkan sagbend menggunakan stress based criteria. Dimana untuk calculated strain maksimal uyang diijinkan adalah 0,205% (Material X52, Static Condition) dan stress maksimal yang diijinkan adalah 87% dari SMYS (Static Condition). Untuk kondisi dynamic analysis maka batasan maksimalnya akan berubah.

Sebenarnya apa perbedaan analysa statis dan analisa dinamis pada instalasi pipeline dengan OFFPIPE? Simpel saja, pada analisa statis asumsinya tidak ada pergerakan dari bargenya (barge dianggap diam/statis) sedangkan pada analisa dinamis kita memasukkan fungsi pergerakan barge. Jadi bargenya kita anggap bergerak karena adanya pengaruh gelombang laut. Oleh karena itu, untuk analisa dinamis kita memerlukan data tambahan berupa data RAO (Response Amplitude Operator) dari barge atau yang biasa dikenal sebagai motion study of the barge dan data lingkungan (gelombang dan arus laut). Data RAO dapat diperoleh salah satunya dari simulasi dengan menggunakan software MOSES.

Ok, kembali ke kerjaan…

Untuk project instalasi pipeline ini ada beberapa case yang bias disimulasikan dengan menggunakan OFFPIPE, antara lain:

  • Start-Up Analysis

Analisa pada saat pertama kali pipa akan diluncurkan. Pipa dilas di atas barge lalu ditarik sampai di ujung stinger. Karena pipa tidak bisa bergerak sendiri maka kita perlu menariknya dengan AHT atau winch machine. Setelah pipa berada di ujung stinger, kita kaitkan kabel yang sebelumnya telah diikatkan di DMA (Dead Man Anchor) di dasar laut ke ujung pipa (pipe head). Lalu barge bergerak maju dan proses penyambungan pipa tetap dilakukan sehingga dengan sendirinya pipa tersebut akan turun dan meluncur ke laut dengan dipegangin kabel didepannya. Proses start-up selesai setelah pipe head dan beberapa meter bagian pipa telah berada di dasar laut. Kita bisa membuat simulasi pipa yang ujungnya diikatkan cable yang terhubung di DMA yang ada di dasar laut. Pada beberapa kondisi, kita bisa mengganti DMA dengan kaki jacket. Jadi kabelnya kita kaitkan pada kaki jacket jika kita tidak menggunakan DMA. Simulasi di OFFPIPE dilakukan dengan merubah-rubah panjang pipa dari pendek misal 70meter kemudian dtambah per case 10 meteran sehingga kita akan mendapatkan variasi case panjang pipa pada simulasi OFFPIPE, danakan diperoleh kesan bahwa pipe bergerak dari barge menuju dasar laut. Dalam setiap perubahan itu kita cek strain dan stress yang terjadi dan kita analisa.

  • Normal Laying Analysis

Analisa normal, yaitu asumsinya kondisi saat pipa sudah menyentuh seabed jadi kita tidak lagi menggunakan cable. Yang ada hanya pipa aja. Seperti biasa kita cek strain dan stress yang terjadi dan kita analisa.

  • Abandon Analysis

Abandon adalah keadaan dimana tidak memungkin dilanjutkannya pekerjaan instalasi pipeline karena mungkin cuaca buruk. Untuk itu pekerjaan harus dihentikan dan bagian terakhir pipa yang ada di atas barge harus diturunkan ke dasar laut. Hal ini biasa disebut abandon analysis. Prinsipnya hamper sama sepeti Start-Up analysis, kita menggunakan cable. Tapi untuk case ini kabel posisinya berada di belakang pipa. Jadi simulasi yang dilakukan dengan merubah0rubah panjang pipa mulai pendek sampai panjang. Sehingga diperoleh kesan pipa meluncur ke dasar laur dengan dipegangin cable di belakangnya.

  • Recovery Analysis
  • Laydown Analysis

————————- bersambung ——————————-

PS: Kita lanjutkan nanti yah… Saya mau kerja lagi hehe…

Update: Port Hacourt, Nigeria

Ups..  maaf kalo postingan ini gak ada hubungannya sm pipeline hehe.. tp banyak yg minta update ttg Nigeria.. berikut saya berikan garis besarnya saja yah.. Perusahaan saya bekerja lokasinya di Nigeria tepatnya di kota Port Hacourt (PH), sekitar 1 jam perjalanan dengan pesawat dari ibu kota lama, Lagos. Keadaan PH hampir sama seperti kota-kota lainnya di Nigeria, dan mungkin sama seperti di Papua hehe panas bro..

PH adalah daerah di selatan Nigeria yang penduduknya mayoritas kristen, sehingga mencari sebuah masjid disini sangat susah sekali. Hal yang berbeda dengan Nigeria bagian utara, yang katanya lebih di dominasi oleh penduduk muslim. Keadaan keamanan di PH mungkin hampir sama dengan di Aceh, dimana disini bertebaran militan-militan yang sangat meresahkan. Militan ini awalnya terbentuk sebagai bentuk protes terhadap pemerintah Nigeria karena ketidakadilan distribusi bagi hasil pembangunan akan sumber daya minyak dan gas bumi. Maklum, PH adalah pusatnya minyak dan gas di Nigeria, tapi keadaannya jauh memprihatinkan.

PHSuasana Pagi Hari di Perempatan PH

….

Tapi semakin lama, tindakan militan ini semakin tidak terarah, bahkan sangat sulit sekali membedakan mana yang militan dan mana yang penjahat. Mereka bahkan tidak segan-segan membunuh untuk mendapatkan keinginannya. Seperti kasus yang saya dan teman-teman expat lainnya alami disini sekitar seminggu yang lalu.

Minggu lalu, tepatnya hari minggu malam jam 7.30 malam (belum terlalu larut), ketika saya selasai sholat isya’ dan mau rebahan, tiba-tiba terdengar suara tembakan dari luar hotel. Awalnya saya pikir suara tembakan di tivi karena kebetulan saya lagi nonton film action. Dan saya pikir lagi mungkin pak polisi sedang mengejar penjahat atau apalah.. Tapi suara itu kayaknya bukan dari lokasi yang jauh, tapi di lokasi hotel..!

Wow, baru kalo ini saya mendengar suara tembakan AK45 beneran hehe.. maklum gak pernah ikut perang wakakakakak.. terus saya turun ke arah lobi (kebetulan kamar saya di lantai 2). Waktu saya mengintip ke lobi perasaan saya gak enak, dan saya melihat ada 2 pegawai hotel dari arah belakang membawa pisau koki yang segede gaban (emang bisa lawan peluru?) hehe dan mereka menyarankan saya untuk masuk kamar dana saya langsung ke kamar teman saya (expat dari UK). Dan kami pun diam di dalam kamar. Listrik hotel kemudian mati.

Sekitar 45 menit, keadaan kembali hening. Lalu saya dan teman saya menuju lobi untuk menanyakan apa yang terjadi. Hehe pihak hotel bilangnya, no problem.. Emang kita anak kecil apa? Tapi karena gak ingin berdebat, kita balik ke kamar masing-masing dan tidur nyenyak.

Paginya, pas breakfast baru deh ketahuan apa yang sebenarnya terjadi. Ternyata oh ternyata, semalam hotel kami diserang oleh sekelompok militan yang kemudian menewaskan 1 orang sekuriti dan menculik salah seorang teman kami (expat dari Scotland).. wuihhh… kebetulan saat itu dia lagi di bar hotel, minum dan liat pertandingan bola kalo gak salah MU atau Chelsea deh yang main.. Untung aja kita yang lainnya gak ikutan hehe..

kaca depanGambar Bekas Tembakan di Kaca Depan Sebuah Mobil

..

kaca sampingGambar Bekas Tembakan di Kaca Samping Sebuah Mobil

..

Dan mulai hari itu, kita semua pindah ke hotel lain.. dan alhamdulillah dpt hotel yang lebih Ok.. hehe thanks to the militans wakakakaka.. Dan setalah 1 minggu kita mendapat kabar bahwa militan (baca:penculik) meminta tebusan sebesar 100 juta Naira (150 naira=1 usd), lalu turun menjadi 50 juta dan terakhir ‘hanya’ minta 1 juta Naira. Dan sampai sekarang belum ada kabarnya lagi.

Dan beberapa hari lalu juga, tersiar kabar bahawa militan (benar apa ga saya tidak tau persis), menyerang beberapa boat milik oil company di sini (please cek di BBC news).. Meskipun menurut sebagian orang disini sangat berbahaya tapi saya pikir biasa aja hehe nasib kita udah ada yang atur bung, santai aja.. Pasrah ke Allah aja hehe.. Dan untuk orang asia sperti kita ‘relatif’ lebih aman, karena targetnya biasa orang-orang Eropa.. So, kalo kerja disini jangan deket-deket sama orang bule hehehe.. Jaga jarak!

Mungkin itu dulu sekilas oleh-oleh dari negeri antah berantah ini. Maaf lama banget gak ngasih update soale baru dapat akses internet dan lelet lagi wakakakakak..

Makasih atas supportnya selama ini.

Semangat!

 

Subsea Pipeline Installation, OFFPIPE

Subsea Pipeline Installation, OFFPIPE

Based on milist Petrolifere en Mer (Java to Indonesian) by David Makisang

..

Offpipe adalah software berbasis FEM (Fine element method) yang mampu mencover semua bentuk problem instalasi pipeline, kemampuan software ini antara lain:

  1. Static dan dynamic analisi pada pipelay baik dengan metode S-Lay ataupu J-Lay tak terbatas pula pada kasus dengan atau tanpa stinger.
  2. Davit Lifting
  3. Pipe abandon, startup maupun laydown
  4. Analsia stress pada pipa akibat kontur laut yang tidak rata

Ada beberapa analisa yang perlu kita perhatikan pada proses instalsi pipeline:

  1. Analisa Start-up
  2. Normal Laying
  3. Laydow Analysis

Analisa 1,3 merupakan proses awal dan akhir, mungkin kita bahas di waktu lain. Sekarang kita mulai dulu dari Normal Laying.

Apa saja data yang kita butuhkan untuk proses pipelaying..??

  1. Section Pipa dan Jenis Material Propertise, berisi informasi seputar ukuran pipa lengkap dengan coating, tidak peduli pakai corrotion coating, field joint coating atau concrete coating. Ditambah dengan berat pipa di dalam air dan di udara bebas.
  2. Propertis Tanah, berisi jenis tanahnya itu apa, untuk menentukan coefisent friction, atau juga untuk menentukan stabilitas pipa di atas tabag. Bahasa jawanya ‘Pipone mancep opo glamber-glamber’.
  3. Barge properties, menentukan kordinate kapal, tensioner dan roller
  4. Stinger properties (kalo dipakai), ini juga berisi koordinatnya roller di stinger skalian bouyancy capacity kalo pakai floating stinger.
  5. Kondisine lingkungan
  6. RAO untuk analisa dinamis .

Berikut ini adalah tampilan awalnya. Dalam offpipe kita bisa desain baru dari awal atau memodifikasi data yang sudah ada dengan memilih menu “Edit Existing Input Data File’. Saran saya sih modif aja data yang sudah ada biar mempersingkat waktu pengerjaan.

offpipe awal

…m sss

Pada saat telah masuk menu ‘edit existing input data file’ akan keluar tampilan seperti gambar di bawah ini dengan adanya tulisan ’40ADYN58′ di pojok kanan atas. Lalu kita diminta untuk mengisikan data seperti pada tampilan.

2

Berikut ini penjelasannya,

  • Problem Title or Heading, untuk nama pekerjaan,
  • Job Number, untuk memperjelas seperti Sub Bab,
  • User Name, nama yang punya pekerjaan,
  • Problem Input, memperjelas unit satuan yang akan digunakan, ketik angka 1 untuk satuan Britsh dan angka 2 untuk SI.

offpipe-3

Tampilan selanjutnya adalah penentuan analisa yang akan kita lakukan. Menu ‘pipe strain’ adalah untuk menentuka regangan, ‘stresses’ untuk tegangan dan seterusnya. Kalo kita ingin Offpipe mengeluarkan hasilnya maka ketik angka 1, tapi jika kita tidak menginginkannya maka dibiarkan kosong saja.

offpipe-4

Pada tampilan di atas, kolom yang akan diisi berfungsi untuk memberikan identitas untuk result mengenai grafik yang ingin kita lihat. Selain itu juga bisa menunjukkan bentuk side view dari profile elevationnya kerjaan kita. Kada-kadang suka banyak dan tergantung hasil yang ingin dikeluarkan oleh masing-masing user yang berkepentingan.

Selanjutnya kita masuk ke bagian terpenting dari OFFPIE, namanya kolom untuk propertis pipa..

offpipe-5

Isi kolom dengan data yang tersedia saja. Yang paling penting adalah kolom yang di bold putih. Sedangkan lainnya bisa diisikan kalo memang datanya tersedia, tapi jika tidak bisa di-dafault saja.

Kemudian selanjutnya kita akan melihat tampilan kolom tensioner di Barge seperti gambar di bawah ini.

offpipe-6

Menu ‘static pipe tension’ adalah besarnya tension yang kita berikat pada saat laying, minimal atau maksimal, atau bisa juga dikosongkan. Angka 683 sebagai contoh artinya 683 KN. Ingat kan kita pakai satuan SI dalam panduan ini seperti telah kita tentuka sebelumnya.

Selanjutnya kita akan membahas masalah BARGE DATA, hal yang sangat kritikal dan butuh perhatian lebih. Tapi.. tunggu di episode selanjutnya yah..

..

OK, sementara sekian dulu..

Kapan-kapan dilanjutkan lagi. Jadi kalo masih penasaran jangan lupa untuk mampir kembali ke blog ini. Terima kasih.

..

..

-compiled and brought to you by vladimir medio-

Analisa Dinamis Vibrasi SBC dengan ANSYS

SBC adalah small bore connection, merupakan sambungan pada pipa dengan diameter maksimal sekitar 2 inch. Sehingga pada system sambungan ke pipa utama tidak menggunakan tee melainkan langsung dilakukan pengelasan.

sbc

Gambar 1. Small Bore Connection

….

Ketika pipa utama dialiri aliran fluida yang bersifat turbulen, maka pipa pasti akan mengalami getaran / vibrasi. Dan jika pada pipa mempunyai SBC maka getaran ini akan menyebabkan SBC ikut bergetar. Akibatnya apabila sambungan antara pipa utama dan SBC tidak kuat maka bisa dipastikan akan terjadi kerusakan pada bagian tersebut dikarenakan getaran yang terjadi terus menerus. Untuk mengetahui apakah sambungan SBC relative kuat menahan getaran bisa kita analisa dengan menggunkan bantuan software ANSYS. Konsepnya sederhana, kita menghitung berapa tegangan / stress yang dihasilkan oleh getaran tersebut kemudian dibandingkan dengan allowable stressnya pada bagian sambungan tersebut. Kita asumsikan jenis sambungan SBC menggunakan BS7608 dengan weld class F2 maka kita akan memperoleh hasil dengan membaca kurva S-N bahwa untuk jenis ini maksimal bisa menahan beban dinamis sebesar 35MPa (peak to peak).

2Gambar 2. Kurva S-N

….

Selanjutnya kita hitung berapa beban dinamis yang terjadi dengan beberapa langkah di bawah ini:

1. Analisa Aliran Fluida dalam Pipa dengan ANSYS CFD

Untuk menganalisa pressure akibat fluida yang mengalir pada daerah sekitar SBC dilakukan dengan bantuan software ANSYS CFD, yang terdiri dari ANSYS ICEM untuk pemodelan dan meshing dan ANSYS CFX untuk analisa fluidanya.

3Gambar 3. Tampilan software ANSYS ICEM

…..

Pada analisis fluida yang dimodelkan dan dimeshing adalah fluidanya. Fluida dialirkan melalui pipa yang mepunyai sambungan SBC dan berada dekat pada elbow dengan boundary condition yang digunakan adalah inlet, outlet, dan wall. Gambar di atas adalah tampilan software ANSYS ICEM yang digunkan untuk pemodelan dan meshing model. Tahapan selanjutnya setelah pemodelan dan meshing adalah melakukan analisis dengan menggunakan ANSYS CFX. Jika terdapat error maka harus dilakukan perubahan pada model. Ada tiga tahapan yang hasrus dilakukan pada analisis menggunakan ANSYS CFX.

Tahapan-tahapan tersebut adalah:

1. Pemberian boundary condition dan memasukkan properti fluida yang telah ditentukan pada ANSYS CFX-Pre.

2. Running pada ANSYS CFX-Solver.

3. Pembacaan hasil output pada ANSYS CFX-Post.

Berikut ini adalah gambar tampilan ANSYS CFX-Pre, ANSYS CFX-Solver dan ANSYS CFX-Post.

4Gambar 4. Tampilan ANSYS CFX-Pre

…..

5Gambar 5. Tampilan ANSYS CFX-Solver

….6Gambar 6. Tampilan ANSYS CFX-Post

…..

2. Analisa Kekuatan Pipa secara Dinamis dengan ANSYS Multiphysics

Setelah kita mendapatkan data besaran pressure akibat fluida yang mengalir hasil dari output ANSYS CFD, kemuadian kita menganalisa kekuatan struktur terhadap beban pressure tersebut dengan menggunakan ANSYS Multiphysics. Jenis analisa yang dipilih adalah analisa dimanis harmonis karena beban pressure fluida tersebut mengenai pipa secara terus menerus. Oleh karena itu, perlu dicari terlebih dulu besaran frekuansi natural pipa tersebut. Setelah data didapatkan, tahap selanjutnya adalah memodelkan pipa dengan sambungan SBC pada software ANSYS Multiphysics. ANSYS menyediakan dua macam metode penyelesaian untuk analisa struktural, yaitu h-method dan p-method. H-method diguna-kan untuk semua tipe analisis. Sedangkan p-method hanya dapat digunakan untuk analisa struktural linear statis. Penelitian ini, metode yang digunakan adalah h-method.

7Gambar 7. Tampilan Model Struktur pada ANSYS Multiphysics

….

8Gambar 8. Tampilan Pipa yang telah Dimeshing pada ANSYS Multiphysics

9aGambar 9. Tampilan Output Sebaran Tegangan Von Misses

….

Pipa yang telah selesai dimodelkan kemudian dimeshing dan diberikan constrain serta pembebanan. Pembebanan yang diberikan berupa pressure akibat fluida yang mengalir yang merupakan output dari ANSYS CFX. Langkah selanjutnya adalah melakukan running. Jika running tidak dapat berjalan karena terdapat error maka model yang sudah dibuat hasus dievaluasi lagi. Hasil running dapat dilihat dalam menu general post processor. Hasil dapat diplot dengan output berupa sebaran tegangann von Mises yang terjadi akibat beban dinamis pressure fluida ke pipa. Kemuadian dari hasil running ini dilakukan analisis dan pembahasan yaitu dengan membandingkan apakah nilai tegangan von Mises ini masih dibawah tegangan dinamis yang diijinkan atau tidak.

..

-vlad-

Dari Mana Datangnya Minyak Bumi (part-3)

Dari Mana Datangnya Minyak Bumi (part-3)

..

Untuk apa directional drilling dilakukan?

Secara konvensional sumur dibor berbentuk lurus mendekati arah vertikal. Directional drilling (pemboran berarah) adalah pemboran sumur dimana lubang sumur tidak lurus vertikal, melainkan terarah untuk mencapai target yang diinginkan.

Tujuannya dapat bermacam-macam:

  1. Sidetracking: jika ada rintangan di depan lubang sumur yang akan dibor, maka lubang sumur dapat dielakan atau dibelokan untuk menghindari rintangan tersebut.
  2. Jikalau reservoir yang diinginkan terletak tepat di bawah suatu daerah yang tidak mungkin dilakukan pemboran, misalnya kota, pemukiman penduduk, suaka alam atau suatu tempat yang lingkungannya sangat sensitif. Sumur dapat mulai digali dari tempat lain dan diarahkan menuju reservoir yang bersangkutan.
  3. Untuk menghindari salt-dome (formasi garam yang secara kontinyu terus bergerak) yang dapat merusak lubang sumur. Sering hidrokarbon ditemui dibawah atau di sekitar salt-dome. Pemboran berarah dilakukan untuk dapat mencapai reservoir tersebut dan menghindari salt-dome.
  4. Untuk menghindari fault (patahan geologis).
  5. Untuk membuat cabang beberapa sumur dari satu lubung sumur saja di permukaan.
  6. Untuk mengakses reservoir yang terletak di bawah laut tetapi rignya terletak didarat sehingga dapat lebih murah
  7. Umumnya di offshore, beberapa sumur dapat dibor dari satu platform yang sama sehingga lebih mudah, cepat dan lebih murah
  8. Untuk relief well ke sumur yang sedang tak terkontrol (blow-out)
  9. Untuk membuat sumur horizontal dengan tujuan menaikkan produksi hidrokarbon.
  10. Extended reach: sumur yg mempunyai bagian horizontal yang panjangnya lebih dari 5000m
  11. Sumur multilateral: satu lubang sumur di permukaan tetapi mempunyai beberapa cabang secara lateral di bawah, untuk dapat mengakses beberapa formasi hidrokarbon yang terpisah

Pemboran berarah dapat dikerjakan dengan peralatan membor konvensional, dimana pipa bor diputar dari permukaan untuk memutar mata bor di bawah. Kelemahannya, sudut yang dapat dibentuk sangat terbatas. Pemboran berarah sekarang lebih umum dilakukan dengan memakai motor berpenggerak lumpur (mud motor) yang akan memutar mata bor dan dipasang di ujung pipa pemboran. Seluruh pipa pemboran dari permukaan tidak perlu diputar, pipa pemboran lebih dapat “dilengkungkan” sehingga lubang sumur dapat lebih fleksibel untuk diarahkan.

Apakah perforating?

  • Perforasi (perforating) adalah proses pelubangan dinding sumur (casing dan lapisan semen) sehingga sumur dapat berkomunikasi dengan formasi. Minyak atau gas bumi dapat mengalir ke dalam sumur melalui lubang perforasi ini.
  • Perforating gun yang berisi beberapa shaped-charges diturunkan ke dalam sumur sampai ke kedalaman formasi yang dituju. Shaped-charges ini kemudian diledakan dan menghasilkan semacam semburan jet campuran fluida cair dan gas dari bahan metal bertekanan tinggi (jutaan psi) dan kecepatan tinggi (7000m/s) yang mampu menembus casing baja dan lapisan semen. Semua proses ini terjadi dalam waktu yang sangat singkat.

  • Perforasi dapat dilakukan secara elektrikal dengan menggunakan peralatan logging atau juga secara mekanikal lewat tubing (TCP-Tubing Conveyed Perforations).

Apa artinya Well Testing?

Well testing adalah metode untuk mendapatkan berbagai properti dari reservoir secara dinamis dan hasilnya lebih akurat dalam jangka panjang. Tujuannya:

  1. Untuk memastikan apakah sumur akan mengalir dan berproduksi.
  2. Untuk mengetahui berapa banyak kandungan hidrokarbon di dalam reservoir dan kualitasnya.
  3. Untuk memperkirakan berapa lama reservoirnya akan berproduksi dan berapa lama akan menghasilkan keuntungan secara ekonomi.

Teknik ini dilakukan dengan mengkondisikan reservoir ke keadaan dinamis dengan cara memberi gangguan sehingga tekanan reservoirnya akan berubah. Jika reservoirnya sudah/sedang berproduksi, tes dilakukan dengan cara menutup sumur untuk mematikan aliran fluidanya. Teknik ini disebut buildup test. Jika reservoirnya sudah lama idle, maka sumur dialirkan kembali. Teknik ini disebut drawdown test.

Apakah tujuan stimulasi?

  • Stimulasi (stimulation) adalah proses mekanikal dan/atau chemical yang ditujukan untuk menaikan laju produksi dari suatu sumur. Metode stimulasi dapat dikategorikan tiga macam yang semuanya memakai fluida khusus yang dipompakan ke dalam sumur.

  • Pertama, wellbore cleanup. Fluida treatment dipompakan hanya ke dalam sumur, tidak sampai ke formasi. Tujuan utamanya untuk membersihkan lubang sumur dari berbagai macam kotoran, misalnya deposit asphaltene, paraffin, penyumbatan pasir, dsb. Fluida yang digunakan umumnya campuran asam (acid) karena sifatnya yang korosif.

  • Yang kedua adalah yang disebut stimulasi matriks. Fluida diinjeksikan ke dalam formasi hidrokarbon tanpa memecahkannya. Fluida yang dipakai juga umumnya campuran asam. Fluida ini akan “memakan” kotoran di sekitar lubang sumur dan membersihkannya sehingga fluida hidrokarbon akan mudah mengalir masuk ke dalam lubang sumur.

  • Teknik ketiga dinamakan fracturing; fluida diinjeksikan ke dalam formasi dengan laju dan tekanan tertentu sehingga formasi akan pecah atau merekah. Pada propped fracturing, material proppant (mirip pasir) digunakan untuk menahan rekahan formasi agar tetap terbuka. Sementara pada acid fracturing, fluida campuran asam digunakan untuk melarutkan material formasi di sekitar rekahan sehingga rekahan tersebut menganga terbuka. Rekahan ini akan menjadi semacam jalan tol berkonduktivitas tinggi dimana fluida hidrokarbon dapat mengalir dengan lebih optimum masuk ke dalam sumur.

Apakah yang dimaksud dengan artificial lift?

  • Artificial lift adalah metode untuk mengangkat hidrokarbon, umumnya minyak bumi, dari dalam sumur ke atas permukaan. Ini biasanya dikarenakan tekanan reservoirnya tidak cukup tinggi untuk mendorong minyak sampai ke atas ataupun tidak ekonomis jika mengalir secara alamiah.

  • Artificial lift umumnya terdiri dari lima macam yang digolongkan menurut jenis peralatannya.
  1. Pertama adalah yang disebut subsurface electrical pumping, menggunakan pompa sentrifugal bertingkat yang digerakan oleh motor listrik dan dipasang jauh di dalam sumur.
  2. Yang kedua adalah sistem gas lifting, menginjeksikan gas (umumnya gas alam) ke dalam kolom minyak di dalam sumur sehingga berat minyak menjadi lebih ringan dan lebih mampu mengalir sampai ke permukaan.
  3. Teknik ketiga dengan menggunakan pompa elektrikal-mekanikal yang dipasang di permukaan yang umum disebut sucker rod pumping atau juga beam pump. Menggunakan prinsip katup searah (check valve), pompa ini akan mengangkat fluida formasi ke permukaan. Karena pergerakannya naik turun seperti mengangguk, pompa ini terkenal juga dengan julukan pompa angguk
  4. Metode keempat disebut sistem jet pump. Fluida dipompakan ke dalam sumur bertekanan tinggi lalu disemprotkan lewat nosel ke dalam kolom minyak. Melewati lubang nosel, fluida ini akan bertambah kecepatan dan energi kinetiknya sehingga mampu mendorong minyak sampai ke permukaan
  5. Kelima, sistem yang memakai progressive cavity pump (sejenis dengan mud motor). Pompa dipasang di dalam sumur tetapi motor dipasang di permukaan. Keduanya dihubungkan dengan batang baja yang disebut sucker rod

Apa yang dimaksud dengan Enhanced Oil Recovery?

EOR merupakan teknik lanjutan untuk mengangkat minyak jika berbagai teknik dasar sudah dilakukan tetapi hasilnya tidak seperti yang diharapkan atau tidak ekonomis. Ada tiga macam teknik EOR yang umum:

  • Teknik termal: menginjeksikan fluida bertemperatur tinggi ke dalam formasi untuk menurunkan viskositas minyak sehingga mudah mengalir. Dengan menginjeksikan fluida tersebut, juga diharapkan tekanan reservoir akan naik dan minyak akan terdorong ke arah sumur produksi. Merupakan teknik EOR yang paling popular. Seringnya menggunakan air panas (water injection) atau uap air (steam injection).
  • Teknik chemical: menginjeksikan bahan kimia berupa surfactant atau bahan polimer untuk mengubah properti fisika dari minyak ataupun fluida yang dipindahkan. Hasilnya, minyak dapat lebih mudah mengalir.
  • Proses miscible: menginjeksikan fluida pendorong yang akan bercampur dengan minyak untuk lalu diproduksi. Fluida yang digunakan misalnya larutan hidrokarbon, gas hidrokarbon, CO2 ataupun gas nitrogen.

Selain bahan bakar, apa saja yang dapat dibuat dari minyak dan gas?

Ban mobil, disket komputer, kantung plastik, sandal, tali nilon, boneka, bandage, colokan listrik, crayon warna, atap rumah, skrin teras rumah, kamera, lem, foto, kapsul untuk obat, aspirin, pupuk, tuts piano, lipstik, jam digital, gantole, kacamata, kartu kredit, balon, shampo, bola golf, cat rumah, lensa kontak, antiseptik, piring, cangkir, tenda, deodorant, pasta gigi, obat serangga, CD, gorden bak mandi, pengering rambut, parfum, bola sepak, pakaian, krim pencukur jenggot, tinta, koper, pelampung, pewarna buatan, kacamata keselamatan, pakaian dalam, lilin, payung, mobil-mobilan, keyboard komputer, pengawet makanan, pulpen …. dan lain-lain tak terhitung lagi banyaknya.

v

v

Sumber : Schlumberger..

Dari Mana Datangnya Minyak Bumi (part-2)

Dari Mana Datangnya Minyak Bumi (part-2)

.

Ada berapa macam jenis sumur?

Di dunia perminyakan umumnya dikenal tiga macam jenis sumur:

  • Pertama, sumur eksplorasi (sering disebut juga wildcat) yaitu sumur yang dibor untuk mentukan apakah terdapat minyak atau gas di suatu tempat yang sama sekali baru.
  • Jika sumur eksplorasi menemukan minyak atau gas, maka beberapa sumur konfirmasi (confirmation well) akan dibor di beberapa tempat yang berbeda di sekitarnya untuk memastikan apakah kandungan hidrokarbonnya cukup untuk dikembangkan.
  • Ketiga, sumur pengembangan (development well) adalah sumur yang dibor di suatu lapangan minyak yang telah eksis. Tujuannya untuk mengambil hidrokarbon semaksimal mungkin dari lapangan tersebut.

Istilah persumuran lainnya:

  • Sumur produksi: sumur yang menghasilkan hidrokarbon, baik minyak, gas ataupun keduanya. Aliran fluida dari bawah ke atas.

  • Sumur injeksi: sumur untuk menginjeksikan fluida tertentu ke dalam formasi (lihat Enhanced Oil Recovery di bagian akhir). Aliran fluida dari atas ke bawah.

  • Sumur vertikal: sumur yang bentuknya lurus dan vertikal.

  • Sumur berarah (deviated well, directional well): sumur yang bentuk geometrinya tidak lurus vertikal, bisa berbentuk huruf S, J atau L.

  • Sumur horisontal: sumur dimana ada bagiannya yang berbentuk horisontal. Merupakan bagian dari sumur berarah.

Mengapa digunakan lumpur untuk pemboran?

  • Lumpur umumnya campuran dari tanah liat (clay), biasanya bentonite, dan air yang digunakan untuk membawa cutting ke atas permukaan. Lumpur berfungsi sebagai lubrikasi dan medium pendingin untuk pipa pemboran dan mata bor. Lumpur merupakan komponen penting dalam pengendalian sumur (well-control), karena tekanan hidrostatisnya dipakai untuk mencegah fluida formasi masuk ke dalam sumur. Lumpur juga digunakan untuk membentuk lapisan solid sepanjang dinding sumur (filter-cake) yang berguna untuk mengontrol fluida yang hilang ke dalam formasi (fluid-loss).

Bagaimana pengerjaan pemboran sumur dilakukan?

  • Pemboran sumur dilakukan dengan mengkombinasikan putaran dan tekanan pada mata bor. Pada pemboran konvensional, seluruh pipa bor diputar dari atas permukaan oleh alat yang disebut turntable. Turntable ini diputar oleh mesin diesel, baik secara elektrik ataupun transmisi mekanikal. Dengan berputar, roda gerigi di mata bor akan menggali bebatuan. Daya dorong mata bor diperoleh dari berat pipa bor. Semakin dalam sumur dibor, semakin banyak pipa bor yang dipakai dan disambung satu persatu. Selama pemboran lumpur dipompakan dari pompa lumpur masuk melalui dalam pipa bor ke bawah menuju mata bor. Nosel di mata bor akan menginjeksikan lumpur tadi keluar dengan kecepatan tinggi yang akan membantu menggali bebatuan. Kemudian lumpur naik kembali ke permukaan lewat annulus, yaitu celah antara lubang sumur dan pipa bor, membawa cutting hasil pemboran.

Mengapa pengerjaan logging dilakukan?

  • Logging adalah teknik untuk mengambil data-data dari formasi dan lubang sumur dengan menggunakan instrumen khusus. Pekerjaan yang dapat dilakukan meliputi pengukuran data-data properti elektrikal (resistivitas dan konduktivitas pada berbagai frekuensi), data nuklir secara aktif dan pasif, ukuran lubang sumur, pengambilan sampel fluida formasi, pengukuran tekanan formasi, pengambilan material formasi (coring) dari dinding sumur, dsb.

  • Logging tool (peralatan utama logging, berbentuk pipa pejal berisi alat pengirim dan sensor penerima sinyal) diturunkan ke dalam sumur melalui tali baja berisi kabel listrik ke kedalaman yang diinginkan. Biasanya pengukuran dilakukan pada saat logging tool ini ditarik ke atas. Logging tool akan mengirim sesuatu “sinyal” (gelombang suara, arus listrik, tegangan listrik, medan magnet, partikel nuklir, dsb.) ke dalam formasi lewat dinding sumur. Sinyal tersebut akan dipantulkan oleh berbagai macam material di dalam formasi dan juga material dinding sumur. Pantulan sinyal kemudian ditangkap oleh sensor penerima di dalam logging tool lalu dikonversi menjadi data digital dan ditransmisikan lewat kabel logging ke unit di permukaan. Sinyal digital tersebut lalu diolah oleh seperangkat komputer menjadi berbagai macam grafik dan tabulasi data yang diprint pada continuos paper yang dinamakan log. Kemudian log tersebut akan diintepretasikan dan dievaluasi oleh geologis dan ahli geofisika. Hasilnya sangat penting untuk pengambilan keputusan baik pada saat pemboran ataupun untuk tahap produksi nanti.

  • Logging-While-Drilling (LWD) adalah pengerjaan logging yang dilakukan bersamaan pada saat membor. Alatnya dipasang di dekat mata bor. Data dikirimkan melalui pulsa tekanan lewat lumpur pemboran ke sensor di permukaan. Setelah diolah lewat serangkaian komputer, hasilnya juga berupa grafik log di atas kertas. LWD berguna untuk memberi informasi formasi (resistivitas, porositas, sonic dan gamma-ray) sedini mungkin pada saat pemboran.

  • Mud logging adalah pekerjaan mengumpulkan, menganalisis dan merekam semua informasi dari partikel solid, cairan dan gas yang terbawa ke permukaan oleh lumpur pada saat pemboran. Tujuan utamanya adalah untuk mengetahui berbagai parameter pemboran dan formasi sumur yang sedang dibor.

Mengapa sumur harus disemen?

Penyemenan sumur digolongkan menjadi dua bagian:

  • Pertama, primary cementing, yaitu penyemenan pada saat sumur sedang dibuat. Sebelum penyemenan ini dilakukan, casing dipasang dulu sepanjang lubang sumur. Campuran semen (semen+air+aditif) dipompakan ke dalam annulus (ruang/celah antara dua tubular yang berbeda ukuran, bisa casing dengan lubang sumur, bisa casing dengan casing). Fungsi utamanya untuk pengisolasian berbagai macam lapisan formasi sepanjang sumur agar tidak saling berkomunikasi. Fungsi lainnya menahan beban aksial casing dengan casing berikutnya, menyokong casing dan menyokong lubang sumur (borehole).

  • Kedua, remedial cementing, yaitu penyemenan pada saat sumurnya sudah jadi. Tujuannya bermacam-macam, bisa untuk mereparasi primary cementing yang kurang sempurna, bisa untuk menutup berbagai macam lubang di dinding sumur yang tidak dikehendaki (misalnya lubang perforasi yang akan disumbat, kebocoran di casing, dsb.), dapat juga untuk menyumbat lubang sumur seluruhnya.

Semen yang digunakan adalah semen jenis Portland biasa. Dengan mencampurkannya dengan air, jadilah bubur semen (cement slurry). Ditambah dengan berbagai macam aditif, properti semen dapat divariasikan dan dikontrol sesuai yang dikehendaki.

Semen, air dan bahan aditif dicampur di permukaan dengan memakai peralatan khusus. Sesudah menjadi bubur semen, lalu dipompakan ke dalam sumur melewati casing. Kemudian bubur semen ini didorong dengan cara memompakan fluida lainnya, seringnya lumpur atau air, terus sampai ke dasar sumur, keluar dari ujung casing masuk lewat annulus untuk naik kembali ke permukaan. Diharapkan seluruh atau sebagian dari annulus ini akan terisi oleh bubur semen. Setelah beberapa waktu dan semen sudah mengeras, pemboran bagian sumur yang lebih dalam dapat dilanjutkan.

..

Sumber : Schlumberger..

Apa itu Rig?

Apa itu Rig?

Apakah rig? Apa saja jenis-jenisnya?

Rig adalah serangkaian peralatan khusus yang digunakan untuk membor sumur atau mengakses sumur. Ciri utama rig adalah adanya menara yang terbuat dari baja yang digunakan untuk menaik-turunkan pipa-pipa tubular sumur.

Umumnya, rig dikategorikan menjadi dua macam menurut tempat beroperasinya:

  • Rig darat (land-rig): beroperasi di darat.
  • Rig laut (offshore-rig): beroperasi di atas permukaan air (laut, sungai, rawa-rawa, danau atau delta sungai).

Ada bermacam-macam offshore-rig yang digolongkan berdasarkan kedalaman air:

  • Swamp barge: kedalaman air maksimal 7m saja. Sangat umum dipakai di daerah rawa-rawa atau delta sungai.
  • Tender barge: mirip swamp barge tetapi di pakai di perairan yang lebih dalam.
  • Jackup rig: platform yang dapat mengapung dan mempunyai tiga atau empat “kaki” yang dapat dinaik-turunkan. Untuk dapat dioperasikan, semua kakinya harus diturunkan sampai menginjak dasar laut. Terus badan rig akan diangkat sampai di atas permukaan air sehingga bentuknya menjadi semacam platform tetap. Untuk berpindah dari satu tempat ke tempat lain, semua kakinya haruslah dinaikan terlebih dahulu sehingga badan rig mengapung di atas permukaan air. Lalu rig ini ditarik menggunakan beberapa kapal tarik ke lokasi yang dituju. Kedalaman operasi rig jackup adalah dari 5m sampai 200m.
  • Drilling jacket: platform struktur baja, umumnya berukuran kecil dan cocok dipakai di laut tenang dan dangkal. Sering dikombinasikan dengan rig jackup atau tender barge.

  • Semi-submersible rig: sering hanya disebut “semis” merupakan rig jenis mengapung. Rig ini “diikat” ke dasar laut menggunakan tali mooring dan jangkar agar posisinya tetap di permukaan. Dengan menggunakan thruster, yaitu semacam baling-baling di sekelilingnya, rig semis mampu mengatur posisinya secara dinamis. Rig semis sering digunakan jika lautnya terlalu dalam untuk rig jackup. Karena karakternya yang sangat stabil, rig ini juga popular dipakai di daerah laut berombak besar dan bercuaca buruk.

  • Drill ship: prinsipnya menaruh rig di atas sebuah kapal laut. Sangat cocok dipakai di daerah laut dalam. Posisi kapal dikontrol oleh sistem thrusterberpengendali komputer. Dapat bergerak sendiri dan daya muatnya yang paling banyak membuatnya sering dipakai di daerah terpencil atau jauh dari darat.

Dari fungsinya, rig dapat digolongkan menjadi dua macam:

  • Drilling rig: rig yang dipakai untuk membor sumur, baik sumur baru, cabang sumur baru maupun memperdalam sumur lama.
  • Workover rig: fungsinya untuk melakukan sesuatu terhadap sumur yang telah ada, misalnya untuk perawatan, perbaikan, penutupan, dsb.


Apa saja komponen rig ?

Komponen rig dapat digolongkan menjadi lima bagian besar:

  • Hoisting system: fungsi utamanya menurunkan dan menaikkan tubular (pipa pemboran, peralatan completion atau pipa produksi) masuk-keluar lubang sumur. Menara rig (mast atau derrick) termasuk dalam sistem ini.
  • Rotary system: berfungsi untuk memutarkan pipa-pipa tersebut di dalam sumur. Pada pemboran konvensional, pipa pemboran (drill strings) memutar mata-bor (drill bit) untuk menggali sumur.

  • Circulation system: untuk mensirkulasikan fluida pemboran keluar masuk sumur dan menjaga agar properti lumpur seperti yang diinginkan. Sistem ini meliputi (1) pompa tekanan tinggi untuk memompakan lumpur keluar masuk-sumur dan pompa tekanan rendah untuk mensirkulasikannya di permukaan, (2) peralatan untuk mengkondisikan lumpur: shale shaker berfungsi untuk memisahkan solid hasil pemboran (cutting) dari lumpur; desander untuk memisahkan pasir; degasser untuk mengeluarkan gas, desilter untuk memisahkan partikel solid berukuran kecil, dsb.
  • Blowout prevention system: peralatan untuk mencegah blowout (meledaknya sumur di permukaan akibat tekanan tinggi dari dalam sumur). Yang utama adalah BOP (Blow Out Preventer) yang tersusun atas berbagai katup (valve) dan dipasang di kepala sumur (wellhead).
  • Power system: yaitu sumber tenaga untuk menggerakan semua sistem di atas dan juga untuk suplai listrik. Sebagai sumber tenaga, biasanya digunakan mesin diesel berkapasitas besar.

..

Sumber : Schlumberger..