03-3 pompa jet

TEKNIK PRODUKSI NO : TP.03.03

JUDUL : SISTEM PENGANGKATAN BUATAN SUB JUDUL : Perencanaan Dan Troubleshooting Pompa Jet

Halaman : 1 / 29 Revisi/Thn : 2/ Juli 2003

Manajemen Produksi Hulu

PERENCANAAN DAN TROUBLESHOOTING POMPA JET

1. TUJUAN Memilih pompa jet, berdasarkan jenis pompa, merek dagang, kombinasi ukuran nozzel dan throat

serta konfigurasi instalasinya, agar diperoleh produksi maksimum tanpa membentuk kavitasi.

Catatan : Pompa yang digunakan pada saat ini yang ada hanya merk NATIONAL, sedang merk yang

lain tidak ada di catalog mulai tahun 2000.

2. METODE DAN PERSYARATAN 2. 1. Metode

Metode Analitis.

2. 2. Persyaratan

Tidak ada persyaratan khusus.

3. LANGKAH KERJA 1. Siapkan data pendukung :

Laju aliran di lubang masuk (Qs)

Tekanan di lubang masuk (Ps)

Gas-Oil Ratio (GOR)

Water cut (WC)

Gradien fluida produksi (Gs)

Panjang tubing (L)

Viskositas (d, o, w)

Gradien fluida (Gd, Go, Gs, Gw)

Diameter dalam casing atau tubing (D1)

Diameter luar tubing (D2)

Tekanan permukaan power fluid (Pt)

2. Dari data laju produksi Qs, tekanan isap Ps dan GOR, hitung luas anulus minimum Asm agar tak

terjadi kavitasi.





( ) ( ) ( )

+=

sss

ssm PGORWC

PGQA 24650

1691

1 (1)

3. Dari Tabel "Throat Annulus Area" Tabel 2, 3 atau 4 pilih suatu kombinasi nozzle dan throat yang

luas anulusnya lebih besar, yang terdekat dengan harga Asm.

4. Anggap tekanan kerja pompa di atas permukaan Pt, yang minimum besarnya antara 2000 - 4000

psi.

5. Hitung tekanan di nozzle (Pn)

Pn = Pt + Gn (D) Pfn (D) (2)

Menurut Coberly kehilangan tekanan di anulus atau tubing Pf dapat dihitung dengan persamaan :

( )( ) ( )79.1

21.0

21

22

21

1.0

211

222

2121

8

21.010202 QGGU

DDDD

DDDDDDD

LP no

of

=

(3)

dimana Q = Qn (ambil sembarang Qn) dan Pf = Pfn (D)

Selain dengan menggunakan persamaan (3), harga Pf dapat ditentukan dari Grafik 1.

6. Hitung laju power fluida Qn menggunakan persamaan (4). Apabila Qn tidak sama dengan

anggapan Qn di langkah 4, maka ulangi perhitungan Pfn sampai mendapat harga Qn yang sesuai.

n

snn G

PPAQn = 832 (4)

7. Hitung laju alir fluida (campuran fluida produksi dan power fluid) yang kembali ke permukaan,

Qd, dengan menggunakan persamaan berikut:

Qd = Qn + Qs (5)

8. Hitung gradien suction pompa (gradien fluida produksi)

Gs = (Gw x WC) + (1-WC)Go (6)

9. Hitung gradien fluida campuran yang kembali ke permukaan

Gd = (Gs X Qs + Gn x Qn)/Qd (7)

10. Hitung persen kadar air fluida campuran WCD.

WCD = Qs x WC / Qd (8)

Apabila power fluida adalah air, maka

WCD = (Qn + Qs x WC) / Qd (9)

11. Hitung GLR (gas liquid ratio, perbandingan gas-cairan) fluida yang kembali :

GLR = Qs (1 WC) GOR/Qd (10)





12. Jika GLR lebih besar dari 10 SCF/STB, tentukan kehilangan tekanan fluida yang kembali Pfd

dengan menggunakan korelasi aliran multifasa vertikal seperti pada buku The Technology of

Artificial Methods, Brown K.E. (Ref. 4) dan lanjutkan ke langkah 13.

13. Jika GLR kurang dari 10 SCF/STB, tentukan viskositas fluida campuran yang kembali ke

permukaan (d) menggunakan persamaan (11) dan selanjutnya hitung kehilangan tekanan fluida

yang kembali (Pfd) menggunakan persamaan (3). Dalam hal ini Pf = Pfd x D dan Q = Qd.

d = Wcd x w + (1 - Wcd) o (11)

Harga viskositas campuran (d) yang dihitung persamaan (11), dengan anggapan bahwa

campuran minyak - air tidak menghasilkan emulsi dan, bila power fluid digunakan adalah minyak

maka viskositasnya sama dengan viskositas minyak yang diproduksi.

14. Tentukan tekanan discharge pompa (Pd), yaitu jumlah dari tekanan hidrostatika di pipa balik,

kehilangan tekanan karena friksi (Pfd) dan tekanan kepala sumur (THP atau Pwh).

Pd = Gd (D) + Pfd (D) + Pwh (12)

15. Hitung M dengan menggunakan persamaan (13), berikut ini:

( ) ( )nnss GQGsWCWCP

GORQM

+

+= 18.21

2.1

(13)

16. Hitung N dari persamaan (14)

( )( )CKCN

n +=

1 (14)

( )( ) ( ) ( )222

22

111212

MKRRMRRC

td +++= (15)

Pada persamaan (14) dan (15) harga Ktd dan Kn didapat secara empiris. Guiberson menggunakan

angka Kn = 0,03, untuk National Kn = 0,06 dan untuk Kobe Kn = 0,07 dalam PK ini digunakan

angka Kn = 0,03 (dengan anggapan bahwa pipa nozzle sangat licin). Selain itu harga Ktd = 0,20.

Gambar 2 digunakan untuk mencari harga N untuk pompa National. Untuk pompa lain lakukan

interpolasi.

17. Hitung N dari persamaan (16) dan bandingkan dengan harga N dari langkah 14. Jika perbedaan

harga N kurang dari 0,5 %, lanjutkan ke langkah 18. Bila lebih dari 0,57 hitung tekanan di nozzle

Pn yang baru menggunakan persamaan (17) dan ulangi langkah 6 sampai dengan 17 hingga

didapat perbedaan harga N kurang dari 0,5 %.





dn

sd

PPPPN

= (16)

18. Hitung tekanan nozzle Pn yang baru.

NPPPP sddn

+= (17)

19. Tentukan tekanan pompa permukaan Pt yang baru.

( ) ( )DPDGPP fnnnt += (18)

20. Hitung laju aliran maksimum Qsc tanpa terjadi kavitasi:

( )sm

ntssc A

AAQQ = (19)

21. Hitung daya kuda pompa permukaan, HP, dengan menganggap bahwa efisiensi sebesar 90 %.

52910tn PQHP = (20)

4. DAFTAR PUSTAKA 1. ARCO Super School, Dallas, Texas, 1981.

2. ARMCO: Hydraulic Pumping System. California, 1979.

3. Bleakley, W.B., Design Consideration in Choosing a Hydraulic System. Pet. Eng. International,

Jul. 78.

4. Brown K.E.et al.: The Technology of Artificial Lift Methods Vol. 2b, Pet. Publ. Co., Tulsa, 1980.

5. Frick, T.C., Petroleum Production Handbook. Vol. 1, McGraw Hill Book Co., New York, 1962.

6. Personal Communication with Mr. R. B. Gaul, ARII.

7. Petrie, H., Wilson, P.M. & Smart, E, E.: Jet Pumping Oil Veils - Design Theory. Hardware

Options and Application Considerations, part 1-3, World Oil, Nov. 83-Jan. 84.

8. Petrie, H., Wilson, P.M. & Smart, E. E., The Theory, Hardware and Application of the Current

Generation of Oil Well Jet Pumps. Southwestern Petroleum Course, Dept. of P. E., Texas Tech.

Univ., Lubbock, 1983.

9. Wilson, P.M., Introduction to Hydraulic Pumping, Kobe Inc., 1976.

10. Winkler, H. W., Design of Artificial Lift for High Rate Production. OGCI, 1980.

11. Zaba, J. & Doherty, W. T., Practical Petroleum Engineers Handbook. 5th. Ed., Gulf Publ. Co.,

Houston, 1970.





5. DAFTAR SIMBOL An = Luas nozzle, in2

As = Luas annulus throat (At - An), in2

Asm = Luas annulus throat agar tak terjadi cavitasi, in2

At = Luas throat, in2

D = Kedalaman vertikal sumur, ft

D1 = Diameter dalam casing atau tubing, in

D2 = OD pipa tubing didalam pipa lain untuk aliran annulus

Eff = Effisiensi pompa jet

Gd = Gradient fluida campuran yang kembali, psi/ft

GLR = Gas liquid ratio pada aliran kembali, SCF/STB

Gn = Gradient power fluid, psi/ft

Go = Gradient minyak produksi, psi/ft

GOR = Gas-oil ratio, SCF/STB

Gs = Gradient fluida produksi (suction), psi/ft

Gw = Gradient air, psi/ft

HP = Daya kuda (horse power), hp

Kn = Koeffisien geser pada nozzle

Ktd = Koeffisien geser pada Throat-diffuser

L = Panjang tubing, ft

M = Dimensionless mass flow ratio

N = Dimensionless pressure recovery ratio

Pd = Tekanan discharge pompa, psi

Pf = Kehilangan tekanan karena friksi di anulus atau tubing, psi/ft

Pfn = Kehilangan tekanan karena friksi power fluid, psi/ft

Pf = Kehilangan tekanan karena friksi didischarge (pipa kembali), psi/ft

Pn = Tekanan pada lubang masuk nozzle, psi

Ps = Tekanan lubang masuk (suction) fluida produksi, psi

Pt = Tekanan pemukaan power fluid (triplex), psi

Pwh = WHP = THP = tekanan kepala sumur dipipa produksi, psi

Qd = Laju aliran pada discharge pompa, B/D

Qg = Laju aliran gas melalui pompa, B/D





Qn = Laju aliran di nozzle, B/D

Qs = Laju aliran di suction (lubang masuk pompa, B/D)

Qsc = Laju aliran produksi maksimum tanpa kavitasi, B/D

R = perbandingan luas nozzle terhadap luas throat, tanpa dimensi

WC = Kadar air, fraksi

WCD = Water cut pada aliran balik kepermukaan, fraksi

d = Viskositas f luida campuran, cp

o = Viskositas minyak, cp

w = Viskositas air, cp





6. LAMPIRAN 6.1 LATAR BELAKANG

Pompa Jet (Jet Pump = JP) telah dikembangkan sejak tahun 1930-an. Jet Pump cukup

populer akhir-akhir ini untuk pompa air di rumah-rumah atau industri kecil maupun besar. Di

dalam industri perminyakan penggunaan pompa jet dimulai sejak tahun 70-an, yaitu setelah

dilakukan percobaan penggunaan secara serentak di California, West Texas dan New Mexico. Di

Indonesia pompa jet telah digunakan di Kalimantan. Ada tiga pabrik pembuat pompa jet untuk

industri perminyakan yaitu Armco Packed Pump (National), Kobe, dan Guiberson, namun yang

bertahan hingga kini adalah Armco Packed Pump (National).

Untuk operasi Jet Pump, tersedia 2 jenis sistem power fluid, yaitu:

a. CPF (close power fluid), di mana power fluid yang mengalir kembali ke permukaan terpisah

dari fluida produksi. Sistim ini hanya bisa dilakukan untuk pompa piston hidrolik.

b. OPF (open power fluid), di mana power fluid bercampur dengan fluida produksi dan

sebagian dari campuran ini akan diproses dan dibersihkan dan sebagian kembali ke tanki

penyimpan power fluid untuk diinjeksikan kembali ke sumur-sumur. Sistem OFF dapat

untuk pompa piston hidrolik maupun jet.

JP mempunyai waktu operasi yang cukup lama bila dirancang dengan tepat, selain itu

biaya operasinya rendah dan tidak mudah rusak karena tidak ada bagian-bagian yang bergerak.

Oleh karena itu dapat digunakan pada sumur-sumur yang sedikit mengalami masalah pasir. Pada

beberapa keadaan, pompa jet digunakan untuk sumur yang baru diproduksikan, dan setelah

produksi bersih dari padatan-padatan, pompa jet diganti ke pompa piston hidrolik. Pompa Jet

umumnya merupakan free pump sehingga mudah diangkat ke permukaan untuk perbaikan atau

penggantian.

Adanya gas bahkan dapat membantu aliran fluida ke permukaan, karena dapat

memperkecil kehilangan tekanan aliran pada waktu fluida kembali ke permukaan. GOR

maksimal yang diharapkan sekitar 400 - 500 SCF/STB, tanpa mengurangi efisiensi pompanya.

Laju produksi yang dihasilkan biasanya antara 100 - 600 B/D (Armco akhir-akhir ini telah

merancang pompa berukuran 12000 B/D). Daya kuda pompa di permukaan adalah 6 - 20 HP dan

kedalaman pemasangan pompa dibawah permukaan sampai kedalaman 8000 ft. Pada beberapa

instalasi jet pump, penggunaannya dapat dipertukarkan dengan PHP (pompa piston hidrolik).

Pompa jet mempunyai dua kekurangan, yaitu membutuhkan daya kuda yang relatif lebih

besar dari pada pompa lainnya, sehingga efisiensi rendah (hanya 25 - 35 %) dan untuk





menghindari terjadinya kavitasi dibutuhkan penenggelaman pompa yang cukup dalam atau

diupayakan tekanan isap cukup besar.

Prinsip kerja pompa ini adalah berdasarkan transfer momentum antara dua fluida, dimana

fluida bertekanan tinggi dipompakan (dengan menggunakan pompa di permukaan) melewati

nozzle, dan akan bercampur dengan fluida produksi di pipa pencampur, throat, seperti

ditunjukkan pada Gambar 4, sehingga pada titik keluar nozzle dihasilkan kecepatan yang tinggi

(Jet), yang akan merubah energi potensial menjadi energi kinetis. Dengan bercampurnya power

fluid dengan fluida produksi maka momentum dipindahkan ke fluida produksi sehingga

energinya akan meningkat. Dengan melewatkan campuran tersebut melalui diffuser (pipa melebar

dengan sudut sekitar 6) maka akan terjadi penurunan kecepatan dan sebagian diubah kembali

menjadi energi potential (tekanan) yang cukup untuk mengalirkan campuran fluida tersebut ke

permukaan.

Ukuran dan bentuk nozzle dan throat mempengaruhi laju alir, sedangkan luas nozzle dan

luas throat mempengaruhi head yang terjadi. Makin besar perbandingan luas nozzle terhadap

throat maka makin besar head yang bisa didapat karena laju produksi yang didapat berkurang,

dan ini berarti makin besar energi (momentum) yang bisa diserap oleh sejumlah fluida produksi

tadi. Keadaan ini cocok untuk kedalaman pompa yang relatif dalam dengan laju produksi rendah.

Apabila perbandingan nozzle terhadap throat berkurang, maka luas daerah masuknya fluida

produksi lebih besar, dan ini berarti relatif lebih sedikit momentum yang bisa dipindahkan, yang

berarti pula laju produksi besar tetapi head kecll. Pompa jet ini sesuai untuk sumur dengan

dangkal dengan laju produksi relatif besar.

Memproduksikan dengan laju besar tetapi nozzle besar akan menyebabkan kehilangan

tekanan akibat geseran di lubang masuk sangat besar, dan sebaliknya memproduksikan dengan

laju kecil tetapi lubang masuk besar (suction besar, nozzle kecil) dapat menyebabkan turbulensi

pada throat karena jet yang sangat cepat, sehingga keadaan ini tidak effisien.

Faktor-faktor tersebut perlu diperhatikan dalam perencanaan pengangkatan buatan

menggunakan pompa jet. Selain hal tersebut di atas, faktor lain yang harus diperhatikan pula

adalah kavitasi (cavitation), yaitu keadaan di mana kecepatan fluida yang masuk terlalu cepat,

sehingga tekanan turun di bawah tekanan titik gelembung (bubble point pressure), sehingga

gelembung gas yang keluar dari larutan akan mengakibatkan getaran (shock wave) yang dapat

mengikis dinding throat. Kerusakan pompa dapat terjadi dalam waktu relatif singkat (beberapa

jam atau beberapa hari saja setelah kejadian tersebut).





Karena ukuran throat dan nozzle bermacam-macam, maka diperlukan grafik ulah

(performance curves) pompa jet dalam jumlah yang banyak. Untuk mengatasi hal ini Gosline dan

O'Brien telah menurunkan beberapa persamaan untuk kelakuan jet pump, yang selanjutnya

dikembangkan oleh Cunningham. Dengan persamaan-persamaan ini, dan dengan mengetahui

geometri pompanya, maka kelakuan jet pump tersebut dapat ditentukan. Persamaan-persamaan

yang diturunkan tanpa dimensi, dapat digunakan untuk setiap ukuran pompa. Oleh karena selama

operasi harga Reynold Number cukup besar, maka pengaruh viskositas dapat diabaikan.

Atas dasar persamaan energi dan momentum untuk nozzle, suction throat dan diffuser,

diturunkan persamaan-persamaan (13) dan (14). Gambar 2 menunjukkan suatu kurva

performance tak berdimensi N terhadap M, dimana M dari persamaan (13) dan N dari persamaan

(15). Grafik ini adalah untuk pompa National, dengan jumlah ratio untuk 6 kemungkinan,

sehingga terdapat 6 grafik. Untuk Kobe terdapat 6 grafik dan untuk Guiberson 50 grafik. Untuk

Kobe dan Guiberson grafik dapat digambarkan sendiri dengan bantuan persamaan-persamaan

tersebut di atas. Harga N dapat juga diperoleh dengan cara perhitungan, apabila diketahui harga

Ktd, Kn, M dan R. Pada grafik Gambar 2, harga harga Ktd sebesar 0,20 dan Kn 0,03.

Untuk effisiensi maksimum 33% pada gambar tersebut diperoleh produksi sekitar 700

B/D. Sesuai dengan gambar tersebut, setiap ukuran pompa atau setiap viskositas fluida dapat

menghasilkan efisiensi besar atau kecil. Harga N terhadap M pada gambar tersebut diberikan

bersama-sama efisiensinya, yaitu Ef terhadap M. Setiap harga R mempunyai efisiensi maksimum.

Setiap grafik menyatakan keadaan tanpa kavitasi untuk pompa National.

Jet pump mempunyai ukuran antara 4' - 20'. Kobe, National dan Guiberson mempunyai

banyak kombinasi ukuran nozzle dan throat. Kenaikan luas nozzle dan throat untuk pompa Kobe

dan National mengikuti perbandingan yang meningkat secara geometris.

Faktor peningkatan ini untuk pompa Kobe adalah 1,29155 dan untuk National adalah 4/

= 1,27324. Pada pompa Guiberson peningkatan ukuran luas nozzle dan throat mengikuti faktor

geometris tertentu sehingga mempunyai lebih banyak pilihan. Tabel 1 memperlihatkan

bermacam-macam ukuran luas nozzle dan throat untuk ketiga perusahan tersebut. Pada pompa

National dan Kobe kombinasi nozzle dan throat mempunyai perbandingan luas R yang tetap,

yaitu luas nozzle terhadap throat untuk pompa National adalah tetap 0,380 dan untuk pompa

Kobe 0,4. Perbandingan ini disebut 'A'. Untuk throat yang lebih besar berikutnya, perbandingan

ini disebut B, C, D dan E sedang yang lebih kecil dari A disebut X atau - A.

Misalnya kombinasi 11-B untuk National berarti luas nozzle 0,0271 in2 dan luas throat





0,0910 in2. Sedang kombinasi 6 - X berarti luas nozzle 0,0081 dan throat 0,0167. Perbandingan

luasnya adalah 0,483 (lihat Tabel 1).

Perbandingan luas untuk pompa Guiberson dapat dilihat pada Tabel 2. Perbandingan ini

tidak tetap yaitu, 0,20 - 0,40, 0,42, 0,44 - 0,48, 0,59, 0,61 - 0,63 - 0,66, 0,68 - 0,69, 0,71 - 0,72,

0,74, 0,77, 0,86, 0,92, sehingga sulit untuk mendapatkan rumus untuk k yang ringkas. Pada

Giuberson kombinasi E-10 berarti luas nozzle 0,0241 in2 dan throat 0,0962 in2 (lihat Tabel 1).

Selisih luas 0,0721 in* dan perbandingan luas R = 0,0241/0,0962 = 0,25 (lihat Tabel 2).

Untuk Kobe dan National, perbandingan luas R untuk bermacam-macam kombinasi luas

nozzle dan throat masing-masing ditunjukkan pada Tabel 3 dan 4. Harga R yang paling umum

adalah antara 0,235 - 0,4. Pompa dengan R lebih besar dari 0,4 kadang-kadang digunakan untuk

sumur dalam dengan net lift besar atau untuk keadaan di mana tekanan kerja pompa atas tanah

(triplex) relatif kecil. Pompa dengan R lebih kecil dari 0,235 diperuntukan bagi sumur-sumur

dangkal atau untuk keadaan di mana tekanan dasar alir sumur, Pwf, kecil dan laju produksi besar.

Kombinasi dengan R kecil ini diperlukan agar tak terjadi kavitasi.

Pada Gambar 2 terlihat bahwa grafik karakteristik untuk perbandingan luas R yang lebih

besar juga menunjukkan harga N, yang lebih besar pula daerah efisiensi maksimumnya. Karena N

adalah ukuran kenaikan tekanan fluida produksi, maka R yang lebih besar adalah untuk

kebutuhan net lift besar tetapi laju produksi lebih kecil dari laju alir power fluid (M < L) dan R

yang kecil untuk kebutuhan head kecil tetapi laju produksi lebih besar dari laju alir power

fluidanya (M > 1).

Konstruksi pompa dapat didisain sedemikian sehingga sebelum masuk ke suction, fluida

produksi dapat mengalir langsung masuk pompa (Type A) atau di luar pompa (Type B). Ukuran

type B lebih besar dari type A.

6.2 CONTOH PERHITUNGAN

Diketahui :

Dari suatu sumur diketahui data sebagai berikut:

Casing 7" (26 lb/ft)

Tubing 2 1/2 in nominal

Kedalaman pompa = 7000 ft

Tekanan statik = 1600 psi

Tekanan aliran (intake) pompa = 800 psig @ 7000 ft (dari IPR).





Laju produksi = 800 STBPD

WC = 0 %

GOR = 7 SCF/STB

WHP = 100 psi

Tekanan triplex = 3500 psi

SG minyak produksi = SG minyak power fluid = 0,85

Viskositas minyak = 45 SSU

Pompa bawan permukaan yang diambil adalah pompa National dengan kombinasi 9-A

dan tekanan triplex 3500 psi.

Ditanyakan :

Lakukan perencanaan pompa jet untuk sumur tersebut (tentukan Pt, Qsc dan HP).

Jawab:

1. Hitung Asm (pers. 1)

368.085.0433.0433.0 === gs SftpsiG

( )s

c

s

sssm P

GORWPGQA

246501

6911

+=

in 243.0800368.0

6911

=

2. Untuk National 9-A, diperoleh. :

As = 0,0274 dari Tabel 4

An = 0,0167 dari Tabel 1

At = 0,0441

3. Pt = 3500 psi

4. Qn diandaikan = 0,0 yaitu untuk memudahkan memperkirakan harga Pn.

Pfn = 0

07000433.085.03500 +=+= DPDGPP fnntn

ftpsiPn 7000@6076=





5. BPDG

PPAQn

snnn 1663368.0

80060760167.0832832 ===

Tentukan Pfn, grafik A-l diperoleh Pfn = 12 psi/1000 ft

368.080059920167.0832 =nQ = 1650 BPD

(Dibandingkan dengan Qn = 1663 BPD harga Qn ini cukup dekat, sehingga langkah kerja

dapat diteruskan ke langkan 6).

6. Qd = Qn + Qs = 1650 + 800 = 2450 BPD

7. Gs = 0,433 X 0 + (1-0) 0.433 x 0,85

Gs = 0.368

8. Gd = 0,368 karena Gs = Gn = 0,368

9. WCD = 0 (data)

10. GLR = 800 (1-0) x 7/2450 = 2,2

11. Langkah ini tidak dilakukan karena GLR < 10

12. d = o = 45 SSU (anggap = 1 cp untuk memudahkan perhitungan).

GLR = 2,2 < 10

13. Pd = Gd x D + Pfd x D + Pwh

Pfd untuk anulus 7 x 2 adalah 0.5 psi/1000 (gambar 1).Pfd untuk anulus 7" x 21/2 adalah

0,5 psi /1000 ft (Gambar 1).

Pd = 0,368 (7000) + 0,5/1000 (7000) +100 = 2680 psi

14. ( )nn

s

ss GQ

GWCWCP

GORQM

+

+= 12.18.21

485.01650800

===

n

s

nn

ss

QQ

GQGQ

15. N dari grafik Gambar 2 = 0.632

16. 567.0=

=dn

sd

PPPPN tak sama dengan N = 0.632 (langkah 15)

Sehingga hitung Pn menggunakan persamaan 17 dan ulangi kembali langkah 5 sampai

dengan 16.

( ) ( ) psiPN

PPP dsdn 56552680632.08002680

=+

=+

=





- Ulangi langkah 5 sampai dengan 16:

5. ( ) 1595368.0

80056550167.0832832 ===n

snnn G

PPAQ

6. Qd = Qn + Qs = 1595 + 800 = 2395 BPD

Gambar 1. Pfd = 0.5 psi/1000 ft

13. Pd = Gd x D + Pfd + Pwh = 0, 369 x 7000 + 0, 5 x 7 + 100 = 2680 psi

14. 502.01595800

===n

s

QQM

15. Dari gambar 2 diperoleh N = 0.614

16. 632.0268056558002680

=

=

=dn

sd

PPPPN

Ternyata perbedaan harga N dari langkah 16 dan 17 masih jauh, sehingga perlu dihitung

kembali langkah 5 sampai dengan 16.

57412680614.0

8002680=+

=nP

- Ulangi langkah 5 sampai dengan 16.

5. 1610368.0

80057410167.0832 ==nQ

6. Qd = 1616 + 800 = 2410

13. Pd = 2680

14. M = 800/1610 = 0.496

15. Dari Gambar 2 diperoleh. N = 0,619

16. 614.0268057418002680

=

=N

Perbedaan antara N langkah 15 dan N langkah 16 adalah = 0,8 %, hitung kembali Pn dan

ulangi langkah 5 sampai dengan 16.

57172680619.0

8002680=+

=nP

- Ulangi langkah 5 sampai dengan 16:

5. 1606368.0

80057170167.0832 ==nQ

6. Qd = 1606 + 800 = 2406





13. Pd = 2680

14. M = 800 / 1606 = 0.498

15. Dari Gambar 2 diperoleli N = 0.618

16. 619.0268057418002680

=

=N

N langkah 15 dan 16 hanya brbeda 0.16 % yaitu < 0.5 %, lanjutkan ke langkan 17.

17. 57172680619.0

8002680=+

=nP

18. Pt = Pn - (Gn x D) + Pfn x D = 5717 - 0,386 x 7000 + 11,5 x 7 = 3222 psi (tekanan

pompa atas tanan (triplex) yang diperlukan < 3500 psi, dengan demikian pompa yang

dipilih telah sesuai dengan kebutuhan.

19. ( ) dbA

AAQQam

ntssc /8008840248.0

0167.00441.0800)( >===

Dengan demikian laju produksi masih di bawan laju kritis, seningga persyaratan terpenuni.

20. HPPRQHP n 7.9752910

3222160652910

=

=

=





6.3 GAMBAR DAN TABEL YANG DIGUNAKAN

Gambar 1. KEHILANGAN TEKANAN DALAM PIPA DAN ANULUS





Gambar 2. DIMENSIONLESS CHARACTERISTICS CURVES (pompa National)





Gambar 3. INSTALASI PERMUKAAN POMPA JET





Gambar 4. POMPA JET DAN ALAT BAWAH PERMUKAAN





TABEL 1

NOZZLE dan THROAT

KOBE NATIONAL GUIBERSON

Nozzle Throat Nozzle Throat Nozzle Throat

# Area # Area # Area # Area # Area # Area

1. 0.0024. 1. 0. 0060 1. 0. 0024 1. 0. 0064 DD 0. 0016 000 0.0048

2. 0.0031 2. 0. 0077 2. 0. 0031 2. 0. 0081 CC 0. 0028 00 0.0071

3. 0.0040 3. 0. 0100 3. 0. 0039 3. 0. 0104 BB 0. 0038 0 0.0104

4. 0.0052 4. 0. 0129 4. 0. 0050 4. 0. 0131 A 0. 0055 1. 0.0143

5. 0.0067 5. 0. 0167 5. 0. 0064 5. 0. 0167 B 0. 0095 2. 0.0189

6. 0.0086 6. 0. 0215 6. 0. 0081 6. 0. 0212 C 0. 0123 3. 0.0241

7. 0.0111 7. 0. 0278 7. 0. 0103 7. 0. 0271 D 0. 0177 4. 0.0314

8. 0.0144 8. 0. 0359 8. 0. 0131 8. 0. 0346 E 0. 0241 5. 0.0380

9. 0.0186 9. 0. 0464 9. 0. 0167 9. 0. 0441 F 0. 0314 6. 0.0452

10. 0.0240 10. 0. 0599 10. 0. 0212 10. 0. 0562 G 0. 0452 7. 0.0531

11. 0.0310 11. 0. 0774 11. 0. 0271 11. 0. 0715 H 0. 0661 8. 0.0661

12. 0.0400 12. 0. 1000 12. 0. 0344 12. 0. 0910 I 0. 0855 9. 0.0804

13. 0.0517 13. 0. 1292 13. 0. 0441 13. 0. 1159 J 0. 1257 10. 0.0962

14. 0.0668 14. 0. 1668 14. 0. 0562 14. 0. 1476 K 0. 1590 11. 0.1195

15. 0.0863 15. 0. 2154 15. 0. 0715 15. 0. 1879 L 0. 1963 12. 0.1452

16. 0.1114 16. 0. 2783 16. 0. 0910 16. 0. 2392 M 0. 2463 13. 0.1772

17. 0.1439 17. 0. 3594 17. 0. 1159 17. 0. 3046 N 0. 3117 14. 0.2165

18. 0.1858 18. 0. 4642 18. 0. 1476 18. 0. 3878 P 0. 3848 15. 0.2606

19. 0.2400 19. 0. 5995 19. 0. 1879 19. 0. 4938 16. 0.3127

20. 0.3100 20. 0. 7743 20. 0. 2392 20. 0. 6287 17. 0.3750

21. 1. 0000 18. 0.4513

22. 1. 2916 19. 0.5424

23. 1. 6681 20. 0.6518

24. 2. 1544





Nozzle Throat R Nozzle Throat R

N N-l 0.517 A- N N-l 0.483 X

N N 0.400 A N N 0.380 A

N N+l 0.310 B N N+l 0.299 B

N N+2 0.240 C N N+2 0.235 C

N N+3 0.186 D N N+3 0.184 D

N N+4 0.144 E N N+4 0.145 E





TABEL 2

GUIBERSON RATIOS THROAT ANNULUS AREAS (IN)

Nozzle DD Throats

R AS

000 0.36 0.0028

00 0.22 0.0056

CC Throats R AS

000 0.64 0.0016

00 0.40 0.0043

0 0.27 0.0076

1 0.20 0.0115

BB Throats R AS

00 0.54 0.0032

0 0.37 0.0065

1 0.27 0.0105

2 0.20 0.0150

A Throats R AS

0 0.53 0.0048

1 0.39 0.0088

2 0.29 0.133

3 0.23 0.0185

B Throats R AS

0 0.92 0.0009

1 0.66 0.0048

2 0.50 0.0094

3 0.40 0.0145

4 0.30 0.0219

5 0.25 0.0285

6 0.21 0.357

C Throats R AS

1 0.86 0.0020

2 0.65 0.0066

3 0.51 0.0118

4 0.39 0.191

5 0.32 0.0257

6 0.27 0.0330

7 0.23 0.0406

D Throats R AS

3 0.74 0.0064

4 0.56 0.0137

5 0.46 0.0203

6 0.39 0.0276

7 0.33 0.0354

8 0.27 0.0484

9 0.22 0.0628

E Throats R AS

4 0.77 0.0074

5 0.63 0.0140

6 0.53 0.0212

7 0.45 0.0290

8 0.36 0.0420

9 0.30 0.0564

10 0.25 0.0722

11 0.20 0.0954

F Throats R AS

6 0.69 0.0138

7 0.59 0.0217

8 0.46 0.0346

9 0.39 0.0490

10 0.33 0.648

11 0.26 0.0880

12 0.22 0.1138





TABEL 2 (lanjutan)

GUIBERSON RATIOS THROAT ANNULUS AREAS (IN)

Nozzle G Throats

R AS

8 0.58 0.0208

9 0.56 0.0352

10 0.47 0.0510

11 0.38 0.0742

12 0.31 0.1000

13 0.26 0.1320

14 0.21 0.712

H Throats R AS

10 0.69 0.0302

11 0.55 0.0534

12 0.45 0.0792

13 0.37 0.1112

14 0.30 0.1504

15 0.25 0.1945

16 0.21 0.2467

I Throats R AS

11 0.72 0.0339

12 0.59 0.0597

13 0.48 0.0917

14 0.40 0.1309

15 0.33 0.1750

16 0.27 0.2271

17 0.23 0.2895

J Throats R AS

13 0.71 0.0515

14 0.58 0.0908

15 0.48 0.1349

16 0.40 0.1871

17 0.34 0.2493

18 0.28 0.3256

19 0.23 0.4167

K Throats R AS

15 0.61 0.1015

16 0.51 0.1537

17 0.42 0.2160

18 0.35 0.2922

19 0.29 0.3833

20 0.24 0.4928

L Throats R AS

16 0.63 0.1164

17 0.52 0.1787

18 0.44 0.2549

19 0.36 0.3460

20 0.30 0.4555

M Throats R AS

17 0.66 0.1287

18 0.55 0.2050

19 0.45 0.2961

20 0.38 0.4055

N Throats R AS

18 0.69 0.1395

19 0.57 0.2306

20 0.48 0.3401

P Throats R AS

19 0.71 0.1575

20 0.59 0.26703





TABEL 3

KOBE

NOZZLE THROAT ANNULUS AREA (IN2)

A- A B C D E

1 0. 0036 0. 0053 0. 0076 0. 0105 0. 0143

2 0. 0029 0. 0046 0. 0069 0. 0098 0. 0136 0. 0184

3 0. 0037 0. 0060 0. 0089 0. 0127 0. 0175 0. 0231

4 0. 0048 0. 0077 0. 0115 0. 0164 0. 0227 0. 0308

5 0. 0062 0. 0100 0. 0149 0. 0211 0. 0293 0. 0397

6 0. 0080 0. 0129 0. 0192 0. 0273 0. 0378 0. 0515

7 0. 0104 0. 0167 0. 0248 0. 0353 0. 0488 0. 0663

8 0. 0134 0. 0216 0. 0320 0. 0456 0. 0631 0. 0856

9 0. 0174 0. 0278 0. 0414 0. 0589 0. 0814 0. 1106

10 0. 0224 0. 0360 0. 0534 0. 0760 0. 1051 0. 1428

11 0. 0289 0. 0464 0. 0690 0. 0981 0. 1358 0. 1840

12 0. 0374 0. 0599 0. 0891 0. 1268 0. 1749 0. 2382

13 0. 0483 0. 0774 0. 1151 0. 1633 0. 2265 0. 3076

14 0. 0624 0. 1001 0. 1482 0. 2115 0. 2926 0. 3974

15 0. 0806 0. 1287 0. 1920 0. 2731 0. 3780 0. 5133

16 0. 1036 0. 1668 0. 2479 0. 3528 0. 4881 0. 6629

17 0. 1344 0. 2155 0. 3203 0.4557 0. 6304 0. 8562

18 0. 1735 0. 2784 0. 4137 0. 5885 0. 8142 1. 1058

19 0. 2242 0. 3595 0. 5343 0. 7600 1. 0516 1. 4282

20 0. 2896 0. 4643 0. 6901 0. 9817 1. 3583 1. 8444





TABEL 4

NATIONAL

NOZZLE THROAT ANNULUS AREA (IN2)

X A B C D E

1 0.0040 0.0057 0.0080 0.0108 0.0144

2 0.0033 0.0050 0.0073 0.0101 0.0137 0.0183

3 0.0042 0.0065 0.0093 0.0129 0.0175 0.0233

4 0.0054 0.0082 0.0118 0.0164 0.0222 0.0296

5 0.0068 0.0104 0.0150 0.0208 0.0282 0.0277

6 0.0087 0.0133 0.0191 0.0265 0.0360 0.0481

7 0.0111 0.0169 0.0243 0.0338 0.459 0.0612

8 0.0141 0.0215 0.0310 0.0431 0.0584 0.0779

9 0.0179 0.0274 0.0395 0.0543 0.743 0.0992

10 0.0229 0.0350 0.0503 0.0698 0.0947 0.1264

11 0.0291 0.0444 0.0639 0.0888 0.1205 0.1608

12 0.0369 0.0564 0.0813 0.1130 0.1533 0.2046

13 0.0469 0.0718 0.1035 0.1438 0.1951 0.2605

14 0.0597 0.0914 0.1317 0.1830 0.2484 0.3316

15 0.0761 0.1164 0.1677 0.2331 0.3163 0.4223

16 0.0969 0.1482 0.2136 0.2968 0.4028 0.5377

17 0.1234 0.1888 0.2720 0.3779 0.5128

18 0.1571 0.2403 0.3463 0.4812

19 0.2000 0.3060 0.4409

20 0.2546





TABEL 5

ANALISIS GEJALA KERUSAKAN DAN TINDAKAN TRIPLEX DI PERMUKAAN

GEJALA PENYEBAB

TINDAKAN

1. Triplek bekerja, getaran

atau pukulan di pipa dan

aliran bergelombang di

dalam pipa masuk ke

triplek.

a. Lubang masuk terhalang

oleh kotoran, endapan

scale dan lain-lain.

b. Klep masuk tertutup

sebagian.

c. Pengukur, filter, check

valve dan lain-lain tidak

terbuka penuh atau agak

buntu.

d. Pipa belok-90o atau aliran

bertelok-900 di cabang

pipa.

e. Udara masuk ke aliran

melalui gasket yang

bocor atau stem-klep.

f. Udara atau uap terjebak

di lubang masuk.

g. Aras cairan di tanki isap

a. Hilangkan halangan

tersebut.

b. Periksa dan buka lebar-

lebar.

c. Bersihkan/buka

sepenuhnya.

d. Usahakan perubahan bila

mungin.

e. Keraskan sambungan

atau ganti gasket dan

klep.

f. Usahakan untuk

menghilangkan pipa

bengkok menonjol ke

atas dan beris kesempatan

agar udara/gas bisa bebas

mengalir.

g. Tingkatnya suplai dan





triplex terlalu rendah.

h. Penahan getaran (suction

dampener) tidak bekerja.

i. Rusaknya klep triplex

dan putusnya pir.

j. Masuknya gas/udara di

lubang masuk.

k. Pipa isap tidak cukup

besar.

l. Bocor pada klep relief

(klep pengaman) ke arah

aliran balik ke lubang isap

triplex.

m. Adanya by pass ke pipa

masuk.

n. Plunger patah.

o. Rusaknya penyambung

pasang switch untuk

menghentikan pompa

secara otomatis.

h. Periksa dan betulkan.

i. Periksa dan

betulkan/ganti.

j. Pasang pemisah gas (gas

booth/scruber). Lubang

masuk Harus bertekanan

minimal 5 psi.

k. Ganti dengan pipa yang

lebih besar dari pada

lubang masuk triplex.

l. Aliran balik harus

dikembalikan ke bak

pengumpul, bukan ke

pipa lobang isap.

m. Pindahkan by pass ke

tanki suplai, bukan pipa

masuk.

n. Putar plunger pompa

dengan tangan dan ganti

bila terbukti patah.

o. Periksa dan ganti, cek





2. Triplex bekerja,

getaran/pukulan di lubang

keluar triplex.

3. Triplex bekerja, klep cepat

aus.

(cross -headpin) batang

isap triplex.

a. Rusaknya penyambung

batang isap triplex.

b. Rusaknya lager (bearing)

utama.

c. Sambungan ke plunger

terlepas baik di baik di

pipanya atau

crossheadpin.

a. Kavitasi (masuknya gas

dan gelembung pecah di

dalam triplex).

b. Fluida (power fluid)

membawa penyebab karat.

c. Fluida abrasif, sehingga

menggores dinding

minyak pelumas yang di

dipakai.

a. Periksa dan ganti

seperlunya isap triplex.

Cek minyak pelumas

yang dipakai dan aras

cairan.

b. Periksa dan ganti

seperlunya. Cek minyak

pelumas dan aras

cairannya.

c. Periksa dan

keraskan/ganti.

a. Perlu diberi suplai cukup

pada lubang masuk

triplex.

b. Beri zat kimia.

c. Hilangkan padatan di

cairan.





4. Triplex bekerja, gasket

(seal) di plunger rusak.

5. Triplex berhenti, ulir

pengikat dari plunger sle-

eve ke mandrel patah.

6. Triplex bekerja, turunnya

tekanan atau volune power

fluid yang nenuju sumur.

pipa/triplex.

a. Adanya cairan di power

fluid.

b. Salah pasang

Adanya beban berlebihan

karena kotoran, atau salah

ukuran dan salah pasang.

(Patahnya ulir adalah

otomatis agar tidak terjadi

kerusakan lebih jauh).

a. Tercemari fluida produksi

(Di By-pass).

b. Ada udara di pipa.

c. Meteran tidak teliti.

a. Periksa dan analisa kadar

padatan dan jenisnya.

(Maksimum padatan 15

mikron untuk minyak dan

10 mikron untuk air

sebagai power-fluid)

b. Perlu diikuti cara

pemasangan yang benar.

Plunger dan Liner Harus

pas untuk pelumasan dan

bebas udara.

Periksa dan betulkan, periksa

juga pelumasan dan padatan

di power fluid.

a. Perbaiki

b. Lepaskan udara

tersebut (bleed-off).

c. Periksa dan betulkan atau





d. Kavitasi karena

penyambung pipa masuk

tidak benar, penyempitan

pipa masuk dan

masuknya gas.

e. Klep rusak dan bocor.

f. Rusaknya plunger dan

liner.

g. Penurunan kecepatan

penggerak mula (prime-

mover).

ganti.

d. Periksa dan perbaiki.

e. Ganti

f. Ganti

g. Periksa apakah ada

kenaikan keperluan daya

atau persoalan di bahan

bakar atau naiknya

temperatur dan lain-lain,

Pertaiki kondisi di atas.

03-3 pompa jet

Documents