MAKALAH APLIKASI TERMODINAMIKA PADA SUMUR BOR

OLEH:

#.Kartono Lagha Nim:2010259001JURUSAN: MESIN

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DARMA PERSADA JAKARTA 2011

KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan karuniaNya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah aplikasi terodinamika pada sumur bor ini.

Kami mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing, serta semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan pembuatan makalah ini. Kami menyadari dalam pembuatan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan karena keterbatasan yang kami miliki. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan dalam pembuatan makalah yang selanjutnya.

Jakarta,28/november/2011

Penyusun

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Batasan Masalah

1.3 Tujuan Penulisan 1.4 Metode Penulisan BAB II PEMBAHASAN 2.1 Prinsip kerja pompa 2.2 Klasifikasi pompa 2.3 Gangguan operasi pompa 2.4 Pemeliharaan pompa 2.5 Pompa sumur bor BAB III PENUTUP Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Air adalah sumber kehidupan dan sangat vital untuk kegiatan sehari hari. Kebutuhan akan air bersih ini terus meningkat seiring dengan perkembangan dan pertumbuhan penduduk, sedangkan air PDAM tidak mencukupi untuk memenuhi kebutuhan air bersih bagi masyarakat perkotaan pada khususnya , dan masyarakat di daerah yang memiliki rawan air pada umumnya. Akibat meningkatnya kebutuhan air bersih ini membuat beberapa masyarakat atau pelaku usaha untuk mencari alternatif sumbernya. Pengeboran air merupakan salah satu solusi untuk mendapatkan air bersih, akan tetapi tidak mudah untuk mendapatkannya, khususnya pada daerah yang rawan akan air tanah, Misalnya di pegunungan atau dataran tinggi sehingga pengeboran membutuhkan kedalaman yang lebih dalam lagi untuk memperoleh air bersih tersebut. 1. 2. Batasan Masalah Dalam makalah ini penulis membatasi masalah yang dibahas, yaitu mengenai prinsip kerja pompa, klasifikasi pompa, gangguan operasi pompa, pemeliharaan pompa, pompa sumur bor. Pembatasan masalah yang dilakukan oleh penulis, agar pokok masalah yang dibahas tidak terlalu meluas sehingga makalah ini dapat lebih mudah dipahami dan dimengerti. 1. 3 Tujuan Berdasarkan latar belakang di atas, maka makalah ini bertujuan untuk mengupas yaitu mengenai prinsip kerja pompa, klasifikasi pompa, gangguan operasi pompa, pemeliharaan pompa, pompa sumur bor. Dan diharapkan dengan adanya penjelasan ini dapat menambah wawasan kita untuk menjaga lingkungan demi kelangsungan hidup selanjutnya. 1. 4. Metode Penulisan Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan makalah ini adalah berupa kajian pustaka, pencarian data di internet dan pemikiran yang didapatkan dari pengalaman dan studi di Fakultas Teknik Lingkungan UNLAM Banjarbaru.

Hal ini dimaksudkan untuk menambah referensi penulisan makalah ini guna meyakinkan pembaca dari isi laporan ini.

BAB II PEMBAHASAN

Pompa merupakan salah satu jenis mesin yang berfungsi untuk memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang diinginkan. Zat cair tersebut contohnya adalah air, oli atau minyak pelumas, serta fluida lainnya yang tak mampu mampat. Industri-industri banyak menggunakan pompa sebagai salah satu peralatan bantu yang penting untuk proses produksi. Sebagai contoh pada pembangkit listrik tenaga uap, pompa digunakan untuk menyuplai air umpan ke boiler atau membantu sirkulasi air yang akan diuapkan di boiler (anonim(1), 2010).

Gambar 1. instalasi pompa Pada industri, pompa banyak digunakan untuk mensirkulasi air atau minyak pelumas atau pendingin mesin-mesin industri. Pompa juga dipakai pada motor bakar yaitu sebagai pompa pelumas, bensin atau air pendingin. Jadi pompa sangat penting untuk kehidupan manusia secara langsung yang dipakai di rumah tangga atau tidak langsung seperti pada pemakaian pompa di industri.

Gambar 2. instalasi pompa pada rumah tangga

Pada pompa akan terjadi perubahan dari dari energi mekanik menjadi energi fluida. Pada mesin-mesin hidrolik termasuk pompa, energi fluida ini disebut head atau energi persatuan berat zat cair. Ada tiga bentuk head yang mengalami perubahan yaitu head tekan, kecepatan dan potensial (anonim(1), 2010). 2. 1. Prinsip Kerja Pompa Pada pompa terdapat sudu-sudu impeler yang berfungsi sebagai tempat terjadi proses konversi energi dari energi mekanik putaran menjadi energi fluida head. Impeler dipasang pada poros pompa yang berhubungan dengan motor penggerak, biasanya motor listrik atau motor bakar (anonim (4), 2010).

Gambar 3. Proses pemompaan Poros pompa akan berputar apabila penggeraknya berputar. Karena poros pompa berputar impeler dengan sudu-sudu impeler berputar, zat cair yang ada di dalamnya akan ikut berputar sehingga tekanan dan kecepatanya naik dan terlempar dari tengah pompa ke saluran yang berbentuk volut atau spiral kemudian ke luar melalui nosel . Jadi fungsi impeler pompa adalah mengubah energi mekanik yaitu putaran impeler menjadi energi fluida (zat cair). Dengan kata lain, zat cair yang masuk pompa akan mengalami pertambahan energi. Pertambahan energi pada zat cair mengakibatkan pertambahan head tekan, head kecepatan dan head potensial. Jumlah dari ketiga bentuk head tersebut dinamakan head total. Head total pompa juga dapat didefinisikan sebagai selisih head total (energi persatuan berat) pada sisi hisap pompa dengan sisi ke luar pompa. Pada

gambar di bawah ini, aliran air di dalam pompa akan ikut berputar karena gaya sentrifugal dari impeler yang berputar (anonim (4), 2010).

Gambar 4. Perubahan energi zat cair pada pompa 2. 2. Klasifikasi pompa Menurut prinsip perubahan bentuk energi yang terjadi, pompa dibedakan menjadi : 1. Positive displacement pump Disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari putaran poros pompa dirubah menjadi energi tekanan untuk memompakan fluida. Pada pompa jenis ini dihasilkan head yang tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan rendah. Yang termasuk jenis pompa ini adalah : a. Pompa rotary Sebagai ganti pelewatan cairan pompa sentrifugal, pompa rotari akan merangkap cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup. Hampir sama dengan piston pompa torak akan tetapi tidak seperti pompa torak (piston), pompa rotari mengeluarkan cairan dengan aliran yang lancar (smooth). Macam-macam pompa rotari :

Pompa roda gigi luar

Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana. Apabila gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap, cairan akan mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan ditekan keluar apabila giginya bersatu lagi

Gambar 5. Pompa roda gigi luar

Pompa roda gigi dalam

Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang berpasangan dengan roda gigi kecil dengan penggigian luar yang bebas (idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan kembali ke sisi hisap pompa.

Gambar 6 : Lobe pump

Pompa cuping (lobe pump)

Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal aksinya dan mempunyai 2 rotor atau lebih dengan 2,3,4 cuping atau lebih pada masing-masing rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda gigi luarnya.

Gambar 7. Lobe pump

Pompa sekrup (screw pump)

Pompa ini mempunyai 1,2 atau 3 sekrup yang berputar di dalam rumah pompa yang diam. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan heliks dalam (internal helix stator). Pompa 2 sekrup atau 3 sekrup masing-masing mempunyai satu atau dua sekrup bebas (idler).

Gambar 8. Three-scrow pump

Pompa baling geser (vane Pump) Pompa ini menggunakan baling-baling yang dipertahankan tetap menekan

lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor diputar. Cairan yang terjebak diantara 2 baling dibawa berputar dan dipaksa keluar dari sisi buang pompa

. Gambar 9. Vane pump b. Pompa Torak (Piston) Pompa torak mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama pergerakan piston sepanjang langkahnya. Volume cairan yang dipindahkan selama 1 langkah piston akan sama dengan perkalian luas piston dengan panjang langkah. Macam-macam pompa torak : Menurut cara kerja : a. Pompa torak kerja tunggal

Gambar 10. Pompa kerja tunggal b. Pompa torak kerja ganda

Gambar 11. Pompa kerja ganda

Menurut jumlah silinder :

a. Pompa torak silinder tunggal

Gambar 12. Pompa torak silinder tunggal b. Pompa torak silinder ganda

Gambar 13. Pompa torak silinder ganda 2. Dynamic Pump / Sentrifugal Pump Merupakan suatu pompa yang memiliki elemen utama sebuah motor dengan sudut impeler berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh impeler yang menaikkan kecepatan fluida maupun tekanannya dan melemparkan keluar volut. Prosesnya yaitu: - Antara sudut impeller dan fluida Energi mekanis alat penggerak diubah menjadi energi kinetik fluida - Pada Volut Fluida diarahkan kepipa tekan (buang), sebagian energi kinetik fluida diubah menjadi energi tekan.Yang tergolong jenis pompa ini adalah : a. Pompa radial. Fluida diisap pompa melalui sisi isap adalah akibat berputarnya impeler yang menghasilkan tekanan vakum pada sisi isap. Selanjutnya fluida yang telah terisap terlempar keluar impeler akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh

fluida itu sendiri. Dan selanjutnya ditampung oleh casing (rumah pompa) sebelum dibuang kesisi buang. Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yan terjadi, yaitu : energi mekanis poros pompa diteruskan kesudu-sudu impeler, kemudian sudu tersebut memberikan gaya kinetik pada fluida. Akibat gaya sentrifugal yang besar, fluida terlempar keluar mengisi rumah pompa dan didalam rumah pompa inilah energi kinetik fluida sebagian besar diubah menjadi energi tekan. Arah fluida masuk kedalam pompa sentrifugal dalam arah aksial dan keluar pompa dalam arah radial. Pompa sentrifugal biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head medium sampai tinggi dengan kapasitas aliran yang medium. Dalam aplikasinya pompa sentrifugal banyak digunakan untuk kebutuhan proses pengisian ketel dan pompa-pompa rumah tangga (anonim (4), 2010).

Gambar 14. Pompa Sentrifugal b. Pompa Aksial (Propeller) Berputarnya impeler akan menghisap fluida yang dipompa dan menekannya kesisi tekan dalam arah aksial karena tolakan impeler. Pompa aksial biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head rendah dengan kapasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa aksial banyak digunakan untuk keperluan pengairan.

Gambar 15 : Pompa aksialc. Pompa Mixed Flow (Aliran campur)

Head yang dihasilkan pada pompa jenis ini sebagian adalah disebabkan oleh gaya sentrifugal dan sebagian lagi oleh tolakan impeler. Aliran buangnya sebagian radial dan sebagian lagi aksial, inilah sebabnya jenis pompa ini disebut pompa aliran campur. 2. 3. Gangguan Operasi Pompa Pada instalasi pompa sering dijumpai berbagai kerusakan peralatan, misalnya katup- katup, pipa-pipa, sambungan, dan komponenkomponen dalam pompa sendiri. Kerusakan-kerusakan tersebut diakibatkan oleh gangguangangguan yang terjadi selama pompa beroperasi. Gangguan-gangguan yang sering terjadi adalah benturan air, surging dan fluktuasi tekanan (anonim (3), 2010). a. Benturan air (water hammer) Gejala benturan air sering terjadi pada operasi pompa dan pada kondisi ini banyak menimbulkan kerusakan pada peralatan instalasi. Benturan air terjadi karena pada aliran terjadi kenaikan dan penurunan tekanan secara tiba-tiba. Benturan air dapat terjadi karena dua sebab yaitu: 1. Penutupan katup secara tiba-tiba 2. Pompa mendadak berhenti bekerja Sebab pertama banyak terjadi pada waktu pengaturan kapasitas aliran, jika pengaturannya tidak benar, maka katup menutup penuh secara tibatiba, aliran akan terhenti dan seolah-olah zat cair membentur katup. Karena kondisi tersebut, timbul tekanan yang melonjak dan diikuti fluktuasi tekanan di sepanjang pipa untuk beberapa saat. Selama pompa beroperasi, poros pompa menggunakan penggerak dari luar, yang biasa digunakan yaitu motor listrik atau motor bakar. Khusus untuk pompa yang meggunakan motor listrik sebagai penggeraknya, masalah akan timbul apabila listrik tiba-tiba mati yaitu motor listrik tidak bekerja, akibatnya pompa akan berhenti mendadak. Aliran air akan terhalang impeler sehingga mengalami perlambatan yang mendadak, hal tersebut menyebabkan lonjakan tekanan pada pompa dan pipa.

Dari dua sebab tersebut di atas, terlihat apabila terjadi gangguan operasi pompa, masalah yang akan timbul adalah terjadi lonjakan tekanan yang tiba-tiba karena aliran terhalang dan berhenti, kemudian terjadi benturan air pada peralatan. Kerusakan yang timbul disamping karena lonjakan tekanan, jatuhnya tekanan juga dapat menyebabkan kerusakan (anonim (3), 2010). Di bawah ini diuraikan beberapa kemungkinan yang terjadi pada operasi pompa yang berhenti bekerja apabila listrik mati: 1. Pompa tidak dilengkapi katup pada sisi ke luar. Pada waktu listrik padam, pompa tiba-tiba berhenti, tetapi impeler masih berputar karena gaya kelembaman bagian yang berputar. Putaran ini kan segera berhenti karena energi kinetiknya terserap air. Karena aliran terhenti sehingga head dan kapasitas menjadi hilang. Head pompa tidak lagi mengatasi head dari sistem mengakibatkan tekanan pada sisi ke luar pompa menjadi negatif, kondisi ini menyebabkan aliran balik dari pipa sisi ke luar menuju pompa. Tekanan yang tadinya negatif menjadi positif pada pipa sisi kel uar pompa. Aliran balik dengan tekan positif akan membentur impeler pompa dan akan memutar impeler dengan putaran yang berlawanan dengan kerja pompa normal, dengan kata lain pompa bekerja sebagai turbin. 2. Pompa yang dilengkapi dengan katup pada sisi ke luar pompa. Pemasangan katup ini akan mencegah aliran balik dari sisi ke luar pompa menuju pompa. Katup ini akan merespon aliran balik dengan langsung menutup aliran. Di dalam pompa, impeler setelah listrik mati tetap berputar tetapi akan segera berhenti secara berangsur angsur. 3. Pompa dilengkapi dengan katup yang dapat diatur. Pemasangan katup pada sisi ke luar pompa untuk mencegah aliran balik akan lebih efektif apabila katup tersebut dapat diatur sehingga penutupannya tidak tiba-tiba sehingga alirannya tidak berhenti mendadak dan lonjakan tekanan dapat dihindari. a. Kerusakan akibat benturan air Kerusakan yang ditimbulkan dari benturan air seperti yang telah disebutkan di atas adalah sebagai berkut :

1. Peralatan instalasi pompa seperti katup, perpipaan dan pompa dapat pecah karena lonjakan tekanan. 2. Pada waktu terjadi tekanan negatif pada aliran sisi ke luar pompa, pipa dapat mngempis dan pecah. 3. Tekanan negatif yang timbul dapat menyebabkan penguapan zat cair apabila tekanan tersebut di bawah tekanan uap zat cair. Penguapan zat cair akan menghasilkan banyak gelembung-gelembung uap air yang dapat pecah dan menghantam dinding pipa atau pompa sehingga menimbulkan kerusakan. 4. Apabila instalasi pompa tidak diberi pengaman sehingga terjadi aliran balik yang akan memutar impeler pompa, putaran ini berkebalikan dari putaran normal pompa, kondisi ini mengakibatkan kerusakan pada motor penggeraknya. b. Pencegahan benturan air Proses terjadinya benturan air yaitu karena head pompa tidak dapat mengatasi head sistem sehingga terjadi tekanan negatif pada sisi ke luar pompa, kondisi ini menyebabkan aliran balik dari sisi ke luar pompa menuju pompa. Selanjutnya terjadi kenaikan tekanan yang drastis yang menuju impeler pompa. Berdasarkan kondisi tersebut, untuk mencegah terjadinya benturan air, tekanan negatif dan lonjakan tekanan harus dicegah. 1. Pecegahan timbulnya tekanan negatif a. Katup laluan udara, katup ini dipasang ditempat dimana terjadi tekanan negatif sehingga udara dari atmosfer masuk ke dalam pipa untuk menyeimbangkan tekanan di dalam pipa dan di luar pipa. b. Kamar udara, kamar udara ini berbentuk bejana tertutup yang terisi air sampai ketinggihan tertentu, bagian atas bejana terisi udara bertekanan. Apabila terjadi tekanan negatif, udara bertekanan akan langsung mengisi sehingga tekanan tidak terlalu jatuh. c. Roda gaya pada poros pompa, roda gaya tersebut dapat menyimpan energi, sehingga pada waktu pompa mati impeler dapat terus berputar dan berhenti perlahan-lahan. Hal ini dapat mencegah penurunan tekanan yang berlebihan.

d.

Memperbesar ukuran pipa, dengan memperbesar ukuran pipa kecepatan aliran akan berkurang sehingga gaya yang ditimbulkan karena benturan akan berkurang.

e.

Bentuk pipa pada sisi ke luar harus menjamin tidak terjadi pemisahan kolom zat cair.

2. Pecegahan timbulnya lonjakan tekanan a. Penggunaan katup kontrol (penutupam lambat). Pada pemasangan katup pada sisi ke luar pompa untuk menahan aliran balik menuju pompa, katup tersebut harus mampu mengontrol aliran agar tidak berhenti mendadak. Pada permulaan bekerja katup tersebut harus mampu mencegah lairan yang menuju impeler, kemudian selanjutnya menutup perlahan lahan sehingga aliran tidak berhenti mendadak dan lonjakan tekanan tidak terjadi. Jenis katup yang biasa dipakai adalah jenis katup jarum, katup putar dan katup kupu-kupu. b. Penggunaan katup pelepas tekanan. Katup pelepas tekanan dipasang pada jalur pipa untuk mengurangi lonjakan tekanan dengan cara melepaskan tekanan c. Penggunaan katup cegah (penutupan cepat). Katup ini harus menutup sesaat sebelum aliran balik terjadi, sehingga dihindari aliran balik yang besar, dengan demikian lonjakan tekanan dihindari. b. Gejala Surging Gejala surjing sering terjadi pada operasi pompa, laju aliran berubah-ubah secara periodik dan pada aliran terjadi fluktuasi tekanan. Gejala ini timbul karena pompa beroperasi dengan head yang semakin menurun dan head sistem yang naik. Atau, head pompa tidak mampu mengatasi head dari sistem secara normal. Untuk mecegah surjing harus dipilih pompa dengan head yang cukup tinggi, sehingga pada waktu pompa head nya menurun tidak sampai terjadi surjing. c. Tekanan berubah-ubah Gejala tekanan yang berubah-ubah atau berfluktuasi sepanjang aliran banyak terjadi pada pompa sentrifugal, khususnya pada pompa volut. Di dalam pompa ada daerah antara sisi luar impeler dan ujung dari volut (cut water), yang apabila setiap kali impeler berputar dan melewati daerah ini, tekanan zat cair akan

berdenyut. Denyut yang terus-menerus akan dirasakan sebagai fluktuasi tekanan yang merambat pada zat cair di dalam pipa ke luar. Apabila denyut tekanan zat cair beresonansi dengan kolom air menyebabkan getaran dan bunyi. Untuk mencegah fluktuasi tekanan antara pompa dan jalur pipa ke luar, pada jalur ke luar pompa dipasang peredam bunyi yaitu kamar ekspansi. Kamar ekspansi akan memotong rambatan gelombang dari fluktuasi tekanan sehingga tidak sampai beresonansi dengan kolom air. 2. 4. Pemeliharaan Pompa Macam macam pemeliharaan pada pompa: 1. Preventive Maintenance Preventive Maintenance merupakan tindakan pemeliharaan yang terjadwal dan terencana. Hal ini dilakukan untuk mengantisipasi masalah-masalah yang dapat mengakibatkan kerusakan pada pompa dan menjaganya selalu tetap normal selama dalam operasi. Contoh pekerjaan tersebut adalah: a. Melakukan pengecekan terhadap pendeteksi indikator tekanan dan temperatur fluida pada pompa, atau alat pendeteksi indikator lainnya. apakah telah sesuai hasilnya untuk kondisi normal kerja pompa atau tidak b. Membersihkan kotoran-kotoran yang menempel pada bodi pompa (debu, tanah maupun bekas minyak) c. Mengikat baut-baut yang kendor d. Pengecekan kondisi pelumasan pada bearing (unsealed) e. Perbaikan/mengganti gasket pada sambungan-sambungan flange yang bocor atau rusak. 2. Predictive Maintenance Predictive Maintenance merupakan perawatan yang bersifat prediksi, dalam hal ini merupakan evaluasi dari perawatan berkala (Preventive Maintenance).

Pendeteksian ini dapat dievaluasi dari indikaktor-indikator yang terpasang pada instalasi pada pompa dan juga dapat melakukan pengecekan vibrasi dan alignment pada pompa untuk menambah data dan tindakan perbaikan selanjutnya. 3. Breakdown Maintenance Breakdown Maintenance merupakan perbaikan yang dilakukan tanpa adanya rencana terlebih dahulu. Dimana kerusakan terjadi secara mendadak pada pompa yang sedang beroperasi, yang mengakibatkan kerusakan bahkan hingga pompa tidak dapat beroperasi. Contoh kerusakan tesebut adalah: a. Rusaknya bantalan karena kegagalan pada pelumasan b. Terlepasnya couple penghubung antara poros pompa dan poros penggeraknya akibat kurang kencangnya baut-baut yang tersambung. c. Macetnya impeller karena terganjal benda asing. 4. Corrective Maintenance Corrective Maintenance merupakan pemeliharaan yang telah direncanakan, yang didasarkan pada kelayakan waktu operasi yang telah ditentukan pada buku petunjuk pompa tersebut. Pemeliharaan ini merupakan general overhaul yang meliputi pemeriksaan, perbaikan dan penggantian terhadap setiap bagian-bagian pompa yang tidak layak pakai lagi, baik karena rusak maupun batas maksimum waktu operasi yang telah ditentukan (anonim (2), 2010).

2. 5 Pompa di Sumur Bor a. Metoda pemboran Jenis metode pemboran dapat dibedakan berdasarkan : Mekanisme Pemboran Sirkulasi Fluida Bor Jenis Fluida bor yang digunakan Berdasarkan mekanisme pemboran, metode pemboran yaitu :

a. Pemboran Tumbuk (Percussive Drilling) Dioperasikan dengan cara mengangkat dan menjatuhkan alat bor berat secara berulang-ulang kedalam lubang bor sehingga lubang bor terbentuk akibat mekanisme tumbukan dan beban rangkaian bor. b. Pemboran Putar (Rotary Drilling) Lubang bor dibentuk dari pemboran dengan mekanisme putar dan disertai pembebanan. c. Bor Putar Hidraulik (Hidraulic Rotary) Dimana lubang bor dibentuk dari kombinasi antara mekanisme putar, tekanan hidraulik, dan beban setang bor. 1. Kelebihan mesin bor tumbuk dibandingkan mesin bor putar antara lain : Ekonomis (murah, biaya operasi rendah, biaya transportasi murah, persiapan rig cepat). Menghasilkan contoh pemboran yang lebih baik Lebih mempermudah pengenalan lokasi Tanpa sistem sirkulasi Kemungkinan kontaminasi karena pemboran relatif kecil 2. Kekurangan mesin bor tumbuk dibandingkan mesin bor putar antara lain : Kecepatan laju pemboran rendah Sering terjadi putusnya sling a. Berdasarkan sirkulasi fluida, metode pemboran dapat dibagi lagi, yaitu: Sirkulasi Langsung (Direct Circulation) Fluida bor dipompakan dari mudpit ke mata bor melalui bagian dalam stang bor kemudian kembali lagi ke permukaan akibat tekanan pompa melalui rongga anulus. Sirkulasi Terbalik (Reverse Circulation) Fluida bor dari mudpit bergerak melalui rongga anulus, kemudian kembali lagi ke permukaan akibat gaya hisap pompa melalui bagian dalam stang bor. b.Berdasarkan Berdasarkan jenis fluida yang digunakan, metode pemboran dapat dibagi lagi, yaitu:

Pemboran menggunakan cairan / lumpur (Mud Flush). Pemboran menggunakan udara Jika menggunakan udara sebagai fluida bor (Air Flush) (anonim (4), 2010). b. Pembuatan sumur bor Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan suatu sumur bor : 1. Diameter Sumur - Besaran diameter casing pipa yang digunakan sesuai dengan keperluan - Jenis casing yang digunakan biasanya PVC atau Low Carbon yang disesuaikan dengan kualitas air tanah.

2.

Kedalaman Sumur - Tergantung pada berapa lapisan akifer yang akan digunakan dan jenis akifernya - Penentuan Jenis Akifer (Tertekan atau tidak) berdasarkan data log bor

3.

Screen - Merupakan tempat masuknya air pada lubang bor berfungsi juga sebagai filter supaya material dari formasi tidak ikut terbawa oleh pompa

4.

Gravel Pack - Material kasar buatan yang ditempatkan disekitar screen yang berguna untuk mempermudah air dipompa karena materialmaterial pada akifer akan tertahan pada gravel pack tidak menutupi lubang-lubang screen (sand Bridge) - Mencegah agar lubang bor stabil atau tidak mudah runtuh - Berfungsi sebagai filter alami

5.

Pompa Alat untuk menghisap air dari lubang bor ke atas permukaan tanah. Pada

pemboran airtanah dalam pompa yang lazim digunakan adalah pompa selam (submersible pump) dan pompa sentrifugal. a. Syarat Sumur Pompa untuk Sumur Bor : 1. Sumur gali tidak boleh dibangun di lokasi bekas pembuangan sampah

2. Jarak minimum lokasi sumur gali dengan sumber pencemar (cublik, tangki septic,dll) adalah 10 m 3. 4. 5. Kemiringan lantai antara 1-3% Lantai dari pasangan bata (1 semen:3 pasir) Kemiringan aluran pembuangan minimal 2% 6. Saluran pembuangan dari pasangan bata (1 semen: 3 pasir) dan kedalaman sumur maksimal 15 meter b. Cara mengerjakan sumur pompa dangkal : 1. Tentukan titik pengeboran, jarak minimal dengan septic tank, cubluk, lubang galian untuk sampah yaitu 10 meter. 2. Pasang mata bor pad salah satu pipa dan pasang klem pemutar pada pipa3. Lubangi titik lokasi dengan linggis sedalam 30-50 cm

4. Tancapkan pipa yang sudah dipasangi mata bor pada lubang yang sudah dibuat 5. Putar pipa searah jarum jam 6. Siram dengan air untuk memperlancar 7. Angkat pipa , tancapkan sekuat-kuatnya. 8. Putar dan siram dengan air. 9. Lakukan langkah 7 dan 8 berulang-ulang sampai mencapai lapisan air tanah 10. Bila kedalaman sumur mencapai lapisan air tanah teruskan pemboran sampai + 1 batang pipa masuk dibawah lapisan air tanah. c. Penyambungan saringan PVC dengan pipa hisap PVC :1. Bersihkan dan amplas bagian luar ujung polos saringan sepanjang 3 cm

2. Bersihkan dan amplas ujung luar pipa isap pvc; olesi dengan lem pipa secara merata pada bagian yang telah dibersihkan, tanpa menunggu kering masukkan dop pada ujung bagian bawah saringan3. Biarkan 5 menit agar sambungan kuat

4. Gunakan kunci trimo untuk menahan rangkaian pipa hisap 5. Masukkan dop pada ujung polos bagian bawah saringan. 6. Biarkan 5 menit agar sambungan kuat 7. Gunakan kunci trimo untuk menahan rangkaian pipa hisap

d. Penyambungan pipa hisap :1. Bersihkan dan amplas ujung-ujung luar pipa PVC 2. Bersihkan dan amplas bagian dalam ujung soket 3. Oleskan lem secara merata pada bagian yang telah dibersihkan 4. Masukkan ujung0ujung pipa pada soket -sisakan pipa sepanjang 70cm

diatas pemukaan tanah.5. Gunakan kunci trimo untuk menahan rangkaian pipa.

e. Penyambungan bahan pipa hisap dengan badan pompa :1. Bersihkan dan amplas ujung soket serta bagian ujung hisap pipa PVC 2. Oleskan lem PVC secara merata pada baian pipa yang dibersihkan. 3. Masukkan pipa hisap dengan soket. bersihkan dan lapisi ujung berulir

dengan solatip.4. Bersihkan dan lapisi ujung berulir bagian dalam dari tumpuan pompa 5. Masukkan rangkaian pipa hisap PVC dengan tumpuan pompa 6. Letakkan paking diatas tumpuan pompa 7. Pastikan lubang baut badan pompa tepat pada lubang lubang baut

tumpuam pompa8. Pasang mur dan baut pada lubang yang ada. 9. Pastikan bahwa badan pompa dan tumpuan pompa terpasang dengan

baik. f. Pengisian kerikil pasir dengan adukan semen :1. Pilih kerikil dengan diameter rata-rata 5 mm 2. Masukkan kerikil kedalam rongga antara pipa hisap dan tanah

3. Hentikan pengisian kerikil apabila telah mencapai setinggi saringan pipa pvc 4. Masukkan pasir diatas kerikil hingga mencapai 1 meter dibawah permukaan tanah 5. Masukkan adukan kedap air hingga rata dengan tanah. g. Pembuatan lantai sumur dan landasan sumur :1. Buat

cetakan pengecioran untuk lantai dari papan sepanjang

(P:172cm,L:172cm. Dengan lebar parit 14cm)

2. Buat cetakan pengecoran tumpuan pompa berupa limas 3. Pasang cetakan lantai 4. Cor dengan campuran beton 1semen: 2 pasir: 3 kerikil. 5. Atur kemiringan lantai 6. Biarkan selama tujuh hari dan basahi setiap hari, sehingga pengerigan

sempurna.7. Pasang cetakan limas terpancung 8. Cor dengan campuran beton 1semen: 2 pasir: 3 kerikil 9. Biarkan selama tujuh hari dan basahi setiap hari, sehingga pengerigan

sempurna. 10. Lepaskan baut pengikat 11. Angkat, pindahkan badan pompa dan bambu penopang 12. Tutup lubang hisap 13. Gali tanah sedalam 5cm, panjang 210cm, lebar 210 cm 14. Masukkan pasir sedalam 3cm lalu ratakan siram dengan air tanah (anonim (1), 2010). c. Pemeliharaan sumur bor (pipa) Sumur jenis ini dibor jauh ke dalam lapisan tanah yang mengandung banyak air, sehingga diperlukan peralatan berat untuk membuatnya. Sumur jenis ini dapat di buat untuk berbagai macam keperluan, karena mampu menghasilkan jumlah pemompaan air yang banyak. Seperti peralatan yang lain, sumur juga mengalami banyak keausan akibat pemompaan yang terus menerus. Tanda-tanda sumur telah mengalami keausan adalah: a. Kapasitas sumur yang secara berangsur-angsur atau penyusutan kemampuan sumur. b. Air yang dipompa bercampur lumpur atau material lain. Keausan ini disebabkan oleh karat dan kotoran-kotoran lain yang melekat, sehingga korosi ini mampu menghancurkan bahan pipa dan saringan. Pemeriksaan berkala sumur bor biasanya dilakukan 10-15 tahun setelah operasi pertama. Jika dari hasil pemeriksaan sumur menunjukan perlu diganti, maka perlu perencanaan dan persiapan yang matang. Biasanya jika sumur

menunjukan penurunan kemapuan yang berarti, pilihan melakukan pengeboran lagi lebih prioritas dari pada memperbaiki sumur yang ada (anonim (2), 2010). d. Pemeliharaan mesin pompa Pemeliharaan yang baik sesuai dengan petunjuk teknis yang ditentukan akan memperpanjang umur pakai suatu peralatan. Pada umumnya peralayn rutin yang dilaksanakan teratur akan mengurangi resiko kerusakan, sehingga menghemat biaya perawatan dalam jangka panjang. Untuk melaksanakan pemeliharaan yang baik diperlukan:a. Operator dan staf yang terlatih dan seperangkat peralatn yang memadai.

Operator ini harus mapu memberikan informasi dan tanggapan masalah yang mungkin timbul serta mampu mengatasi masalah-masalah yang timbul.b. Montir lapangan yang mampu melakukan perbaikan-perbaikan di sumur

pompa dan mampu bekerja di bengkel.c. Seperangkat peralatan yang dapat digunakan untuk melakukan perbaikan-

perbaikan rutin. Secara umum ada tiga jenis perawatan yaitu: a. Pemeliharaan rutin Pemeliharaan ini termasuk perbaikan-perbaikan kecil yang harus ilakukan oleh operator, antara lain: mengecek oli, sistem pelumas, pengencanganm baut dan lain sebagainya b. Pemeliharaan berkala merupakan kegiatan pemeliharaan berkala yang harus dilakukan oleh operator. Pemeliharaan ini biasanya ditentukan berdasarkan jam operasi peralatan. Kegiatan ini juga biasanya meliputi perbaikan-perbaikan besar yang dilakukan pada waktum pompa tidak digunakan (anonim 2010). e. Problema pengeboran dan cara mengatasi 1. Problema Pemboran : a. Bit Balling Adalah Keadaan dimana pahat terbungkus oleh gumpalan serbuk bor yang berasal dari batuan lempung (Clay) sebagai akibat dari debit pemompaan yang(2)

,

kurang memadai, serta sifat (propefties) dan tipe lumpur yang kurang mendukung sehingga serbuk bor tidak terangkat semua dan akhirnya lengket pada pahat bor. b. Hilang Lumpur (mud loss/ loss circulation) Adalah keadaan dimana Lumpur berkurang masuk di formasi, tetapi masih ada sirkulasi balik. Hal ini di sebabkan karena rongga formasi besar. c. Total Loss Circulation Adalah keadaan dimana lumpur berkurang semuanya masuk di formasi, sehingga tidak ada sirkulasi balik. Hal ini di sebabkan karena rongga formasi sangat besar (Seperti Gua) d. Stuck : Adalah keadaan dimana pipa pengeboran dan BHA (Bottom Hole Assembly) tidak bisa melanjutkan pengeboran karena ada hambatan. Hambatan dapat disebabkan oleh : Key Seat Kondisi yang disebabkan perubahan dan kemiringan lubang bor yang drastis (High dog leg Severity) Diffrential Sticking Kondisi yang terjadi karena menempelnya sebagian rangkain ke dinding lubang bor saat pipa dalam kodisi diam karena mud cake yang terbentuk terlalu tebal. Lapisan Runtuh / Dinding lubang bor gugur (Sloughing Shale) Kondisi yang disebabkan karena dinding lubang yang tidak stabil, kerusakan oleh hidrasi atau diakibatkan oleh tekanan tinggi (overpreassure) dari formasi. Tight Hole Kondisi yang disebabkan penyempitan lubang terbuka di beberapa tempat, biasanya terjadi pada batuan clay atau gumpalan batu yang diselubungi oleh clay, dimana sifat clay yang mudah mengembang setelah menyerap air dari lumpur(swelling). e. Kick Kondisi yang terjadi karena tekanan formasi lebih tingg dari tekanan hidrolik, sehingga menyebabkan volume lumpur keluar melebihi debit pompa seharusnya.

Tanda - Tanda Kick : Meningkatnya Laju Pemboran (ada drilling break) Tekanan Stand Pipe (SPP) turun saat terjadi drilling break, SPM naik. Tinggi permukaan volume lumpur dalam tangki lumpr bertambah (pit gain)

MW lebih ringan yang keluar dari lubang bor (anonim (3), 2010). 2. Cara Mengatasi Problema Pengeboran : a. Bit Balling :1.

Pompakan fluida pembersih misalnya larutan detergen Naikkan debit pemompaan sampai batas maksimum yang Kondisikan lumpur pemboran sesuai yang diinginkan,turunkan

2.3.

diijinkan. viskositas lumpur sampai bit balling hilang yaitu dengan ROP dan tekanan pompa kembali normal4.

Jika Bit balling tidak teratasi, cabut pahat sambil sirkulasi.

b. Hilang Lumpur (Mud Losses / Loss Circulation) 1. Pompakan Material Penyumbat (LCM) 2. Turunkan atau kurangi MW lumpur sampai batas yang diijinkan untuk menahan estimasi tekanan formasi. 3. Bila mud loss terus terjadi maka dapat dilakukan pencabutan pahat sampai diatas daerah loss yang diperkirakan, lalu kondisikan lumpur bor dengan menambahkan plugging material. 4. Tindakan tahap lanjut antara lain : Bentonite Diesel Oil (BDO) Bentonite Diesel Oil and Cement (BDOC), penyemenan. c. Total Loss Circulation : 1. Pompakan dan catat jumlah air kedalam sumur melalui annulus untuk menjaga tekanan hidrostatis stabil. 2. Amati lubang bor. Bila diikuti oleh kick maka lakukan tindakan Well Controll. 3. Bila tidak diikuti kick maka cabut rangkaian sampai dengan casing shoe,siapkan dan kondisikan lumpur bor dengan menambahkan plugging material sesuai perhitungan

4. Tindakan tahap lanjut antara lain: Bentonite Diesel Oil (BDO), Bentonite Diesel Oil and Cement (BDOC), penyemenan. Tindakan ini dilakukan berdasarkan kajian teknis dan biaya. 5. Bila kondisi geologi formasi yang dituju dan lubang terbuka memungkinkan, dapat dilakukan metoda blind drilling. d. Stuck : 1. Key Seat : a. Apabila ada indikasi keyseat (overpull),stop pencabutan rangkaian,turunkan kembali rangkaian,coba cabut rangkaian perlahan sambil memutar dengan batas overpull yang ringan. Kemudian lanjutkan pencabutan. b. Bersihkan lubang sebelum memulai pengeboran selanjutnya gunakanstring reamer untuk mengikis daerah terjadi key seat. c. Bila pipa terjepit dan gagal dicabut. Lakukan pemotongan pipa diatas titik jepit dan lakukan prosedur 2. Diffrential Sticking : Upaya Menghindari : a. Usahakan agar rangkaian tidak terlalu lama diam pada lubang terbuka. Lakukan Work On Pipe (WOP) sambil sirkulasi . b. Usahakan pemakaian drill collar seminimal mungkin, dianjurkan tipe Spiral atau HWDP untuk menambah WOB yangdiperlukan. c. Kondisikan sifat fluida lumpur untuk mengurangi ketebalan mud cake berlebihan dari MW, atau gunakan lumpur berbasis minyak. Cara mengatasi jepitan saat terjadi differential sticking: a. Tentukandaerah dimana diperkirakan rangkaian terjepit dengan mengunakan stretch calculation. b. Kondisikanlumpurdan turunkan berat lumpur sampai pada batas aman yangdiijinkan. c. Coba spof lubricant agent, rendam dan sirkulasi sambil

diberikan torsi dan tension pada rangkaian (working string) d. Setelah rangkaian dapat dibebaskan, usahakan rangkaian tetap berputar. Lakukan sirkulasi untuk membuang sisa free pipe agent yang terdapat didalam lubang. Lakukan reaming dan Back reaming sepanjang daerah permeable. Bila tidak berhasil. Hitung economic limit dari bicarakan ketingkat yang lebih tinggi untuk memutuskan langkah selanjutnya. 3. Lapisan Runtuh a. Stop bor, pompakanHi-vispill. b. Sirkulasi naikkan debit pompa dan naikkan berat lumpur, sambil turun-naikan rangkaian pemboran. - Untuk water based mud,naikkan salinitas dan kandungan K+ serta turunkan filtrate loss dan berat jenis lumpur. - Untuk oil based mud cukup dengan menaikkan berat jenis lumpur. c. Lakukan wash down sambil putar rangkaian dengan terus menjaqa properties lumpur. d. Lakukan pemboran denqanROP diperlambat dibanding sebelumnya. Bilaindikasi runtuh sudah tidak terjadi, lanjut bor dengan ROP optimum. e. Jika tidak mungkin dilakukan sirkulasi, gerakkan rangkaian naik turun secara perlahan. Usahakan cabut rangkaian sampai casing shoe (bila memungkinkan) 4. Tight Hole Cara mengatasi: a. Turunkan / angkat rangkaian,lakukan back ream /reaming b. Sirkulasi dengan menurunkan water loss sampai batas maksimum yang diinginkan. Apabila stuck tidak bisa dilepas maka akan dilakukan : 1. Back Off adalah usaha Pemutusan rangkaian yang berada diatas titik jepit. 2. Pemancingan/fishing job : Setelah dilakukan back off, sistim string yang

teringgal dipancing. e. Kick : Untuk Mengetahui : a. Trip Sheet ada gain b. Pit Gain pada volume pit c. Saat trip berhenti ada aliran di annulus d. Berat rangkaian bertambah dari semestinya. Cara mengatasi Kick : 1. Dilakukan Penutupan Sumur. Langkah saat pentupan sumur : - Matikan pompa, angkat rangkaian pipa bor, cek return, catat tekanan DP (SIDP) dan tekanan pipa selubung (SICP) - Laporkan tekanan tersebut pada Company Man (Drilling Supervisor) 2. Persiapan & Matikan sumur / killing well a. Perhitungan dengan Kill Sheet sesuai trajek lubang bor. b. Lakukan perhitungan/persiapan untuk mematikan sumur. 3. Tindakan ada 4 Metode : a. Metode Driller b. Metode Wait & Weight c. Metode Concurrent d. Metode Volumetrik (anonim (3), 2010).

KESIMPULAN 1. Poros pompa akan berputar apabila penggeraknya berputar. Karena poros pompa berputar impeler dengan sudu-sudu impeler berputar, zat cair yang ada di dalamnya akan ikut berputar sehingga tekanan dan kecepatanya naik dan terlempar dari tengah pompa ke saluran yang berbentuk volut atau spiral kemudian ke luar melalui nosel .2. Menurut prinsip perubahan bentuk energi yang terjadi, pompa dibedakan

menjadi : positive displacement pump, dynamic pump / sentrifugal pump.3. Gangguan-gangguan yang sering terjadi pada operasi pompa adalah

benturan air, surging dan fluktuasi tekanan.4. Macam macam pemeliharaan pada pompa: preventive maintenance,

predictive maintenance, breakdown maintenance, corrective maintenance. 5. 6. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan suatu sumur bor : diameter sumur, kedalaman sumur, screen, gravel pack, pompa. Tanda-tanda sumur telah mengalami keausan adalah: kapasitas sumur yang secara berangsur-angsur atau penyusutan kemampuan sumur, air yang dipompa bercampur lumpur atau material lain. 7. Masalah-masalah yang sering terjadi pada proses pengeboran adalah: bit balling, hilang lumpur (mud loss/ loss circulation), total loss circulation, stuck, kick.

DAFTAR PUSTAKA Anonim(1). 2010. Sumur Pompa tanggal 28 November 2011 Anonim(2). 2010. Pemeliharaan Sumur Bor Tanggal 28 November 2011

Anonim (3). 2010. Problema Pengeboran dan Cara Mengatasi tanggal 28 November 2011 Anonim (4). 2010. Pompa dan Kompresor tanggal 28 November 2011