BAB II

SISTEM TENAGA

(POWER SYSTEM)

2.1. DASAR TEORI

Sistem tenaga pada operasi pemboran terdiri dari dua sub-komponen utama,

yaitu :

1. Power Supply Equipment, yang dihasilkan oleh mesin-mesin besar yang

dikenal sebagai “Prime Mover” (penggerak utama).

2. Distribution Equipment (transmition), meneruskan tenaga yang diperlukan

untuk operasi pemboran.

Sistem transmisi dapat dikerjakan dengan salah satu dari sistem, yaitu

sistem transmisi mekanis atau sistem transmisi listrik.

2.1.1. Prime Mover Unit

Hampir semua rig menggunakan “Internal Combution Engines”.

Penggunaan mesin ini ditentukan oleh besarnya tenaga yang diperlukan untuk

pembuatan sumur yang didasarkan pada casing program dan keadaan sumur.

Tenaga yang dihasilkan prime mover berkisar antara 500 sampai dengan 5000 hp.

Letak Prime Mover tergantung dari beberapa faktor :

1. Sistem tenaga transmisi yang digunakan.

2. Ruang yang tersedia, dsb.

Prime mover dapat diletakkan di berbagai tempat yaitu :

1. Di bawah rig.

2. Di atas lantai bor.

3. Di samping (sisi rig)

a. Di atas tanah.

b. Di atas lantai bor pada struktur yang terpisah, jauh dari rig.

Jumlah unit mesin yang diperlukan :

1. Dua atau tiga, pada umumnya operasi pemboran memerlukan dua atau tiga

mesin.

3

4

2. Empat, untuk pemboran yang lebih dalam memerlukan tenaga yang lebih

besar sehingga mesin yang diperlukan dapat mencapai empat mesin. Jenis

mesin yang digunakan :

1. Diesel ( compression ) engines.

2. Gas ( spark-ignition ) engines.

2.1.2. Distribusi Tenaga Pada Rig

Rig tidak berfungsi dengan baik bila distribusi tenaga yang diperoleh tidak

mencukupi. Sebagian besar tenaga yang dihasilkan mesin, didistribusikan untuk

drawwork, rotary table dan mud pump. Disamping itu juga diperlukan untuk

penerangan, instrumen rig, engines fans, air conditioner, dan tenaga transmisi.

Tenaga transmisi oleh suatu mesin atau lebih harus diteruskan ke

komponen-komponen utama rig, yaitu sistem pengangkatan, sistem pemutar dan

sistem sirkulasi.

Pada sistem pengangkatan, kebutuhan tenaganya adalah pengangkatan oleh

tenaga dari drawwork dengan komponennya driller console. Pada sistem pemutar,

kebutuhan tenaganya adalah pemutar oleh tenaga dari rotary table. Pada sistem

sirkulasi, kebutuhan tenaganya adalah sirkulasi oleh tenaga dari mud pump dengan

komponennya degasser/centrifugal pump.

Tenaga transmsi diperoleh dari salah satu metode sebagai berikut :

- Mechanical power transmision

- Electrical power transmission

2.1.2.1. Mechanical Power Transmision

Mechanical Power Transmision (transmisi tenaga mekanik) berarti tenaga

yang dihasilkan oleh mesin-mesin harus diteruskan secara mekanis.

Proses transmisi ini dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut :

a. Tenaga yang dihasilkan oleh prime mover harus dihubungkan

bersama-sama dengan mesin-mesin yang lain untuk mendapatkan

tenaga yang mencukupi. Hal ini dilakukan dengan Hydraulic

Coupling (Torque Converters), yang dihubungkan bersama-sama

(compounded).

5

b. Tenaga ini kemudian diteruskan melalui elaborate sprocket dan

chain linking system (sistem rantai), yang secara fisik

mendistribusikan tenaga ke unit-unit yang memerlukan tenaga.

Sistem ini sekarang banyak digantikan dengan tenaga listrik

(susunan electrical power transmision).

2.1.2.2. Electrical Power Transmission

Sebagian besar drilling rig sekarang telah menggunakan sistem transmisi

tenaga listrik yang harus dialirkan melalui kabel. Pada sistem ini mesin disel

memberikan tenaga mekanik dan diubah menjadi listrik oleh generator listrik,

yang dipasang didepan block. Generator menghasilkan arus listrik, yang dialirkan

melalui kabel ke suatu “Control Unit” (kontrol kabinet).

Dari control kabinet, tenaga listrik diteruskan melalui kabel tambahan ke

motor listrik yang langsung dihubungkan ke sistem peralatan yang lain, seperti

sistem angkat, putar, sirkulasi, penerangan, dan lain-lain.

Beberapa keuntungan penggunaan electric power transmision :

1. Lebih fleksibel letaknya.

2. Tidak memerlukan rantai penghubung.

3. Umumnya lebih kompak dan portable, dan lebih mudah dikontrol.

6

2.2. DESKRIPSI ALAT

2.2.1.Nama Alat : Prime Mover Gas

Fungsi : Penghasil tenaga untuk keperluan operasi pemboran

yang disalurkan ke sistem angkat, sirkulasi, putar dan

sebagai penghasil listrik.

Mekanisme : Mekanisme alat ini sama dengan generator disel

hanya saja berbahan bakar gas. Alat ini mengubah

energi gerakan atau energi mekanik menjadi energi

listrik. Dari pembakaran yang terjadi pada silinder

yang kemudian mendorong piston yang terhubung

dengan engkol, akan menimbulkan gerakan putar.

Gerakan putar ini memutar tuas yang terbuat dari

magnet. Tuas ini di selubungi oleh kumparan kawat.

Perputaran magnet menimbulkan medan magnet yang

kemudian berubah menjadi tenaga listrik setelah

bersentuahn dengan kumparan kawat.

Gambar :

Gambar 2.7. Prime Mover Gas

(http://images.google.co.id/images? Generato

Gambar 2.1. Prime Mover Gas

(http://en.wikipedia.org/wiki/Prime_mover_%28locomotive%29)

7

Spesifikasi :

Tabel II-1.

Spesifikasi Prime Mover Gas

Engine Fits (mm) Gas engine replaces Tools

E-0062 80-85-87 825259MI 42

FSDS-2-LDR 80-85-87 825136MI 21

8

2.2.2. Nama Alat : Prime Mover Diesel

Fungsi : Penghasil tenaga dari sumber bermesin diesel untuk

keperluan operasi pemboran yang diteruskan secara

mekanik keseluruh system.

Mekanisme : Engine menghasilkan tenaga untuk memutar sprocket

dan melalui penghubung Chain menggerakkan system

pemboran yang lain.

Gambar :

Gambar 2.2. Prime Mover Diesel

free11002502Engine_As_Prime_Movershowimage.html)

9

Spesifikasi :

Tabel II-2.

Spesifikasi Prime Mover Diesel

Engine Cummins Engine, E-Model VTA28G1

Engine Rating

RPM 1800

Volts: 3-phase, 277-480

KW Standby: 500

60 Hz

Attachment

Skid Mounted Auto Start/Stop

Industrial Muffler JW Heater

Safety Shutdowns Engine Gauges

Gen. Control Panel Battery Charger

Electric Start Mechanical

Chain + Sproket Compatible

10

2.2.3.Nama Alat : Mechanical Power Transmission

Fungsi : Penghasil tenaga untuk keperluan operasi pemboran

yang diteruskan secara mekanik keseluruh system.

Mekanisme : Engine menghasilkan tenaga untuk memutar spocket

dan melalui penghubung Chain menggerakkan system

pemboran yang lain.

Gambar :

Gambar 2.3. Mechanical Power Transmission

(www.ourbargain.com/magp.htm)

11

Spesifikasi :

Tabel II-3.

Spesifikasi Mechanical Power Tranmission

Engine V 12 D398 (jacket water after cooling with radiator)

Engine rating 910 HP w/o Fan

Base Packing Caterpillar

Chain + Sproket Compatible

12

2.2.4.Nama Alat : Electrical Power Transmission

Fungsi : Menghasilkan tenaga listrik untuk menggerakkan

semua sistem pemboran.

Mekanisme : Pada sistem ini mesin diesel memberikan tenaga

mekanik dan diubah menjadi tenaga listrik oleh

generator listrik, yang dipasang di depan block.

Generator menghasilkan arus listrik, yang diallirkan

melalui kabel dan ditransmisikan ke alat lain yang

terlebih dahulu ke sesuatu “Control Unit” (kontrol

kabinet). Dari kontrol kabinet, tenaga listrik diteruskan

melalui kabel tambahan ke motor listrik yang langsung

dihubungkan ke sistem peralatan yang lain, seperti

sistem angkat, putar, sirkulasi, penerangan, dan lain-

lain.

Gambar :

Gambar 2.4. Electrical Power Transmission(http://www.rigzone.com/market/Detail.aspx?aid=12344)

13

Spesifikasi :

Tabel II-4.

Spesifikasi Electrical Power Transmission

Main

spesificationGF 820 AF 900 GF 836 ATF 450 ATC 600

Engine type MBM 820MTU

12U396MBM 836

MTU

6U396

MTU 6U

331

Power/speed

(3-DIN

6270)

830 HP

1400

RPM

900 HP

1500 RPM

460 HP

1500 RPM

420 HP

1500 RPM

600 HP

2100

RPM

Starting Pneumatic or Electric Pneumatic or Electric

Cooling Radiator RadiatorRadiator & Heat

Exchanger

Torque

converter

type

CMC-750-2

(Cardon Shaft)-

CHC-1-

480

(Hanged)

THM-600

(Hanged)

Application Stationary drilling rigs Mobile rig

Mobile

rigs or

cementing

unit

Gambar. 2.5. Generator

(www.brinkerhoff.ca/update/rig1.htm)

14

2.2.5. Nama Alat : Generator

Fungsi : Mengubah tenaga gerak menjadi tenaga listrik.

Mekanisme : Tenaga gerak dari Prime Mover memutar kumparan

yang ada dalam generator yang selanjutnya menjadi

medan magnet yang dapat berubah menjadi tenaga

listrik.

Gambar :

15

Spesifikasi :

Tabel II-5.

Spesifikasi Generator

Model Power output Power input Weight Size

Coleman

Power

Premium

6250 watt

portable

generator

10 hp

Tecumseh gas

engines

6250

maximum

watts 5000

running watts

160 pound 22,5 x 22 x 16

inch

16

2.2.6. Nama alat : Compressor

Fungsi : Fungsi utama dari Single Air Compressor adalah

untuk mendukung seluruh sistem yang lain dengan

menyediakan suatu sumber tenaga berupa udara yang

diperlukan dalam operasi pengeboran modern.

Mekanisme : Tenaga berupa udara yang dibangkitkan oleh suatu

Prime mover harus disalurkan ke bagian-bagian

pekerjaan utama dari sistem pengeboran.

Gambar :

Gambar 2.6. Compressor

(http://www.ship-technology.com/oil_servise/compressor3/.jpg)

17

Spesifikasi :

Tabel II-6.

Spesifikasi Compressor

Model

(OG22,OG33)

Dia approx

(mm)

Length approx

(mm)

Width approx

(mm)

Thickness

approx (mm)

Discharge

Capacity- 1200 52 21

Starting 15 1500 - -

18

2.3. PEMBAHASAN

Dalam suatu unit pemboran, sistem tenaga yang dipasang harus mampu

memberi distribusi tenaga yang diperlukan dalam suatu operasi pemboran yang

meliputi sistem pengangkatan, sistem putar dan sistem penerangan.

Sistem tenaga merupakan bagian utama dengan fungsi utamanya untuk

mendukung seluruh sistem yang lain dan menyediakan suatu sumber tenaga yang

diperlukan dalam operasi pemboran modern.

Sistem tenaga terdiri dari sub-komponen utama :

1. Sumber Tenaga Utama

Suatu kompleks pemboran biasanya dilengkapi dengan motor bakar besar

yang disebut sebagai “pengerak mula” yang diperlukan untuk membor

suatu sumur yang ada beberapa macam tergantung ukuran dan persyaratan

dari sumur yang dikehendaki.

Dipasang disuatu tempat, biasanya di bawah, di lantai, di samping, atau

jauh dari rig tergantung tempat pemboran berlangsung.

2. Transmisi Tenaga

Tenaga Transmisi oleh suatu mesin harus diteruskan ke komponen-

komponen utama rig, yaitu sistem pengangkatan untuk pengangkatan dan

tenaga drawwork, sistem pemutar dengan rotary table dan sistem sirkulasi

lumpur pemboran dengan tenaga mud pump.

Transmisi tenaga dari suatu penggerak mula dilakukan melalui salah satu

dari dua cara, tergantung daripada jenis motor yang digunakan. Kedua cara

tersebut adalah transmisi mekanis dan transmisi listrik.

Transmisi yang dipakai dapat menentukan bagaimana suatu kompleks

pemboran secara fisik akan diatur.

19

Jumlah motor yang digunakan pada suatu pemboran ditentukan oleh

kebutuhan tenaga yang harus dipenuhi, yang umumnya menggunakan dua motor,

tiga motor, atau empat motor berdasarkan program casing dan kedalaman

sumurnya. Dan kebanyakan sumber tenaga yang digunakan adalah sember tenaga

yang menggunakan bahan bakar motor diesel karena memiliki beberapa

keuntungan, yaitu :

1. Tidak menggunakan suatu sistem pengapian busi.

2. Motor diesel dalam penggunaannya lebih efisien sebab tenaga yang

di hasilkan lebih besar dari motor bensin, sehingga tidak ada tenaga

yang hilang saat bekerja pada kecepatan rendah.

Tetapi sekarang ini banyak juga yang menggunakan Gas Engines karena

pada operasi pemboran akan menghasilkan gas yang biasanya dibakar

dikerenakan jumlahnya yang sedikit, sekarang digunakan untuk bahan bakar

motor yang berjenis gas engines.

20

2.4. KESIMPULAN

1. Dalam suatu operasi, prime mover merupakan kebutuhan pokok, tanpa

prime mover pemboran tidak akan berjalan. Penempatan prime mover

tidak selalu sama dalam setiap rig, hal ini tergantung pada sistem transmisi

yang digunakan, disamping tempat yang tersedia dan juga jumlah mesin.

2. Penyediaan tenaga pada suatu unit pemboran harus lebih besar dari tenaga

yang diperlukan, sehingga apabila terjadi suatu hal yang di luar

perhitungan akan terpenuhi dan pemboran dapat berjalan dengan lancar

dan aman.

3. Sistem transmisi secara elektrik jauh lebih unggul daripada sistem

transmisi secara mekanis dimana keunggulan tersebut antara lain terletak

pada penempatan inti yang lebih mudah dan fleksibel, konstruksi lebih

sederhana, mudah untuk dipindah dan ditata

4. Drawwork merupakan pusat dari semua unit pemboran dimana drawwork

akan berputar jika dihubungkan dengan prime mover hingga seluruh

sistem dari unit bekerja.

5. Tenaga yang dihasilkan oleh suatu sistem tenaga pada unit pemboran,

secara prinsip harus mampu memenuhi keperluan :

Fungsi angkat

Fungsi rotasi

Fungsi pemompaan

Fungsi penerangan