BAB III

SISTEM PENGANGKATAN

(HOISTING SYSTEM)

3.1. TEORI DASAR

Operasi pemboran dengan rotary drilling, lubang bor dibuat dengan cara

memutar lubang bor dengan memutar bit (pahat) dengan diberi tekanan dari atas

sehingga bit mampu melubangi batuan yang dilaluinya. Bit yang berputar ini

digerakkan oleh drill string (rangkaian pipa bor).

Kemajuan teknologi sudah demikian pesat sehingga kegiatan pemboran

minyak dapat dilakukan di darat, rawa-rawa, lepas pantai maupun laut dalam.

Semua operasi pemboran ini dapat dimungkinkan dan ditunjang oleh peralatan

yang saling menunjang satu dengan yang lain.

Sistem peralatan yang terdapat pada suatu rotary drilling terbagi menjadi

dua bagian yaitu sistem utama dan penunjang.

Khusus untuk sistem pengangkatan (hoisting system) merupakan salah satu

komponen peralatan pemboran, yang berfungsi untuk memberikan ruang kerja

yang cukup untuk pengangkatan dan penurunan drill string dan casing kedalam

lubang bor selama operasi pemboran berlangsung.

Sistem pengangkatan memegang peranan penting mengingat bahwa

sistem ini adalah sistem yang mendapat atau mengalami beban yang paling besar,

baik beban secara vertikal maupun beban horizontal. Beban vertikal berasal dari

beban menara, drillstring (drill pipe dan drill collar), casing string, tegangan dead

line, tegangan dari fast line serta tegangan dari block-block. Sedangkan beban

horizontal berasal dari tiupan angin serta drill pipe yang disandarkan pada menara.

Beban yang disebabkan oleh tiupan angin ini sangat mempengaruhi beban sistem

pengangkatan pada saat pemboran berlangsung dilepas pantai (off shore), seperti

dilapangan laut utara dimana kecepatan angin sangat besar sekali.

Sistem pengangkatan ini terdiri dari dua sub komponen utama, yaitu :

1. Struktur Penyangga (Supporting Structure) yang dikenal dengan nama

“rig” yang meliputi antara lain :

a. Drilling tower (Derick atau Mast).

b. Substructure.

c. Rig floor.

2. Peralatan pengangkatan (Hoisting equipment)

a. Drawwork.

b. Overhead tool (Crown Block, Travelling Block, Hook, Elevatore).

c. Drilling line.

3.1.1. Struktur Penyangga (Supporting Structure)

Struktur pengangga (rig) adalah konstruksi menara kerangka baja

yang ditempatkan diatas titik bor, berfungsi untuk menyangga perlatan

pemboran. Struktur penyangga terdiri dari :

Substructure.

Lantai bor (floor).

Menara pemboran (drilling tower) yang ditempatkan diatas struktur dan

lantai bor.

3.1.1.1. Substructure

Substructure adalah konstruksi kerangka baja sebagai platform

yang dipasang langsung diatas titik bor. Substructure memberikan ruang

kerja bagi peralatan dan pekerja diatas dan dibawah lantai bor. Tinggi

substructure ditentukan oleh jenis rig dan ketinggian blow out preventer

stock. Substructure mampu menahan beban yang sangat besar yang

ditimbulkan oleh derrick atau mast, peralatan pengangkatan meja putar,

rangkaian pipa bor (drill pipe, drill collar dan sebagainya) dan beban

casing.

3.1.1.2. Lantai Bor (rig)

Lantai bor diatas substructure yang berfungsi untuk :

Menampung peralatan-perlatan pemboran yang kecil-kecil.

Tempat berdirinya menara.

Mendudukan drawwork.

Tempat driller dan rotary helper (roughneck).

Bagian ini penting dalam perhitungan kedalaman sumur karena

titik nol pemboran dimulai dari lantai bor.

Susunan Lantai bor terdiri dari :

Rotary table :

memutar rangkaian pipa bor (drillpipe, drill collar, bit).

Rotary drive :

meneruskan (memindahkan) daya dari drawwork ke meja putar

(rotary table).

Drawwork :

merupakan “hoisting mechanism” pada rotary drilling rig.

Drillers console :

merupakan pusat instrumentasi dari rotary drilling rig.

Make-up and break-out tongs :

kunci-kunci besar yang digunakan untuk menyambung/melepas

bagian-bagian drill pipe dan drill collar.

Mouse hole :

lubang dekat rotary table pada lantai bor, dimana drill pipe

ditempatkan pada saat dilakukan penyambungan dengan kelly dan

rangkaian pipa bor.

Rat hole :

lubang dekat kaki menara pada lantai bor dimana kelly ditempatkan

pada saat berlangsung “cabut pasang pipa” (round trip).

Dog house :

merupakan rumah kecil yang digunakan sebagai ruang kerja driller dan

penyimpanan alat-alat kecil lainnya.

Pipe ramp (V-ramp) :

merupakan jembatan penghubung antara catwalk dengan rig floor,

berfungsi sebagai lintasan pipa bor yang ditarik ke lantai bor.

Cat walk :

merupakan jembatan penghubung antara pipe rack dengan pipe ram,

berfungsi untuk menyiapkan pipa yang akan ditarik ke lantai bor lewat

pipe ramp.

Hydraulic cathead :

digunakan untuk menyambung dan melepas sambungan jika dipasang

drillpipe yang besar atau drill collar akan ditambahkan atau

dikurangkan dari drill stem pada saat “perjalanan” masuk atau keluar

dari sumur bor.

3.1.1.3. Menara Pemboran (Drilling Tower)

Fungsi utama menara adalah untuk mendapatkan ruang vertikal

yang cukup untuk menaikkan dan menurunkan rangkaian pipa bor dan

casing ke dalam lubang bor selama operasi pemboran berlangsung. Oleh

karena itu tinggi dan kekuatannya harus disesuaikan dengan keperluan

pemboran.

Menara ini jika dilihat dari keempat sisinya, konstruksi berbeda.

Sisi dimana drawwork berada selalu berlawanan dengan pipe ramp

maupun pipe rack.

L.C.Moore,Ideco Worl Field, National Card Well, mengemukakan

bahwa ada dua tipe menara :

1. Tipe standart Derrick.

2. Tipe Portable Mast.

Bagian-bagian menara yang penting :

Gine pole :

merupakan tiang berkaki dua atau tiga yang berada di puncak menara,

berfungsi untuk memberikan pertolongan pada saat menaikkan dan

memasang crown block (gine pole hanya dipasang menara tipe

standard).

Water table :

merupakan lantai di puncak menara yang berfungsi untuk mengetahui

bahwa menara sudah berdiri tegak.

Cross bracing :

berfungsi untuk penguat menara, ada yang berbentuk K dan X.

Tiang menara :

merupakan empat tiang yang berbentuk menara, berbentuk segi tiga

sama kaki, berfungsi sebagai penahan terhadap semua beban vertikal

dibawah menara dan beban horizontal (pengaruh angin dsb).

Girt :

merupakan sabuk menara, berfungsi sebagai penguat menara.

Monkey board platform, berfungsi sebagai :

- Tempat kerja bagi para derrickman pada waktu cabut atau

menurunkan rangkaian pipa bor.

- Tempat menyandarkan bagian rangkaian pipa bor yang kebetulan

sedang tidak digunakan (pada saat dilakukan cabut pipa).

3.1.1.3.1. Menara Tipe Standart (Derrick)

Jenis menara ini tidak dapat didirikan dalam satu unit, tetapi

sistem pendiriannya disambung satu-persatu (bagian-bagian). Demikian

jika dipindah harus melepas dan memasang bagian-bagian tersebut,

kecuali untuk jarak yang tidak terlalu jauh dapat digeserkan. Menara jenis

ini banyak digunakan untuk pemboran dalam, dimana membutuhkan lantai

yang luas untuk tempat pipa, pemboran ditengah-tengah kota, daerah

pegunungan dan pemboran di lepas pantai dimana tidak tersedia cukup

ruang untuk mendirikan satu unit penuh.

3.1.1.3.2. Menara Tipe Portable (Mast)

Jenis menara ini posisi berdirinya dapat vertikal atau hampir

vertikal, terdiri dari bagian yang dikaitkan satu sama lain dengan las atau

sekrup (biasanya terdiri dari dua tingkat), tipe menara ini dapat didirikan

sebagai unit menara penuh, menara ditahan oleh teleskoping dan diperkuat

oleh tali yang ditambatkan secara tersebar. Tipe menara ini jika

dibandingkan dengan menara standart mempunyai kelebihan, karena lebih

murah, mudah dan cepat untuk mendirikannya, serta biaya transportnya

murah, tetapi penggunaannya terbatas pada pemboran yang dangkal.

3.1.2. Peralatan Pengangkatan (Hoisting Equipment)

3.1.2.1. Drawwork

Drawwork merupkan otak dari suatu unit pemboran, karena

melalui drawwork ini seorang driller melakukan dan mengatur operasi

pemboran, sebenarnya drawwork merupakan suatu sistem transmisi yang

kompleks, sebagai gambaran adalah seperti sistem transmisi pada mobil

(gear bock). Drawwork akan berputar bila dihubungkan dengan prime

mover (mesin penggerak).

Konstruksi drawwork tergantung dari beban yang harus dilayani,

biasanya didesain dengan horse power (HP) dan kedalaman pemboran,

dimana kedalaman disini harus disesuaikan dengan ukuran drill pipenya.

Drawwork biasanya ditempatkan dekat meja putar, fungsi utama

drawwork adalah untuk :

1. Meneruskan tenaga dari prime mover (power system) ke rangkaian

pipa bor selama operasi pemboran berlangsung.

2. Meneruskan tenaga dari prime mover ke rotary drive.

3. Meneruskan tenaga dari prime mover ke catheads untuk menyambung

atau melepas bagian-bagian rangkaian pipa bor.

Komponen-komponen utama drawwork terdiri dari :

1. Revolling drum :

merupakan suatu drum untuk menggulung kabel bor (drilling line).

2. Breaking system :

terdiri dari rem mekanis utama dan rem pembantu hidrolis atau listrik,

berfungsi untuk memperlambat atau menghentukan gerakan kabel bor.

3. Rotary drive :

berfungsi untuk meneruskan tenaga dari drawwork ke meja putar.

4. Catheads :

berfungsi untuk mengangkat atau menarik beban-beban ringan pada rig

floor dan juga berfungsi untuk menyambung atau melepas sambungan

pipa bor.

3.1.2.2. Overhead Tool

1. Crown Block :

merupakan kumpulan roda yang ditempatkan pada puncak menara

(sebagai block yang diam).

2. Traveling Block :

merupakan kumpulan roda yang digantung di bawah crown block, di

atas lantai bor (sebagai block yang bergerak naik-turun).

3. Hook :

berfungsi untuk menggantungkan swivel dan rangkaian pipa bor

selama operasi pemboran berlangsung.

4. Elevator :

merupakan klem (penjepit) yang ditempatkan (digantungkan) pada

salah satu sisi travelling block atau hook dengan elevator links,

berfungsi untuk menurunkan atau menaikkan pipa bor dari lubang bor.

3.1.2.3. Drilling Line

Drilling line sangat penting dalam operasi pemboran karena

berfungsi untuk menahan atau menarik beban yang diderita oleh hook.

Untuk menghindari kecelakaan yang mungkin terjadi karena keausan

maka dibuat “cut off program”. Cut of program ini dibuat berdasarkan

kekuatan kabel terhadap tarikan dan dinyatakan dengan ton line yang

diderita kabel.

Beban-beban berat yang diderita oleh drilling cable terjadi pada

saat :

- Cabut dan masuk drill string (round trip).

- Pemasangan casing (running casing).

- Operasi pemancingan (fishing job).

Susunan drilling line terdiri dari :

a. Reveed “drilling line” :

tali yang melewati roda-roda crown block dan roda-roda travelling

block.

b. Dead line :

tali tidak bergerak yang ditambatkan pada substructure (tali mati).

c. Dead line anchor :

biasanya ditempatkan berlawanan (berseberangan dengan drawwork,

diklem pada substructure).

d. Storage or supply :

biasanya ditempatkan pada jarak yang dekat dengan

3.2.13. Nama Alat : Pipe Ramp (V-Ramp)

Fungsi : Sebagai lintasan Drill Pipe yang akan ditarik keRig

Floor

Mekanisme : Ketika drill pipe di taruh di catwalk,drill pipe di bawa

oleh Pipe Ramp (V-Ramp) ke rig floor.

Gambar :

Gambar 3.13. Pipe Ramp (V-Ramp)

(http://www.worldoils.com/landrigs/rig258.php)

Pipe v-rams

Spesifikasi :

Tabel III-13. Spesifikasi Pipe Ramp (V-Ramp)

General Casing Total weight:

23,148 lbs.

(10,500kg.) Speed, belt:

25.98 in./sec (660 mm/sec)

Length: 55.7 ft. (17 m) Tail-in telescope speed:

25.98 in./sec (660 mm/sec)

(telescope retracted)

Capacity

Tail-in telescope:

20.35 ft. (6.2 m) Drill pipe: Any size

Drill pipe Drill collar:

up to 8

Speed, belt:

25.98 in./sec

(660 mm/sec)

Casing: up to 20

Tail-in telescope speed:

25.98 in./sec

(660 mm/sec)

Max. load: 7,716 lbs. (3,500 kg)

Drill Collar

Power

Speed, belt:

25.98 in./sec

(660 mm/sec)

Electrical: 110/230V - 50/60 Hz

Tail-in telescope speed:

25.98 in./sec

(660 mm/sec)

Hydraulic: 210 bar - 200 I/min

3.2.14. Nama Alat : Pipe Rack

Fungsi : Untuk meletakkan pipa-pipa pemboran sebelum

digunakan

Mekanisme : Pipa-pipa diletakkan di pipe rack sebelum dibawa

oleh pipe ramp ke rig floor

Gambar :

Gambar 3.14. Pipe Rack

( http://www.garneau-ind.com/oilfield_equipment.html)

Spesifikasi :

Tabel III-14. Spesifikasi Piperack Crane

Technical Data

Travelling Speed 30 m/min (98 ft/min)

Lifting Speed 20 m/min (65 ft/min)

Telescopic Speed 20 m/min (65 ft/min)

Travelling Length 41.3 m (135 ft/min)

Telescopic Length 4.6 m (15 ft/min)

Lifting Capacity

6.0 mT x 11.4 m (+/- 0.5 m eccentric) (6.6 tons x 37.4 ft +/- 1.6 ft eccentric) 2.5 mT

x 16.0 m (+/- 3 m eccentric) (2.8 tons x 52 ft +/-10 ft eccentric) (Distance from

center of jib)

Tabular Length 3.5 – 14.6 m (11.5-48 ft)

Tabular Diameter 2 7/8” -30”

Twist greeper claws 2 7/8” -30”

Installed weightApprox. 30 mT (incl. rail, gripper)(33

tons)

3.2.15. NamaAlat : Substructure

Fungsi : Substructure adalah konstruksi kerangka baja

sebagai platform yang dipasang langsung diatas

titik bor. Substructure memberikan ruang kerja

bagi peralatan dan pekerja di atas dan bawah lantai

bor.

Mekanisme : Prinsip kerja substructure hanyalah berupa tempat

diletakkannya peralatan atau instrumen yang

diperlukan selama operasi pemboran berlangsung

dan sebagai tempat dilaksanakan kegiatan yang

berkenaan dengan operasi pemboran.

Gambar :

Gambar 3.15. Substructure

(www.offshore - technology.com/projects/sakhalin/images/sak5.jpg)

Spesifikasi :

Tabel III-15. Spesifikasi Substructure

Type

Casing CapacitySetback

CapacityFloor Height Clear Heigt

Matric

to

1000

lbs

Metric

to

1000

lbsM Ft M Ft

S900R 900 2000 600 1325 11,6 38,0 10,1 33,5

TypeMatric

to

1000

lbs

Metric

to

1000

lbsM Ft M Ft

S500-R

500 1100 320 705

10,0 32,7 8,4 27,5

S500-R 7,5 24,6 6,0 19,8

S500-1 7,5 24,6 5,9 19,4

S400-R400 885 250 550

7,5 24,6 6,0 19,7

S400 6,9 22,6 5,4 18,0

S320-R320 705 200 440

6,9 22,6 5,4 17,7

S320 6,7 22,0 5,4 18,0

S200-R200 440 125 275 5,0 16,4 3,8 12,5

S200

S125-R125 275 80 176 4,2 13,78

3,9 12,9

S125 3,4 11,4

3.2.16. Nama Alat : Driller Console

Fungsi : Driller console memberikan informasi tentang :

1. Mud pump

2. Tekanan pompa

3. Tenaga putar untuk alat pemutar

4. Kecepatan putaran

5. Tenaga putaran untuk tongs

6. Berat beban yang digantung ( mengukur berat beban )

Mekanisme : Memberikan semua informasi tentang pemboran yang

diperlukan oleh driller dan krunya.

Gambar :

Gambar 3.16. Driller Console

(www.electroflowcontrols.com)

Spesifikasi :

Tabel III-16. Spesifikasi Driller Console

Presure range

Standart service gauge

Salt water service gauge

Corrosive fluid gauge

Illuminated gauge

Shipping wt.24 lb.

Shipping wt.48 lb.

Shipping wt.48 lb.

Shipping wt.24 lb.

0-1000 psi0-3000 psi0-5000 psi0-6000 psi0-70 kg/cm2

0-150 kg/cm2

0-210 kg/cm2

0-350 kg/cm2

0-70 atmos0-150 atmos0-210 atmos0-350 atmos

2559 – 12559 – 32559 – 52559 – 62559 – 22559 – 112559 – 42559 – 72559 – 102559 – 82559 – 92559 – 12

19965 – 119965 – 319965 – 519965 – 619965 – 219965 – 1119965 – 419965 – 719965 – 1019965 – 819965 – 919965 – 12

19990 – 119990 – 319990 – 519990 – 619990 – 219990 – 1119990 – 419990 – 719990 – 1019990 – 819990 – 919990 – 12

20679 – 120679 – 320679 – 520679 – 620679 – 220679 – 1120679 – 420679 – 720679 – 1020679 – 820679 – 920679 – 12

3.2.17. Nama Alat : Hydraulic Cathead

Fungsi : Untuk menyambung dan melepa sambungan jika dipasang

drill pipe yang besar atau drill collar akan ditambahkan

atau dikurangkan dari drill stem pada saat “perjalanan”

masuk atau keluar dari sumur bor.

Mekanisme : Memberikan tenaga beupa tarikan untuk mengencangkan

sambungan pipa. Dihubungkan dengan tang melalui tali.

Gambar :

Gambar 3.17.Hydraulic Cathead

(www.oilfield-auction.com)

- Spesifikasi :

Tabel III-17. Spesifikasi Hydraulic Cathead

Type Mounting Port. No Length

Weight

(lbs)Line pull

lbs@100psi

36 Spinin

g Hub36S-KH-CAT-001 28 “ 225 800

36 Spinin

g Unirvesal36S-AK-CAT-001 28 “ 225 800

36 Spinin

g Direct36S-AD-

CAT-001/2 28 “ 225 800

36 Spinin

g Hub36S-MN-CAT-001 28 “ 225 800

36 Spinin

g Universal36S-MK-CAT-001 28 “ 225 800

36 Spinin

g Direct36S-MD-CAT-001 28 “ 225 800

3.2.18. - Nama Alat : Rotary Drive

- Fungsi : Meneruskan daya putar searah jarum jam dari

drawwork ke meja putar.

- Mekanisme : Rotary drive dihubungkan dengan sprocket dan chain

ke drawwork dan rotary table.

- Gambar :

Gambar 3.18. Rotary Drive

(www.directindustry.com/prod/fohr.287.html)

Spesifikasi :

Tabel III-18. Spesifikasi Rotary Drive

Items TSL 100 TSL 160

Morse of centre hole MT2 MT2

Dia of centre hole 20X8 25X6

Max workload (Hor.) 20 100

Max workload (Vert.) 10 50

N.W 7 8

G.W 8 30

3.3. PEMBAHASAN

Sistem pengangkatan ( hoisting system ) merupakan salah satu komponen

utama dari peralatan pemboran.

Fungsi utama dari sistem pengangkatan adalah menyediakan ruang kerja

yang cukup untuk pengangkatan dan penurunan rangkaian pipa bor dan peralatan

lainnya

Salah satu komponen yang paling pokok pada suatu sistem pengangkatan

adalah menara (derrick). Jenis - jenis menara yang akan digunakan dipengaruhi

oleh kedalaman sumur.

Rig merupakan konstruksi rangka baja yang dikait di ladang pemboran.

Digunakan untuk mendukung rangkaian peralatan sistem pemutar untuk membor

lubang.

Sistem pengangkat merupakan peralatan khusus yang mengangkat,

menurunkan dan menggantung batang bor (seperti pipa bor, drill collar, dsb) dan

mata bor di dalam lubang sumur.

Prinsip kerja substructure hanyalah berupa tempat diletakkannya peralatan

atau instrumen yang diperlukan selama operasi pemboran berlangsung dan

sebagai tempat dilaksanakan kegiatan yang berkenaan dengan operasi pemboran.

Drilling line sangat penting dalam operasi pemboram karena berfungsi

untuk menahan atau menarik beban yang diderita oleh hook.

Menara tipe standart dengan tipe portable dibedakan karena sistem

pendiriannya.

Pada tipe standart disambung satu persatu sehingga tidak perlu ruang kerja

yang luas, sedang type portable langsung didirikan dalam keadaan utuh (biasanya

dalam dua tingkat).

Pada tipe portable kelebihannya yaitu lebih murah, mudah dan cepat

pendiriannya, sedang kekurangannya yaitu memerlukan ruang kerja yang cukup

luas dan hanya dapat digunakan pada pemboran dangkal.

3.4. KESIMPULAN

1. Drawwork merupakan otak atau suatu sistem transmisi yang kompleks

dari suatu unit pemboran karena lewat drawwork, seorang driller

mengatur dan melakukan operasi pemboran.

2. Konstruksi drawwork tergantung dari beban yang harus dilayani,

biasanya didesain dengan horse power (HP) dan kedalaman

pemboran, dimana kedalaman disini harus disesuaikan dengan ukuran

drillpipenya.

3. Tenaga fungsi angkat dari motor, melalui : transmisi ke drawwork,

drilling cable, dan sistem takel yang terdiri dari crown block dan

travelling block, diteruskan ke rangkaian pipa bor.

4. Tenaga untuk fungsi angkat harus mampu melayani pemboran sampai

kedalaman limit pada kondisi ekonomis.

5. Sistem pengangkat terdiri atas struktur penyangga yang berisi derrick,

mast, substructure, dan rig floor.

6. Tinggi substructure ditentukan oleh jenis rig dan ketinggian blow-out

preventer stock. Substructure mampu menahan beban yang sangat

besar, yang ditimbulkan oleh derrick atau mast, peralatan

pengangkatan, meja putar rangkaian pipa bor (drillpipe, drillcolar dan

sebagainya) dan beban casing.