metode artificial lift dengan menggunakan esp.docx

8/10/2019 METODE ARTIFICIAL LIFT DENGAN MENGGUNAKAN ESP.docx

1/65


2/65

ABSTRAK

Proses pengangkatan fluida dari dalam sumur ke permukaan terdiri dari beberapametode, antara lain sumur sembur alam (natural flow) dan sumur sembur buatan

(artificial lift). Sumur sembur alam adalah sumur yang mengangkat fluida reservoir daridasar sumur ke permukaan dengan kemampuan alamiah tekanan formasi (naturalflow). Apabila tekanan formasi sudah mulai mengecil sehingga tidak dapat untukmengangkat fluida ke permukaan, maka baru dilakukan pengangkatan buatan Salahsatu jenis pengangkatan buatan yang bisa dilakukan adalah metode ElectricSubmersible Pump (ESP).

Unit Electric Submersible Pump mempunyai dua bagian utama, yaitu: Peralatan diatas permukaan (Surface Hole Equipment ESP) yang terdiri dari wellhead, junction box,switchboard, transformer dan Peralatan di bawah permukaan (Down Hole EquipmentESP) yang terdiri dari Motor Listrik, Protector, Gas separator, Pump intake, Pompa,Electric Cable, Check Valve, Bleeder Valve dan Centralizer.

Sistem kerja dari Electric Submersible Pump ini adalah dengan mengalirkanenergi listrik dari transformer (step down) melalui switchboard. Pada switchboard,semua kinerja dari Electric Submersible Pump (ESP) dan kabel akan dikontrol ataudimonitor. Kemudian energi listrik akan diteruskan dari switchboard ke motor melalauicable yang diletakkan di sepanjang tubing dari rangkaian ESP.

ESP banyak digunakan terutama pada sumur-sumur produksi lepas pantai(offshore) karena ESP merupakan metode produksi yang cukup efisien dan efektifuntuk sumur miring, sumur yang memiliki Indek Produktivitas (PI) yang tinggi, sertasumur-sumur dalam.


3/65

LEMBAR PENGESAHAN

METODE ARTIFICIAL LIFT DENGAN MENGGUNAKAN ESP (ELECTRIC

SUBMERSIBLE PUMP)

Oleh :

Suyono

NIM : 070051

Disahkan,

Indramayu Nopember 2010

Dosen Pembimbing

Yayuk Sri Lestari, ST


4/65

RIWAYAT HIDUP

Data Pribadi

N a m a : Suyono

Program Studi : Teknik Perminyakan AKAMIGAS

BALONGAN

Tempat & Tanggal Lahir : Sukaramai, 04 Desember 1989

Jenis kelamin : Laki - laki

Agama : Islam

Alamat Rumah : Talang Lado RT.07, Desa PasarTerusan, Kecamatan Muara Bulian,Kabupaten Batang HariJambi.

No. Telepon / Handphone : 081274278531

Email : [email protected]

Pendidikan Formal

SD Negeri 8/1 Pematang V Suku ( 19962002 )

SMP Negeri 6 Batang Hari ( 20022005 )


5/65

SMA Negeri 2 Batang Hari ( 20052008 )

Kuliah Jurusan Teknik Perminyakan Diploma 3 di

Akamigas Balongan, Indramayu

(2008-sekarang)

Pendidikan Non Formal

Kursus Bahasa Inggris di I3T Indramayu 2009-Sekarang

Pengalaman Organisasi

Anggota Paskibra SMA Negeri 2 Batang Hari 2007

Pendid ikan dan Pelatihan

Pelatihan Geologi Akamigas Balongan 2009

Pelatihan Kimia Dasar I & II Akamigas Balongan 2009

Pelatihan Fisika Dasar I & II Akamigas Balongan 2009

Certificate Seminar The Indonesian Pipeline Technology 2008 (ITB) 2008

Certificate Peserta Stadium General LPG Manufakturing Process and

Operations (AKAMIGAS BALONGAN)

Certificate Peserta Stadium General Pengolahan Limbah Industri

Migas (AKAMIGAS BALONGAN).

2008

2009

Kegiatan Dan Praktek Lapangan

Kunjungan Lapangan Museum Geologi Bandung 2008

Kunjungan Lapangan Laboratorium PT. Pertamina UP VI Balongan

Kunjungan Lapangan Taman Bramanta PT. Pertamina EPREGION JAWA

2009


6/65

2009

Kunjungan Lapangan Museum Perminyakan, TMII Jakarta

Kunjungan Lapangan Sumur KRE-02 (Karang Enggal)

PT. Pertamina Drilling Serfice Indonesia

Kujungan Lapangan Kamojang Geotermal Pertamina Energi

2009

2009

2010

Demikianlah daftar riwayat hidup ini saya buat dengan sebenar-benarnya.

Hormat Saya,

Penulis


7/65

KATA PENGANTAR

Puji syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan segala

rahmatnya sehingga Penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek ini tapat pada

waktunya.

Laporan kerja praktek yang berjudul Metode Artificial Lift Dengan Menggunakan

Electric Submersible Pump di PT. Pertamina Unit Bisnis Ep Lirik Provinsi Riaulaporan

ini disusun guna untuk memenuhi persyaratan kerja praktek serta melengkapi kurikulum

di jurusan Teknik Perminyakan Akademi Minyak dan Gas Balongan Indramayu.

Dalam penyelesaiian laporan ini penulis banyak dibantu oleh berbagai pihak,

karena itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih

kepada:

1. Ibu Ir. Hj. Hanifah Handayani, selaku Ketua Yayasan Bina Islami.

2.

Bapak Drs. Nahdudin Islami, selaku Direktur Akamiogas Balongan Indramayu.

3. Ibu. Yayuk Sri Lestari, ST selaku Dosen Pembimbing Akademik.

4. Dosen-dosen Akamigas Balongan yang telah membimbing dan memberi ilmu kepada

kami.

5. Bpk. Ir. M. Firdaus S, selaku Asman Ops Prod Distrik I Unit Bisnis Pertamina EP Lirik.

6. Bpk. Ferry Adrians Edward selaku Pengawas Utama Distrik I.

7. Bpk. Heri Prayogo selaku Pengawas Utama Perencanaan Produksi.

8. Bpk. Ricko Andito selaku Pengawas Pasilitas Produksi.

9. Bpk. Feries Asmi Ertanto selaku Pengawas Produksi.

10. Bpk. Ridarnis selaku Staf Produksi.


8/65

11. Bpk. Sukimin Selaku Operator PPP Sei Karas.

12. Bpk. Sukardi Radi Selaku Operator Manifold dan SPU.

13. Seluruh staff SDM Pertamina EP Lirik.

14. Terima kasih kepada semua Driver yang sudah mengantarkan penulis ke Lapangan

sumur produksi, sumur injeksi, SPU, PPP dan ke pump shop.

15. Kedua orang tua yang telah memberikan dukungan penuh kepada penulis.

16. Puji Lestari yang telah membantu penulis ketika kerja praktek hingga penyelesaian

laporan.

17.

Teman - teman yang telah membantu serta memberikan dukungan kepada penulis

hingga laporan kerja praktek ini selesai.

Indramayu, Nopember 2010

Penulis


9/65

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL...................................................................................................................... i

ABSTRAK............................................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN..................................................................................... iii

LEMBAR PERSEMBAHAN................................................................................. iv

RIWAYAT HIDUP................................................................................................... v

KATA PENGANTAR............................................................................................. ix

DAFTAR ISI............................................................................................................. x

DAFTAR GAMBAR................................................................................................ xv

DAFTAR LAMPIRAN............................................................................................. xiv

BAB I PENDAHULUAN.................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang................................................................................ 1

1.2. Tema Kerja Praktek........................................................................ 2

1.3. Tujuan Kerja Praktek..................................................................... 2

1.3.1. Tujuan Umum.................................................................... 2

1.3.2. Tujuan Khusus................................................................... 3

1.4. Manfaat............................................................................................. 3

1.4.1. Bagi Perusahaan............................................................... 3

1.4.2. Bagi Program D3 Jurusan Teknik Perminyakan Akamigas Balongan 4

1.4.3. Bagi Mahasiswa................................................................. 4

BAB II TINJAUAN TEORI................................................................................... 5


10/65

2.1. Sejarah Singkat ESP..................................................................... 5

2.2... Pengetian Umum Pompa ESP ................................................... 6

2.3. Syaratsyarat Pemilihan Pompa ESP...................................... 6

2.4. Keuntungan dan Kerugianpenggunaan pompa ESP............ 7

2.4.1.. Keuntungan......................................................................... 7

2.4.2.. Kerugian............................................................................... 7

2.5... Peralatan Atas Permukaan........................................................... 8

2.5.1. Wellhead................................................................................ 8

2.5.2. Junction Box......................................................................... 9

2.5.3. Switchboard / Motor Controller........................................... 9

2.5.4. Transformer........................................................................... 9

2.6... Peralatan Bawah Permukaan...................................................... 10

2.6.1. Pompa.................................................................................... 10

2.6.2. Intake (Gas separator)......................................................... 11

2.6.3. Protektor................................................................................. 14

2.6.4. Motor....................................................................................... 15

2.6.5. Elektric cable......................................................................... 16

2.6.6. Pressure Sensing Instrument Unit................................... 16

2.7. Prinsip Kerja ESP............................................................................ 16

BAB III. METODELOGI PENELITIAN................................................................. 18

3.1. Metode Interview ........................................................................... 18

3.2. Metode Observasi........................................................................... 18

3.3. Study Literature .............................................................................. 19

BAB IV GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN................................................... 20


11/65

4.1... Sejarah Singkat Perusahaan....................................................... 20

4.2... Visi dan Misi Unit Bisnis Pertamina EP Lirik............................. 21

4.2.1.. Visi......................................................................................... 21

4.2.2.. Misi......................................................................................... 21

4.3... Letak Geografis................................................................................ 22

4.4... Keadaan Geologi............................................................................ 23

4.4.1.. Tatanan Geologi.................................................................. 24

4.4.2.. Stratigrafi dan Lithologi ..................................................... 25

4.5... Sejarah Produksi............................................................................ 27

4.6... Health, Safety and Environment.................................................. 28

BAB V. PEMBAHASAN........................................................................................ 31

5.1... Pengertian Electric Submersible Pump..................................... 31

5.2... Peralatan Electric Submersible Pump........................................ 33

5.2.1.. Peralatan di Atas Permukaan .......................................... 33

5.2.1.1. Wellhead (Tubing Head)...................................... 33

5.2.1.2. Junction Box ......................................................... 34

5.2.1.3. Switchboard........................................................... 36

5.2.1.4. Transformer............................................................ 37

5.2.2.. Peralatan di Bawah Permukaan ..................................... 38

5.2.2.1. Motor listrik.............................................................. 38

5.2.2.2. Protektor.................................................................. 42

5.2.2.3. Gas separator dan Pump intake......................... 45

5.2.2.4. Pompa..................................................................... 48


12/65

5.2.2.5. Electric Cable......................................................... 53

5.2.2.6. Check Valve........................................................... 55

5.2.2.7. Bleeder Valve......................................................... 55

5.2.2.8. Centralizer.............................................................. 56

5.3... Prinsip Kerja Electric Submersible Pump.................................. 57

BAB VI KESIMPULAN.......................................................................................... 59

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


13/65

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 4.1 Peta Area Unit Bisnis Pertamina EP Lirik............................... 23

Gambar 4.2 Peta Central Sumatra Basin...................................................... 24

Gambar 4.3 Tatanan Geologi Cekungan Sumatra Tengah....................... 25

Gambar 4.4 Semboyan H.S.E......................................................................... 30

Gambar 5.1 Rangkaian ESP........................................................................... 32

Gambar 5.2 Wellhead....................................................................................... 34

Gambar 5.3 Junction Box................................................................................. 35

Gambar 5.4 Switchboard.................................................................................. 37

Gambar 5.5 Transformer................................................................................... 38

Gambar 5.6 Motor Listrik................................................................................... 42

Gambar 5.7 Protector......................................................................................... 43

Gambar 5.8 Gas Separator dan Pump Intake............................................... 47

Gambar 5.9 Pompa............................................................................................ 48

Gambar 5.10 Impeller........................................................................................ 49

Gambar 5.11 Diffuser........................................................................................ 52

Gambar 5.12 Flat Cable dan Round Cable................................................... 54

Gambar 5.13 Bleeder Valve dan Check Valve............................................. 56

Gambar 5.14 Centralizer................................................................................... 57

DAFTAR LAMPIRAN


14/65

1. Tabel kegiatan kerja praktek pada minggu pertama

2. Tabel kegiatan kerja praktek pada minggu kedua

3. Tabel kegiatan kerja praktek pada minggu ketiga

4. Tabel kegiatan kerja praktek pada minggu keempat


15/65

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Guna mengangkat fluida formasi dari suatu reservoir sampai ke permukaan

dibutuhkan suatu sumur produksi. Sumur produksi ini mempunyai fungsi untuk

mengalirkan fluida dari reservoir ke dasar sumur, kemudian dialirkan ke permukaan.

Proses pengangkatan fluida dari dalam sumur ke permukaan terdiri dari beberapa

metode, antara lain sumur sembur alam dan ada yang di bantu dengan pengangkatan

buatan yang sering disebut sumur sembur buatan (artificial lift). Sumur sembur alam

(natural flow) adalah sumur yang mengangkat fluida reservoir dari dasar sumur ke

permukaan dengan kemampuan alamiah tekanan formasi. Apabila tekanan formasi

sudah mulai mengecil sehingga tidak dapat untuk mengangkat fluida ke permukaan,

maka baru dilakukan pengangkatan buatan. Salah satu jenis pengangkatan buatan

yang bisa dilakukan adalah metode Electric Submersible Pump (ESP).

Pertama kali Electric Submersible Pump (ESP) dilakukan di Indonesia oleh Caltex

sekitar tahun 1960, kemudian sejak tahun 1969 mulai digunakan oleh perusahaan-

perusahaan minyak di dunia hingga sekarang.

Peralatan pompa listrik submersible terdiri dari Pompa Sentrifugal, Intake,

Protector dan motor listrik. Unit ini ditenggelamkan di dalam cairan hidrokarbon pada

sumur minyak, di sambungkan dengan coupling dan motornya dihubungkan dengan

kabel ke permukaan dengan Switchboard dan Transformer.


16/65

ESP biasanya dipakai untuk laju produksi 200 - 2500 STB/hari, walaupun dapat

digunakan untuk produksi sampai 95.000 STB/hari. ESP umumnya dipakai di sumur-

sumur miring di daerah lepas pantai. Di daratan hanya dipakai untuk laju produksi di

atas 2000 STB/hari karena pompa angguk akan lebih ekonomis untuk sumur dengan

laju produksi rendah.

1.2. Tema Kerja Praktek

Tema yang akan diambil dalam kerja praktek ini adalah ESP ( ELECTRIC

SUBMERSIBLE PUMP)

1.3. Tujuan Kerja Praktek

Adapun tujuan yang hendak dicapai sehubungan dengan pelaksanaan kerjapraktek ini adalah sebagai berikut :

1.3.1. Tujuan Yang Bersifat Umum

1. Mengetahui informasi mengenai gambaran pelaksanaan pekerjaan perusahaan atau di

institusi tempat kerja praktek berlansung.

2. Menerapkan ilmu pengetahuan yang didapat dari bangku perkuliahan.

3. Untuk meningkatkan daya kreativitas, dan keahlian.

4. Mengetahui, mengenali dan memahami cara kerja Electrical Submersible Pump yang

ada di lokasi.

1.3.2. Tujuan Yang Bersifat Khusus

1. Untuk mengetahui metode pemilihan pompa ESP

2. Untuk mengetahui proses operasi ESP dilapangan


17/65

3. Untuk mengetahui komponen utama ESP dan spesifikasi tools yang digunakan pada

perusahaan yang bersangkutan.

4. Untuk memahami dan mengerti tentang ESP

1.4. Manfaat

1.4.1. Bagi Perusahaan

1. Perusahaan dapat memanfaatkan tenaga mahasiswa yang kerja praktek dalam

membantu menyelesaikan tugas-tugas untuk kebutuhan di unit-unit kerja yang relevan.

2.

Dapat diperoleh informasi mengenai kerja praktek dan dapat dipergunakan untuk

pengambilan langkah selanjutnya.

3. Perusahaan mendapatkan alternatif calon karyawan pada spesialisasi yang ada pada

perusahaan tersebut.

4. Menciptakan kerjasama yang saling menguntungkan dan bermanfaat antara

perusahaan tempat kerja praktek dengan jurusan teknik perminyakan AKAMIGAS

BALONGAN.

1.4.2. Bagi Program D3 Jurusan Teknik Perminyakan Akamigas Balongan

1. Sebagai sarana pemantapan keilmuan bagi mahasiswa dengan mempraktekkan

didunia kerja.

2. Sebagai sarana untuk membina kerjasama dengan perusahaan di bidang perminyakan.

1.4.3. Bagi Mahasiswa

1. Dapat mengenal secara dekat dan nyata kondisi dilingkungan kerja.

2. Dapat mengaplikasikan keilmuan mengenai teknik perminyakan yang diperoleh

dibangku kuliah dalam praktek dan kondisi kerja yang sebenarnya.


18/65

3. Dapat memberikan kontribusi yang positif terhadap perusahaan tempat mahasiswa

kerja praktek.


19/65

BAB II

TINJAUAN TEORI

2.1. Sejarah Singkat ESP

Pada tahun 1911, seorang kelahiran Rusia bernama Armais Arutunoff

menemukan teknologi motor listrik yang ditenggelamkan di dalam cairan air sebagai

penggerak pompa air (centifugal) untuk kepentingan militer setelah peperangan selesai,

Arutunoff membuat single stage centrifugal pump yang digerakkan oleh motor listrik

untuk kepentingan pertambangan, tidak lama kemudian, dibuat multi stage pump

(pompa bertingkat banyak) dimana motor listriknya ikut ditenggelamkan di dalam cairan.

Sejak saat itu muncul teknologi pengangkatan buatan untuk memompakan cairan dari

dalam sumur ke permukaan dengan pompa centrifugal bertingkat banyak (multi stage)

dengan nama REDA Pump.

REDA singkatan dari Russian Electro Dynamo of Arutonoff. Setelah lebih dari 90

tahun sejak pertama kali Armais Arutunoff menemukan metode ESP ini, sekarang ESP

dipergunakan hampir diseluruh dunia dengan hasil yang sangat memuaskan. Selama

kurun waktu tersebut telah banyak berkembang perusahaan-perusahaan yang

membuat ESP dan dilakukan upaya-upaya penyempurnaan serta pengembangan baik

dalam hal pemilihan dan penggunaan material, metalurgi, teknologi, daya tahan serta

kemampuan produksinya. Semua itu dilakukan dalam usaha untuk mencapai kinerja

optimal dari system operasional ESP.

2.2. Pengertian Umum Pompa ESP


20/65

Electric Submersible Pump adalah pompa yang dibuat atas dasar pompa

centrifugal bertingkat (stage) banyak dimana setiap tingkat mempunyai impeller, bagian

berputar yang fungsinya memberikan kecepatan terhadap cairan yang dipompakan dan

diffuser adalah bagian yang diam berfungsi mengubah tenaga yang berupa kecepatan

tinggi menjadi kecepatan rendah tetapi memiliki tenaga tinggi. Pompa ESP secara

keseluruhan dari pompa dan motornya ditenggelamkan ke dalam cairan, pompa ini

digerakkan dengan motor listrik melalui suatu poros motor (shaft) yang memutar sudu-

sudu impeller pompa. Perputaran sudu-sudu itu menimbulkan gaya sentrifugal yang

digunakan untuk mendorong fluida ke permukaan.

2.3. Syarat-syarat Pemilihan Pompa ESP

1. Tekanan formasi rendah

2. Laju produksi antara 200 - 60.000 STB/day

3. Produktivity index masih tinggi

4. Sumur tidak mempunyai problem kepasiran

5. Tersedia peralatan ESP

2.4. Keuntungan dan Kerugian penggunaan pompa ESP

2.4.1. Keuntungan

1. Dapat beroperasi pada kecepatan tinggi.

2. Mampu memompa fluida dalam jumlah besar.

3. Dapat memisahkan gas yang mungkin mengganggu proses pengisapan.

4. Sesuai dipergunakan pada sumur-sumur yang mempunyai PI tinggi.
http://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.htmlhttp://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.htmlhttp://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.htmlhttp://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.htmlhttp://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.htmlhttp://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.htmlhttp://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.htmlhttp://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.htmlhttp://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.htmlhttp://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.htmlhttp://suyonowarso.blogspot.com/2011/01/kerja-praktek-di-riau.html


21/65

5. Sesuai dipasang pada sumur-sumur miring karena tidak ada bagian-bagian yang

bergerak baik di permukaan maupun di dalam sumur.

6. Panas yang ditimbulkan oleh putaran motor akan mengatasi masalah paraffin dan fluida

yang viscositasnya tinggi pada temperatur yang rendah.

7. Biaya peralatan relative kecil jika dibandingkan dengan laju produksi yang diperoleh.

2.4.2. Kerugian

1. Biaya Pertama pemasangan ESP relatif lebih mahal dibanding dengan system artificial

lift yang lain

2.

Kurang baik pada sumur yang memiliki problem kepasiran

3. Pada sumur produksi dengan reservoir yang tidak kompak dimana akibat dari

pemompaan dengan rate dan kecepatan yang tinggi, bisa menyebabkan pasir terlepas

dari sedimennya dan masuk ke dalam pompa sehingga pompa mengalami abrasi.

4. Pada sumur yang saturated reservoir (reservoir jenuh) dengan tekanan lapisan di

bawah tekanan saturasi maka gas dalam cairan yang dipompakan bisa menurunkan

efisiensi pompa dan bisa terjadi gas locking.

5. Menimbulkan emulsi yang diakibatkan dari perputaran impeller pompa yang tinggi.

6. Mempercepat terjadinya water conning. Akibat dari pemompaan dengan rate yang

tinggi maka akan memacu terjadinya water conning. terutama pada perforasi yang

dekat dengan water oil contact.

2.5. Peralatan di Atas Permukaan

2.5.1 Wellhead


22/65

Wellhead atau kepala sumur adalah tempat duduk menggantungnya tubing di

dalam sumur. Wellhead yang digunakan untuk instalasi ESP tidak sama dengan

wellhead untuk sumur sembur alam ataupun sumur yang menggunakan artificial lift

lainnya tetapi disesuaikan dengan keperluan.

Wellhead dilengkapi dengan tubing hanger khusus yang mempunyai lubang untuk

kabel pack off, wellhead juga dilengkapi dengan seal agar gas tidak bocor ke

permukaan.

2.5.2. Junction Box

Junction box berfungsi sebagai pengaman terhadap bahaya kebakaran dan

peledakan. Alat ini dipasang di permukaan di antara kepala sumur dan switchboard

untuk alasan keamanan. Junction box di buat tahan terhadap cuaca dengan bahan

pelat baja, serta mempunyai kawat grounding. Prosedur letak pemasangan terhadap

well head dan switch board juga diatur dalam recomended best practice.

2.5.3. Switchboard / Motor Controller

Switchboard adalah panel kontrol kerja di permukaan saat pompa bekerja yang

dilengkapi dengan motor controller, overload dan underload protection juga ammeter

chart yang berfungsi mencatat arus motor bekerja. Ampere chart ini merupakan bagian

yang sangat penting untuk memberikan informasi tentang kejadian pada motor dalam

sumur.

Fungsi utama dari switchboard adalah:

1. Untuk mengontrol kemungkinan terjadinya downhole problem seperti: overload atau

underload current.

2.Auto restart underload pada kondisi intermittent well.


23/65

2.5.4. Transformer

ESP motor mempunyai kapasitas horse power, ampere dan voltage yang

beragam. Tegangan yang dibutuhkan untuk mengoperasikan ESP motor berkisar

antara 7.200 13.800 volt. Alasan pemberian tegangan input tinggi adalah untuk

mendapatkan ampere yang rendah pada jalur transmisi sehingga tidak diperlukan kabel

yang besar, karena selain harganya mahal juga tidak praktis. Tegangan input yang

tinggi akan diturunkan dengan menggunakan step-down tranformer sampai dengan

tegangan yang dibutuhkan oleh motor.

2.6. Peralatan Bawah Permukaan

2.6.1. Pompa

Pompa dipasang menggantung pada tubing dengan menggunakan tubing hanger.

Pompa yang dipakai adalah jenis pompa centrifugal multi stage, satu stage terdiri dari

satu impeller dan satu diffuser. Impeller terkunci pada sumbu pompa (shaft), sedangkan

diffuser dipress pada housing pompa dengan compression sub jumlah stage yang

dipasang pada setiap pompa akan berkorelasi langsung dengan kapasitas head (head

capacity) dari pompa tersebut.

Dalam pemasangan di lapangan dapat menggunakan lebih dari satu pompa yang

biasanya disebut tandem. Sedangkan banyaknya pompa yang dipasang akan

bervariasi dua atau tiga tergantung dari head capacity yang dibutuhkan untuk menaikan

fluida dari dasar sumur ke permukaan.


24/65

Untuk mengoptimalkan kerja pompa, pompa diletakkan 300 ft di bawah tinggi

cairan. Pompa sangat sensitive terhadap rate fluida yang masuk, jika beban cairan

yang masuk ke pompa berkurang maka akan menyebabkan arus listrik menurun,

kondisi ini disebut underload dan pompa akan mati. Penyebab underload adalah

masuknya gas yang berlebihan sehingga beban pompa menjadi lebih ringan (gas

locking). Dan sebaliknya apabila beban pompa menjadi lebih berat dari keadaan awal

maka akan menyebabkan arus meningkat (overload). Overload ini biasanya disebabkan

oleh naiknya laju produksi atau juga karena scale yang terbawa ke pompa.

2.6.2. Intake (Gas separator)

Dipasang di bawah pompa dimana cara menyambung sumbunya memakai

coupling. Intake dirancang untuk mengurangi volume gas yang masuk ke dalam pompa

gas separator.

Hasil yang berupa gas akan dialirkan menuju annulus dan dialirkan ke flow line

lewat casing valve, sedangkan cairan akan mengalir ke pompa melalui tubing ke

permukaan. Cairan yang telah mengalami proses pemisahan tidak 100% murni cairan

tetapi masih mengandung gas tergantung dari kemampuan gas separator tersebut.

Bila sumur tidak banyak mengandung gas cukup menggunakan standar intake.

Intake merupakan saluran masuknya fluida dari dasar sumur ke pompa menuju ke

permukaan.

1. Standar Intake

Digunakan untuk sumur produksi dengan GRL rendah. Jumlah gas yang masuk ke

intake harus kecil dari 10 15 % dari total volume fluida. Intake mempunyai lubang

untuk tempat masuknya fluida ke pompa, dan di bagian luarnya dipasang selubung


25/65

(screen) yang berguna untuk menyaring partikel masuk ke intake sebelum masuk ke

pompa.

2. Rotary Gas Separator

Dapat memisahkan gas sampai 90% dan dipasang untuk sumur sumur dengan

GRL tinggi, tidak direkomendasikan untuk sumursumur yang abrasive.

Cara pemisahan gas dari fluida berlansung dimana fluida memasuki gas separator

langsung menuju bagian bawah inducer yang berbentuk ulir. Dibagian ini fluida akan

mengalami kenaikan tekanan dan mendorong ke atas memasuki sudu pemutar

(centrifuge) dan akibat adanya gaya centrifugal maka gas akan memisahkan diri dari

cairan. Akibat dari terpisahnya gas, maka cairan akan mempunyai masa jenis yang

lebih besar dan akan terlempar ke dinding, sedangkan gas yang lebih ringan akan

bergerak ke atas sepanjang sudu pemutar menuju pemisah aliran.

3. Static Gas Separator

Static Gas Separator atau sering disebut Reverse Gas Separator, mampu

memisahkan gas hingga 20% dari fluidanya. Fluida yang masuk melalui screen akan

mengalami proses pencekikan (throting), sehingga fluida tersebut akan mengalami

penurunan tekanan.

Pada tahap pertama ini sebagian gas yang terlarut dalam cairan akan terlepas dan

selanjutnya akan mengalami pembalikan arah aliran ke bawah menuju ke pick up

impeller yang ada pada gas separator tersebut. Impeller ini berfungsi sebagai pemutar

dan sekaligus pengangkatan fluida ke atas. Putaran impeller akan menimbulkan proses

turbulensi pada fluida dan proses centrifugal, dimana cairan akan terlempar ke luar


26/65

sedangkan gasnya akan tetap berada di pusaran sekitar sumbu, bersamasama gas

dan cairan bergerak ke atas.

Cairan diarahkan masuk ke pompa sedangkan gas yang diarahkan keluar menuju

annulus melalui lubang yang berada di bagian atas separator. Dengan demikian

diharapkan pada saat fluida memasuki stage pompa, fluida mempunyai masa jenis

yang relative lebih tinggi dengan kondisi sebelum mengalami pemisahan.

2.6.3. Protector

Protector (reda) sering disebut juga dengan seal section (centrilif) atau equalizer.

Protector diisi dengan oil yang memiliki nilai tahanan tinggi karena jika nilai tahanan

rendah maka akan mengantarkan arus listrik dan akan menyebabkan terhubungannya

antara phase dengan ground (body), sehingga akan menyebabkan motor terbakar.

Secara prinsip protector mempunyai empat fungsi utama, yaitu:

1. Untuk melindungi tekanan dalam motor dari tekanan di annulus.

2. Menyekat masuknya fluida sumur ke dalam motor.

3. Tempat duduknya thrust bearing yang mempunyai bantalan axial dari jenis marine type

untuk meredam gaya axial yang ditimbulkan oleh pompa.

4. Memberikan ruang pada pengembangan dan penyusutan minyak motor sebagai akibat

perubahan temperature dari motor pada saat bekerja dan saat dimatikan.

2.6.4. Motor

Jenis motor pompa ESP adalah motor listrik dua kutub, tiga fasa yang diisi minyak

pelumas khusus yang mempunyai tahanan listrik (elektrik strength). Motor dipasang

paling bawah pada rangkaian dan motor digerakan oleh arus listrik yang dikirim melalui

kabel dari permukaan.


27/65

Motor berfungsi untuk menggerakan pompa dengan mengubah tenaga listrik

menjadi tenaga kinetik. Motor dibagi menjadi dua bagian pokok, yaitu:

1. Rotor

Rotor adalah gulungan kabel haltist yang berputar. Yang sering dipergunkan

adalah motor induksi, dimana rotor dibuat dari besi pejal silindris 1 feet panjangnya

yang dipasang di shaft menggunakan key.

2. Stator

Stator adalah gulungan kabel halus yang stasioner dan menempel pada badan

motor. Stator menginduksi aliran listrik dan mengubah menjadi tenaga putaran pada

rotor, dengan berputarnya rotor maka poros (shaft) yang berada di tengahnya akan ikut

berputar, sehingga poros yang saling berhubungan akan ikut berputar pula (poros

pompa, intake dan protector).

2.6.5. Electric cable

Kabel listrik yang digunakan adalah jenis 3 konduktor. Dilihat dari jenisnya ada 2

jenis, yaitu: flat cable dan round cable type. Kabel berfungsi sebagai media penghantar

arus listrik dari switchboard sampai motor ESP dalam sumur.

2.6.6. Pressure Sensing Instrument Unit

Pressure sensing Instrument Unit atau PSI mempunyai dua komponen utama,

yaitu:

1. PSI Down Hole Unit

Dipasang di bawah motor type upper atau center tandem karena alat ini

dihubungkan pada sambungan wye dari electric motor yang seolah olah bagian dari

motor.


28/65

2. PSI Surface Hole Unit

Merupakan bagian dari system yang mengontrol kerja down hole unit serta

mengambil informasi dari down hole unit.

2.7. Prinsip kerja Electric Submersible Pump (ESP)

Berdasarkan prinsip kerja pompa centrifugal dengan sumbu putar tegak lurus.

Pompa centrifugal adalah mesin hidroulis dengan jalan memutar cairan melalui Impeller

pompa, Impeller akan mendorongnya masuk, sebagai akibat proses centrifugal maka

fluida tersebut akan terlempar ke luar dan diterima oleh diffuser, oleh diffuser tenaga

kinetic akan diubah menjadi tenaga potensial (tekanan), maka dengan demikian

terjadilah proses pengisapan.


29/65

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Dalam melaksanakan kerja praktek, mahasiswa diharapkan mampu melakukan studi kasus,

yaitu mengangkat suatu kasus yang dijumpai di tempat kerja praktek menjadi suatu kajian sesuai

dengan bidang keahlian yang ada, ataupun melakukan pengamatan terhadap kerja suatu proses

atau alat untuk kemudian dikaji sesuai dengan bidang keahlian yang dimiliki.

Untuk mendukung kerja praktek dan kajian yang akan dilakukan, maka dapat dilakukan

beberapa metode pelaksanaan, antara lain :

3.1. Orientasi Lapangan

Dengan cara melihat langsung ke lapangan maupun ke pump shop tentang bentuk dan

fungsi dari setiap peralatan yang digunakan baik peralatan yang ada di permukaan maupun

peralatan di bawah permukaan.Bedasarkan pengamatan itulah penulis mendapatkan data data

yang akan menjadi sumber tambahan data dalam pembuatan laporan.

3.2. Metode Wawancara

Yaitu dengan cara bertanya ataupun berkonsultasi langsung dengan pembimbing lapangan

maupun dengan operator yang bersangkutan untuk mendapatkan data yang ada di tempat kerja

praktek.

3.3. Study Literature

Yaitu dengan cara menelaah hand book atau sumber-sumber lain yang berhubungan

dengan topik yang diambil, baik literatur dari perusahaan maupun dari luar perusahaan sebagai

bahan tambahan dalam penyusunan laporan.


30/65

BAB IV

GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN

4.1 Sejarah Singkat Perusahaan

Unit bisnis pertamina EP Lirik adalah perusahaan yang beroperasi di lapangan

Lirik. Lapangan ini pertama dikelola oleh SVPM (Standard Vaccum Petroleum MIJ)

yang berkantor di sungai Gerong, Palembang, Sumatra Selatan dan berkantor pusat di

26thBroadway, New York City, NY, USA. Kegiatan ekplorasi dimulai pada tahun 1925,

pemboran ekplorasi pertama dilakukan pada tahun 1936. Sumur pertama yang

menghasilkan minyak adalah sumur LR-003. Pada tanggal 31 maret 1941 dilakukan

test awal pada sumur LS-10 dan menghasilkan minyak 850 BOPD dengan kadar air

30%.

Tahun 1959 SVPM berubah nama menjadi PT. Stanvack Indonesia. Pada tanggal

28 November 1983 lapangan Lirik (Japura Block) dikembalikan ke Pertamina, yang

meliputi Struktur molek, Sago, Lirik, Belimbing, Andan, Ukui, Pondok dan Pulai. Mulai

tanggal 1 April 1994 Struktur Sago oleh Pertamina telah diserahkan ke J.O.B.

Pertamina-Lirik Petroleum (pada tahun 2006 diubah menjadi UBEP Lirik) dengan

perjanjian kontrak Enhanced Oil Recovery dengan masa kontrak yang berakhir pada

bulan Maret tahun 2006.

Pada Oktober 2009 lapangan milik Pertamina EP field Lirik diserahkan

operasionalnya kepada UBEP Lirik sehingga Struktur yang dikelola meliputi Struktur

Sago, Lirik dan Molek Pada Distrik 1 serta Struktur Ukui, Andan, South Pulai, dan North

Pulai pada Distrik II. Pada Distrik 1 terdapat 25 sumur produksi yang menggunakan


31/65

Sucker Rod Pump (SRP) dan 52 sumur produksi yang menggunakan Electrical

Submersible Pump (ESP). Sedangkan pada Distrik II terdapat 11 sumur produksi yang

menggunakan Sucker Rod Pump (SRP) dan 17 sumur produksi yang menggunakan

Electrical Submersible Pump (ESP). Sehingga total sumur produksi yang dikelola oleh

Unit Bisnis Pertamina EP Lirik berjumlah 107 sumur produksi.

4.2 Visi dan Misi Unit Bisnis EP Lirik

4.2.1 Visi

Menjadi Entitas Bisnis Yang Unggul, Maju dan Terpandang Dalam Mewujudkan

PEP Word Class.

4.2.2 Misi

Melakukan usaha di bidang MIGAS yang berwawasan lingungan.

Merupakan entitas bisnis yang dikelola secara profesional, kompetitif dan berdasarkan

tata nilai unggulan yang ditetapkan PT. PERTAMINA EP.

Memberikan nilai tambah lebih bagi stake holder.

4.3 Letak Geografis

Lapangan yang dikelola oleh Unit Bisnis Pertamina EP Lirik merupakan bagian

dari struktur anticlin yang disebut Lirik Trend dengan panjang dari barat laut sampai

tenggara 50 Km dan lebar 10 Km. Berlokasi di Provinsi Riau yang berjarak 140 Km

arah tenggara Pekanbaru dan 200 Km Barat Laut arah Jambi yang secara geografis

terletak pada 0017 LS dan 102

016 BT. Wilayah kerja perisahaan meliputi tiga

kabupaten, yaitu Indragiri Hulu (InHu), Pelawan dan Siak. Pada Kab.InHu beroperasi di


32/65

kecamatan Lirik tepatnya di 7 Desa, yaitu Desa Japura, Gudag Batu, Lirik Area, Seko

Lubuk Tiga, Banjar Malam dan Redang Seko. Pada Kab. Pelawan beroperasi di Desa

Ukui, Pangkalan Lesung, Dusun Tua, Merbau, Sorek, Dundangan, Teratang, Manuk,

Palas, Kemang dan Pangkalan Kerinci yang terletak di Kecamatan Ukui, Pangkalan

Kuras dan Bunut. Sedangkan pada Kab. Siak terdapat Terminal Buatan di Desa Buatan

II Kecamatan Koto Gasip.

Gambar 4.1 Peta Area Unit Bisnis Pertamina EP Lirik


33/65

4.4 Keadaan Geologi

Daerah Operasi Unit Bisnis Pertamina EP Lirik pada dasarnya termasuk dalam

Central Sumatra Basin (Cekungan Sumatra Tengah) yang dibatasi oleh Asahan Arch

(Tinggian Asahan) dan Tiga Puluh Arch (Tinggian Tigapuluh) seperti yang terlihat pada

gambar berikut.

Gambar 4.2. Peta Central Sumatra Basin


34/65

4.4.1 Tatanan Geologi

Kerangka Geologi Cekungan Sumatra Tengah dimulai dengan fase rifting yang

memungkinkan untuk sedimentasi suatu lapisan formasi seperti terlihat di gambar

tatanan geologi berikut.

Gambar 4.3 Tatanan Geologi Cekungan Sumatra Tengah

Proses sedimentasi batuan tersebut melalui proses trasgresipada zaman Tersier.

Fasa transgresi dimulai dari Oligocene hingga Miocene yang menghasilkan Formasi

Kelesa, Lakat, Tualang dan Telisa, sedangkan fasa regresi dimulai dari pertengahan


35/65

Miocene sampai dengan Pleistosen yang menghasilkan Formasi Nilo dan Kerinci.

Lapangan Sago termasuk ke dalam Formasi Lakatdan Formasi Tualang.

4.4.2 Stratigrafi dan Lithologi

Formasi lapisan batuan yang ditembus pada proses pengeboran lapangan yang

dikelola Unit Bisnis Pertamina EP Lirik dari formasi yang tertua ke yang muda (lapisan

bawah ke atas) sebagai berikut.

1. Formasi Lakat

Formasi Lakat dibagi menjadi dua, satuan atas dan satuan bawah. Bagian bawah

terletak tidak selaras di atas Formasi Kelesa dan terkadang menunjukkan overlaving

kuat. Satuan ini terdiri dari batu pasir berbutir halus hingga berbutir kasar, terdapat

serpih abu-abu sebagai interbed. Ketebalan maksimum didapatkan di pusat graben

dengan suplai sedimen dari Utara ke Selatan. Bagian atas terdiri dari channel batu pasir

dan dataran banjir menipis ke arah Barat.

2. Formasi Tualang

Formasi Tualang berumur Miosen Awal. Formasi ini terdiri dari serpih, Glauconit

dan Lanau yang diendapkan dari dataran pantai hingga lingkungan marine.

Sedimentasi menipis ke arah barat dan tenggara.

3. Formasi Telisa

Seperti halnya di daerah lain di Cekungan Sumatra Tengah, formasi Telisa terdiri

dari serpih. Di daerah penelitian hampir seluruhnya dicirikan oleh serpih Globigerina

dengan bagian top ditandai dengan kemunculan batu Gamping. Top formasi ini terdapat

pada kedalaman 220 m di bawah permukaan laut.


36/65

4. Formasi Binio

Formasi Binio terletak di bawah formasi Korontji, di daerah penelitian formasi Binio

dicirikan oleh lempung serpihan. Top formasi Binio diperkirakan sekitar 100 m di bawah

permukaan laut.

4.5 Sejarah Produksi

Daerah operasi UBEP LIRIK pada Oktober 2009 bertambah seiring dengan

penggabungan denghan Pertamina EP Field Lirik. Daerah operasi Lirik berada di

bagian selatan dan tengah dari Cekungan Sumatra Tengah dari Cekungan Sumatra

Tengah, kira-kira 140 Km arah tenggara Pekanbaru dan 200 Km Barat Laut arah Jambi.

Area ini merupakan bagian dari struktur anticlin yang disebut Lirik Trend dengan

panjang dari barat laut sampai tenggara 50 Km dan lebar 10 Km.

Sebelum bergabung wilayah operasi UBEP LIRIK hanya meliputi struktur Sago.

Lapisan penghasil minyak dari struktur ini adalah lapisan batupasir dari Formasi

Tualang dan Formasi Lakat. Kedua Formasi tersebut berumur Miosen Tengah dengan

lingkungan pengendapan deltaic. Formasi Lakat lebih bersih lapisan batupasirnya bila

dibandingkan dengan Formasi Tualang. Eks Pertamina EP Field Lirik mempunyai

wilayah kerja sebagai berikut ; Struktur Molek, Struktur Lirik, Struktur Andan,Struktur

South Pulai, Struktur North Pulai, dan struktur Ukui. Lapisan penghasil minyak dari

struktur-struktur ini adalah lapisan batupasir dari Formasi Telisa, Formasi Tualang,

Formasi Lakat dan Formasi Kelesa yang terbentuk pada waktu miosen tengah dan

akhir miosen.


37/65

Mekanisme pendorongan minyak di reservoir pada umumnya adalah water drive.

Untuk memproduksikan minyak digunakan Sucker Rod Pump dan Electric Submersible

Pump. Usaha mempertahankan tekanan reservoir, telah dilaksanakan dengan injeksi

air pada Struktur Sago, Struktur Lirik, Struktur Ukui, dan Struktur North Pulai.

4.6 Health, Safety and Environment

Menjaga harmoni dengan lingkungan hidup dilakukan dengan menerapkan

kebijakan Health, Safety and the Enviroment (Kesehatan, Keselamatan dan

Lingkungan-HSE) yang konsisten. Sangatlah disadari kegiatan Pertamina EP

khususnya Pertamina UBEP Lirik sangat berisiko tinggi terhadap aspek HSE, serta

perkembangan sosial masyarakat di sekitar kegiatan. Resiko tinggi ini timbul karena

digunakannya bahan-bahan yang mudah terbakar, meledak dan beracun. Kesalahan

dalam pengendalian operasi dapat menimbulkan insiden, penyakit akibat kerja,

pencemaran lingkungan, dan gangguan kelangsungan operasi perusahaan. Itu semua

tentu akan menurunkan daya saing dan citra perusahaan.

Karena itu penerapan aspek HSE secara sempurna adalah keniscayan bagi

perusahaan berkelas dunia. Untuk mencapai HSE Operating Excellence di Pertamina

EP khususnya Pertamina UBEP Lirik, perusahaan memiliki perangkat yang disebut

Sistem Manajemen HSE (SM HSE). Ini adalah sistem pengelolaan HSE yang

terintegrasi dengan kegiatan operasi, agar berjalan aman, andal, efisien dan

berwawasan lingkungan. HSE ini merupakan bagian integral dari keseluruhan sistem

manajemen perusahaan.


38/65

Penerapan HSE di seluruh kegiatan operasi Pertamina EP khususnya Pertamina

UBEP Lirik dan mitra usaha hanya salah satu dari lima strategi yang diterapkan.

Strategi lainnya adalah: pembinaan HSE bagi pekerja, pembudayaan HSE,

pengintegrasian teknologi HSE dengan kegiatan EP dan peningkatan citra Pertamina

UBEP Lirik dalam aspek HSE.

Oleh sebab itu setiap kegiatan yang berhubungan dengan operasional pemboran,

work over& work service maupun produksi di Pertamina UBEP Lirik diwajibkan

memakai peralatan pengaman (safety tool) dalam area lokasi, agar tidak terjadi

kecelakaan insiden yang tidak disengaja yang dapat menyebabkan luka-luka di tubuh

atau bahkan cacat tubuh. Kita menyadari setiap kegiatan operasional sangatlah

berbahaya dan mungkin saja terjadi kecelakaan apabila tidak berhati-hati dan cermat,

karena kita berkontak langsung dengan alat-alat berat yang berada dilapangan. Dan

bukan tidak mungkin apabila terjadi kecelakaan dilapangan maka kegiatan operasional

akan terganggu dan terhambat sehingga akan memakan waktu yang lebih lama.

Tentulah sangat merugikan dalam keekonomisannya.

Untuk menerapkan sistem ini di Pertamina UBEP Lirik maka terdapat semboyan

Tak Ada Kebahagian & Kesejahteraan tanpa Keselamatan & Kesehatan Kerja

hari ini. No Tolerance for Accident, Incident and Pollution.


39/65

Gambar 4.4 Semboyan H.S.E.


40/65

BAB V

PEMBAHASAN

Dalam pelaksanaan kerja praktek di Unit Bisnis Pertamina EP Lirik ini tedapat dua

jenis artificial lift, diantaranya yaitu ESP (Electric Submersible Pump) dan SRP (Sucker

Rod Pump), penulis dapat melihat peralatan surface maupun subsurface dari kedua

artificial lift ini baik di lapangan maupun di pump shop serta beberapa proses kegiatan

produksi yang ada di Unit Bisnis Pertamina EP Lirik. Laporan kerja praktek ini hanya

membahas mengenai bagian-bagian dari ESP, fungsi dari masing-masing alat dan

prinsip kerja dari ESP itu sendiri.

5.1. Pengertian Electric Submersible Pump

Electric Submersible Pump adalah sebuah rangkaian pompa yang terdiri dari

banyak tingkat (multi stage) dengan motor yang dibenamkan di dalam fluida dan

menggunakan aliran listrik dari permukaan. Electric Submersible Pump merupakan

artificial lift dengan harga yang cukup mahal dibandingkan dengan pengangkatan

buatan lainnya, akan tetapi dapat menghasilkan pengembalian biaya dengan cepat oleh

karena kemampuannya untuk menghasilkan laju produksi yang tinggi.

Sistem kerja dari Electric Submersible Pump ini adalah dengan mengalirkan

energi listrik dari transformer (step down) melalui switchboard. Pada switchboard,

semua kinerja dari Electric Submersible Pump (ESP) dan kabel akan dikontrol atau

dimonitor. Kemudian energi listrik akan diteruskan dari switchboard ke motor melalaui

cable yang diletakkan di sepanjang tubing dari rangkaian ESP.


41/65

Selanjutnya, melalui motor, energi listrik akan dirubah menjadi energi mekanik

yaitu berupa tenaga putar. Putaran akan diteruskan ke protector dan pump melalui shaft

yang dihubungkan dengan coupling. Pada saat shaft dari pompa berputar, impeller

akan ikut berputar dan mendorong fluida yang masuk melalui pump intake atau gas

separator ke permukaan.

Gambar 5.1 Rangkaian ESP

5.2. Peralatan Electric Submersible Pump

Unit Electric Submersible Pump mempunyai dua bagian utama , yaitu peralatan di

atas permukaan (Surface Hole Equipment ESP) dan peralatan bawah permukaan

(Down Hole Equipment ESP).

5.2.1 Peralatan di Atas Permukaan


42/65

Peralatan di atas permukaan meliputi wellhead, junction box, switchboard, dan

transformer.

5.2.1.1 Wellhead (Tubing Head)

Wellhead (Tubing Head) dilengkapi dengan tubing hanger khusus yang

mempunyai lubang untuk cable pack-off atau penetrator. Cable pack-off ini biasanya

tahan sampai tekanan 3000 psi.

Tubing Head digunakan untuk menggantungkan tubing string pada casing head.

Tubing head mempunyai packing element (karet yang mempunyai lubang-lubang

tempat ESP cable). Karena ini menjaga agar fluida tidak ke luar dari casing dan agar

tidak terjadi kebocoran (Flowing).

Wellhead juga harus dilengkapi dengan seal agar tidak bocor pada lubang untuk

kabel dan tulang. Wellhead didesain untuk tahan terhadap tekanan 500 psi sampai

3000 psi.

Wellhead


43/65

Gambar 5.2 Wellhead

5.2.1.2 Junction Box

Junction box ditempatkan di antara kepala sumur dan switchboard untuk alasan

keamanan. Gas dapat mengalir ke atas melalui kabel dan naik ke permukaan menuju

switchboard, yang bisa menyebabkan terjadinya kebakaran, karena itu kegunaan dari

junction box ini adalah untuk mengeluarkan gas yang naik ke atas tadi. Gas yang ke

luar dari sumur akan masuk ke dalam junction box lalu kemudian ke luar melalui

sambungan kabel dari switchboard dengan kabel dari ESP motor. Junction box

biasanya dipasang 15 feet (minimum) dari kepala sumur serta 35 feet dari switchboard,

dan normalnya berada antara 2 sampai 3 feet di atas permukaan tanah.

Fungsi dari junction box antara lain:

Sebagai ventilasi terhadap adanya gas yang mungkin bermigrasi ke permukaan melalui

kabel agar terbuang ke atmosfer.

Sebagai terminal penyambungan kabel dari dalam sumur dengan kabel dari

swichboard.

Namun untuk aplikasi di lapangan ada beberapa sumur yang tidak lagi

menggunakan junction box hal ini dikarenakan sudah tidak ada gas yang terproduksi

dari reservoir, sehingga junction box tidak perlu dipasang,

JUNCTION BOX

SURFACE CABLE


44/65

Gambar 5.3 Junction Box

5.2.1.3 Switchboard

Switchboard adalah panel kontrol kerja di permukaan saat pompa bekerja yang

dilengkapi dengan motor controller, overload dan underload protection serta alat

pencatat (recording instrument) yang bisa bekerja secara manual ataupun otomatis

apabila terjadi penyimpangan. Switchboard ini dapat digunakan untuk tegangan dari

440 volt sampai 480 volt.

Fungsi utama dari switchboard adalah :

1. Untuk mengontrol kemungkinan terjadinya downhole problem seperti: Overload atau

Underload Current.

2.Auto restart setelah underload pada kondisi intermittent well.

3. Mendeteksi unbalance voltage.


45/65

Pada switchboard biasanya dilengkapi dengan ammeter chart yang berfungsi

untuk mencatat arus motor versus waktu ketika motor bekerja.

Gambar 5.4 Switchboard

5.2.1.4 Transformer

Merupakan alat untuk mengubah tegangan listrik, bisa untuk menaikan atau

menurunkan tegangan. Alat ini terdiri dari core (inti) yang dikelilingi oleh coil dari lilitan

kawat tembaga. Keduanya, baik core maupun coil direndam dengan minyak trafo


46/65

sebagai pendingin dan isolasi. Perubahan tegangan akan sebanding dengan jumlah

lilitan kawatnya. Biasanya tegangan input transformer diberikan tinggi agar didapat

ampere yang rendah pada jalur transmisi, sehingga tidak dibutuhkan kabel

(penghantar) yang besar. Tegangan input yang tinggi akan diturunkan dengan

menggunakan step-down tranformer sampai dengan tegangan yang dibutuhkan oleh

motor.

Gambar 5.5 Transformer

5.2.2Peralatan di Bawah Permukaan

Peralatan di bawah permukaan meliputi Motor Listrik, Protektor, Gas separator,

Pump intake, Pompa, Electric Cable, Check Valve, Bleeder Valve dan Centralizer.

5.2.2.1 Motor listrik

Setiap system pemompaan memerlukan tenaga penggerak. Pada kasus pompa

ESP tenaga penggeraknya adalah Electrick Motor. Motor ini adalah jenis motor tiga


47/65

phase, dua katub dengan system induksi sangkar bajing (squirrel cage induction), dan

ukurannya bervariasi dari 10 HP sampai dengan 1000 HP dengan frekuensi 60 HZ

sedangkan kebutuhan Voltage-nya bervariasi dari 420 Volts sampai dengan 4200 Volts

pada frekuensi 60 HZ, atau 350 Volts sampai dengan 3500 Volts pada frekuensi 50 HZ.

OD motor juga bervariasi dari 3 sampai dengan 7 . Biasanya motor dibuat single

section yang panjangnya bisa sampai 35 ft, atau dipasang tandem (lebih dari satu

ujkuran motor) yang total panjangnya bisa sampai 100 ft atau lebih.

Pada saat pengoperasiannya motor diisi dengan minyak yang berfungsi:

1.

Sebagai pelumas

2. Sebagai tahanan (isolasi)

3. Sebagai media penghantar panas motor yang ditimbulkan oleh perputaran rotor ketika

motor tersebut sedang bekerja.

Jadi minyak tersebut harus mempunyai spesifikasi tertentu yang biasanya sudah

ditentukan oleh pabrik, yaitu berwarna jernih, tidak mengandung bahan kimia, dielectric

strength tinggi, lubricant dan tahan panas. Minyak yang diisikan akan mengisi semua

celah-celah yang ada dalam motor, yaitu antara rotor dan stator. Motor berfungsi

sebagai tenaga penggerak pompa (prime mover), yang mempunyai 2 (dua) bagian

pokok yaitu Rotor (gulungan kabel halus) bagian yang berputar dan Stator (gulungan

kabel halus yang stasioner dan menempel pada badan motor) merupakan bagian yang

tidak berputar.

Stator

Pada motor,statorterbuat dari lapisan besi dan kuningan yang ditekan ke bagian

bawah, lapisan ini digunakan karena lebih mudah dimagnetisasi dibandingkan dengan


48/65

besi pejal. Lapisan ini mengandung (3-4) % siliconuntuk menambah sifat magnet dari

besi dan dapat juga lapisan oksida yang berfungsi untuk memisahkan dengan lapisan

kuningan. Lapisan kuningan digunakan pada bagian yang terdapat bantalan untuk

memegang rotor. Pada stator terdapat 16 slot dan setiap slot diisolasi dengan teflon

yang mempunyai sifat dielectric yang tinggi, stator kemudian dililit dengan lapisan

kapton dan kawat tembaga yang kemudian dilapisi dengan vernish untuk menutupi

daerah kosong yang terdapat pada slot

Rotor

Rotor yang digunakan sangat panjang sehingga membutuhkan penahan pada

beberapa tempat, untuk itu rotor, harus dibagi berapa bagian dengan penahan diantara

rotor dan stator. Penahan dilengkapi dengan bantalan sehingga memungkinkan rotor

dan poros bergerak bebas, bantalan itu terletak pada bagian rotor sedangkan lilitan

pada bagian stator tidak terputus sehingga perlu membuat daerah yang tidak terdapat

medan magnet sebagai tempat bantalan, untuk itu digunakan lapisan stator yang

nonmagnet (kuningan) disekitar daerah bantalan pada statator. Banyak rotor yang

terdapat pada motor merupakan besarnya daya yang dikeluarkan motor. Seri motor

listrik yang dipakai dan besarnya horsepowerper rotor.

Stator menginduksi aliran listrik dan mengubah menjadi tenaga putaran pada

rotor, dengan berputarnya rotor maka poros (shaft) yang berada di tengahnya akan ikut

berputar, sehingga poros yang saling berhubungan akan ikut berputar pula (poros

pompa, intake, dan protector).


49/65

Gambar 5.6 Motor Listrik

5.2.2.2 Protector

Protector ini dipasang di atas motor atau di bawah pompa.

Secara prinsip Protektor memiliki fungsi utama sebagai pelindung motor listrik dengan

cara sebagai berikut:

1. Memberikan ruangan untuk pengembangan dan penyusutan minyak motor sebagai

akibat adanya perubahan temperatur dari motor pada saat berkerja dan pada saat

motor dimatikan.


50/65

2. Menyekat fluida agar tidak masuk ke dalam motor.

3. Tempat duduknya thrust bearing (yang mempunyai bantalan axial dari jenis marine

type) untuk meredam gaya axial yang ditimbulkan oleh pompa.

4. Memberikan keseimbangan tekanan dalam motor dengan tekanan luar, yaitu tekanan

fluida sumur pada kedalaman tertentu.

Selain fungsi di atas, Protector mempunyai tugas pokok lainnya, yaitu

menyeimbangkan tekanan dalam motor dengan tekanan dalam annulus, yang

mengakomodasi pengembangan fluida (liquid) motor karena naiknya temperatur, serta

menyambungkan motor dengan intake pompa.

Gambar 5.7 Protector

Ada dua jenis Protector, yaitu :

1. Labyrinth Path


51/65

Protector ini mempunyai dua ruang (atas dan bawah) yang dihubungkan dengan

beberapa pipa. Cara kerja dari jenis ini didasarkan pada perbedaan jenis fluida sumur

dengan fluida motor. Setelah protector dipasang diantara motor dan intake, protector

harus terisi minyak motor sebelum dimasukkan ke dalam sumur. Ketika unit pompa

dimasukkan ke dalam sumur, maka fluida motor dan protector akan ke luar menuju

annulusmelalui lubang di dasar intakedan setelah motor dijalankan, maka temperatur

motor dan protector akan meningkat sehingga akan mengakibatkan fluida motor

berekspansi dan semakin banyak fluida yang keluar dariprotectorke sumur.

2.

Positive Seal(Bag Type Protector)

Designprotector type labyrinth tidak menggunakan positive seal sehingga motor

pada protector dan fluida sumur dapat bercampur dalam ruangan bagian atas dari

protector pada operasi normal, dengan ini maka dapat menggunakan positive seal

sehingga dapat mencegah bercampurnya fluida motor dengan fluida sumur. Pada saat

protectordan motor dimasukkan ke dalam s umur maka temperatur akan naik dan oli

akan mengembang dan mengalir dari motor melewati bantalan luncur menuju tabung

dan naik disepanjang poros, dan mendesak bagian dalam tubing elastis dan

mengisinya. Oli yang berlebihan akan ke luar melalui relief valveyang terletak di atas

protector,reliefvalveini diatur dan bekerja pada tekanan 3 sampai 5 psi.

Dalam beberapa hal, kemungkinan untuk memasang protector lebih dari satu di

dalam sumur atau sering disebut dengan Tandem Protector. Hal ini dimaksudkan untuk

mencoba menambah panjang umur dari unit motor.

5.2.2.3 Gas separator dan Pump intake


52/65


53/65

Fluida masuk dari screenke bawah

Cairan akan menggalami pembalikan arah lalu diangkat ke pompa olehpick up impeller

sehingga gas akan naik ke atas karena perbedaan Specificgravity.

Efektifitas pemisahan gas 20 % dari total gas dalam fluida.

3. RotaryGas Separator

Rotary Gas Separator berkerja berdasarkan prinsip centrifugal tidak seperti

Reverse Flow Seperator yang berkerja dengan prinsip gravitasi dan dalam usaha

memisahkan gas lebih efektif.

HeadBushingGuide TubeShaft/SumbuFluid TubePick up ImpellerStand TubeIntake Housing/ sreenBaseCoupling

Gambar 5.8 Gas Separator dan Pump Intake


54/65

5.2.2.4 Pompa

Setiap pompa terdiri dari beberapa tingkat (multistage) dimana masing-masing

terdiri dari impeller dan diffuser. Impeller yang dikunci dengan shaft yang merupakan

bagian yang berputar yang berfungsi untuk memindahkan fluida dari tempat yang satu

ke tempat yang lainnya, sedangkan diffuser adalah bagian yang diam dan berfungsi

untuk mengarahkan fluida ke stage berikutnya. Semakin banyak stage yan g

dipasangkan, maka semakin besar kemampuan pompa untuk dapat mengangkat fluida

ke permukaan. Stage sendiri merupakan jumlah tingkat yang tersedia pada unit pompa.

Pompa

Gambar 5.9 Pompa

Unit Pump terdiri dari beberapa bagian yaitu :

Impeller

Impellermerupakan komponen dari pompa yang berputar bersama-sama dengan

poros yang dikunci dengan spine memanjang sepanjang poros, yang berfungsi untuk


55/65

memberikan gaya centrifugal sehingga fluida bergerak menjauhi poros yang berputar,

sehingga fluida akan naik dari dalam sumur ke permukaan.

Gambar 5.10 Impeller

Diffuser

Diffusermerupakan bagian dari pompa yang dijepit pada housingdan dijaga agar

tidak bergerak, di dalam diffuser terdapat sudu-sudu pengarah aliran fluida dari stage

yang lebih rendah ke stage yang lebih tinggi. Adapun fungsi diffuseradalah membalikan

arah fluida dan mengarahkan kembali ke poros dan kebagian tengah dari Impeller di

atasnya.


56/65

Selain hal tersebut di atas, Impeller juga digunakan untuk mengubah energi

putaran (Shaft torque) ke energi kinetik (velocity), sedangkan diffuser kegunaanya

adalah untuk mengubah energi kinetik menjadi energi pontensial (tekanan). Diffuser

dan impeller umumnya dibuat dari material jenis Ni-Resist yang merupakan jenis dari

logam lain sesuai dengan kebutuhan aplikasinya.

Dalam pemasangan di lapangan bisa menggunakan lebih dari satu pompa, bisa

dua atau tiga, pemasangan ini disebut tandem. Alasan pemasangan tandem adalah

untuk memenuhi jumlah stages pompa dan untuk mendapatkan kapasitas head yang

dibutuhkan untuk menaikan fluida sumur ke permukaan. Besarnya operating vanepada

impellersangat menentukaan kapasitas rata rata fluida yang diproduksinya.

Unit pompaElectric Submersible Pump terbagi dalam 2 (dua) tipe, yaitu Floater

Type (bergerak babas trhadap shaft) dan compression Type(terkunci pada shaft). Pada

tipe floater, impeller bergerak bebas ke atas dan ke bawah tidak tergantung pada

pergerakan shaft. Di dalam operasi masing-masing impeller bebas bergerak tidak

tergantung satu sama lain, dimana idealnya adalah mengambang antara kondisi up-

thrust dan down-thrust. Pada setiap impeller dipasang kondisi up-thrust washer dan

down-thrust washer yang berfungsi mencegah terjadinya kerusakan dini bila terjadi

beberapa atau seluruh impellerberoperasi di luar daerah yang direkomendasikan. Berat

dari pada shaftdigantung oleh thrustbearingdari padaprotector. Kapasitas dari pada

thrust bearingprotector juga menentukan jumlah stages yang dapat dipasang pada

pompa di atasnya karena Head-feet (dalam Psi) yang dihasilkan pompa dikali luas

penampang shaft adalah gaya tekan yang harus ditahan oleh thrust bearing pada

protector.


57/65

Gambar 5.11 Diffuser

Pada tipepompa compression ini, semua impeller terkunci pada shaftdan tidak

diizinkan untuk bergerak bebas ke atas atau ke bawah. Berat dari shaft impellerdan

kemudian di dalam operasi bertambah dengan gaya tekanan ke bawah ditanggung oleh

thrust bearingprotector. Maka dari itu, sangatlah penting untuk mengisi gap yang

terdapat diantara shaft pompa (intake) dengan shaft protector dengan shim, agar

seluruh thrustdari pompa dibebankan kepada thrustbearingpadaprotectordan dalam

beberapa kedalaman juga untuk mengangkat impeller agar tidak bergesekan dengan

diffuserdi bawah.


58/65

5.2.2.5 Electric Cable

Arus listrik dibutuhkan untuk menghidupkan motor di dalam sumur. Untuk itu

dibutuhkan kabel yang mampu menahan temperatur tinggi, tekanan dan kedap air

untuk mensupplai arus maksimum ke motor dengan kerugian tegangan yang minimum.

Di beberapa sumur tertentu bahkan dibutuhkan kabel yang mampu bertahan terhadap

serangan korosi (karat) dan tekanan gas yang tinggi.

Bagian dari kabel biasanya terdiri dari:

1. Konduktor (Conductor)

2.

Isolasi (Insulation)

3. Sarung (sheath)

4. Jaket

5.Armour

Ada dua jenis kabel yang biasa dipakai yaitu: Round Cable dan Flat Cable. Round

Cable adalah kabel berpenampang bulat yang dipasang di sepanjang rangkaian tubing

sampai ke transformer. Pada jenis round cable dibagian luar sarungnya dibungkus lagi

dengan karet (rubber jacket). Biasanya kabel jenis round ini memiliki ketahanan yang

lebih lama dari pada jenis flat cable, tetapi memerlukan ruang penempatan yang lebih

besar. Sedangkan Flat Cable adalah kabel berpenampang pipih yang dipasang di

sepanjang unit pompa mulai dari motor listrik sampai ke unit pompa.

Secara umum ada dua jenis cable yang biasa dipakai dilapangan, yaitu:

1. Low Temperature

Disarankan untuk pemasangan pada sumur-sumur dengan maximum 2000F.

2. Hight Temperature


59/65

Disarankan untuk pemasangan pada sumur-sumur dengan temperatur yang cukup

tinggi sampai mencapai 4000F.

Round Cable

Flat Cable

Gambar 5.12 Flat Cble dan Round Cable

5.2.2.6 Check Valve

Check valve dipasang di atas pompa yang disambung dengan nipple joint.

Bertujuan untuk menjaga fluida tetap berada di atas pompa. Jika check valve tidak

dipasang maka kebocoran fluida dari tubing (kehilangan fluida) akan melalui pompa

yang dapat menyebabkan aliran balik dari fluida yang naik ke atas, sebab aliran balik

(back flow) tersebut membuat putaran impeller berbalik arah, dan dapat menyebabkan

motor terbakar atau rusak.


60/65


61/65

Gambar 5.13 Bleeder Valve dan Check Valve

5.2.2.8 Centralizer

Centralizer berfungsi untuk menjaga kedudukan unit pompa agar tidak bergeser

atau selalu di tengah-tengah pada saat pompa beroperasi, sehingga kerusakan kabel

karena gesekan dapat dikurangi/dicegah.

Centralizer

Gambar 5.14 Centralizer


62/65

5.3 Prinsip Kerja Electric Submersible Pump

Prinsip kerja Electric submersible pump adalah berdasarkan pada prinsip kerja

pompa centrifugal dengan sumbu putarnya tegak lurus. Pompa centrifugal adalah motor

hidrolik dengan jalan memutar cairan yang melalui impeller pompa lalu cairan akan

masuk ke dalam impeller pompa menuju poros pompa, dikumpulkan oleh diffuser

kemudian akan dilempar ke luar, oleh impeller tenaga mekanis motor dirubah menjadi

tenaga hidrolik. Impeller terdiri dari dua piringan yang di dalamnya terdapat sudu-sudu,

pada saat impeller diputar dengan kecepatan sudut , cairan dalam impeller

dilemparkan ke luar dengan tenaga potensial dan kinetik tertentu. Cairan yang

ditampung dalam rumah pompa kemudian dievaluasikan melalui diffuser, sebagian

tenaga kinetik dirubah menjadi tenaga potensial berupa tekanan. Karena cairan

dilempar ke luar maka terjadi proses penghisapan dan pendorongan.


63/65

BAB VI

KESIMPULAN

Dari hasil kerja praktek yang telah dilakukan di Unit Bisnis Pertamina EP Lirik

didapatkan beberapa kesimpulan antara lain yaitu:

1. Jumlah pompa ESP yang digunakan oleh PT PERTAMINA UBEP Lirik pada Distrik 1

yang meliputi Struktur Molek menggunakan 6 pompa ESP, Struktur Sago menggunakan

40 pompa ESP, Struktur Lirik menggunakan 5 pompa ESP dan Distrik 2 yang meliputi

Struktur Andan & Ukui menggunakan 3 pompa ESP, Struktur South Pulai

menggunakan 1 pompa ESP, North Pulai menggunakan 14 pompa ESP.

2. Biaya peralatan ESP relative kecil jika dibandingkan dengan laju produksi yang

diperoleh, ESP juga dapat memisahkan gas yang dapat mengganggu proses

pengisapan, Sesuai dipasang pada sumur-sumur miring karena tidak ada bagian-

bagian yang bergerak baik di permukaan maupun di dalam sumur, Panas yang

ditimbulkan oleh putaran motor akan mengatasi masalah parafin dan fluida yang

viscositasnya tinggi pada temperatur yang rendah, ESP banyak digunakan terutama

pada sumur-sumur produksi lepas pantai (offshore) karena ESP merupakan metode

produksi yang cukup efisien dan efektif untuk sumur miring, sumur yang memiliki Indek

Produktivitas (PI) yang tinggi, serta sumur-sumur dalam.

3. Sistem kerja dari ESP ini adalah dengan mengalirkan energi listrik dari transformer (step

down) melalui switchboard. Pada switchboard, semua kinerja dari ESP dan kabel akan

dikontrol atau dimonitor, kemudian energi listrik akan diteruskan dari switchboard ke

motor melalaui cable yang diletakkan di sepanjang tubing dari rangkaian ESP


64/65

selanjutnya, melalui motor energi listrik akan dirubah menjadi energi mekanik yaitu

berupa tenaga putar. Putaran akan diteruskan ke protector dan pump melalui shaft

yang dihubungkan dengan coupling. Pada saat shaft dari pompa berputar, impeller

akan ikut berputar dan mendorong fluida yang masuk melalui pump intake atau gas

separator ke permukaan. Fluida yang didorong akan memasuki tubing dan terus

menuju ke permukaan sampai ke manifold.

4. Unit ESP terdiri dari dua bagian utama, yaitu:

a) Surface Equipment terdiri dari Transformer, Switchboard, Junction Box dan Well Head.

b)

Sub Surface Equipment terdiri dari Motor Listrik, Protektor,Gas separator, Pump intake,

Pompa, Electric Cable, Check Valve, Bleeder Valve dan Centralizer.


65/65

DAFTAR PUSTAKA

File-file Operasi Produksi Unit Bisnis Pertamina Lirik.

Widyarso, Agus. ESP Design.ppt

www.pertamina-ep.com

Hughes, Baker. Electrospeed Intyergrated Control System. 2002.

Rubiandini, Rudi. Dr.Ing.Ir,Production Operation, Artificial Lift. 2002.

Herrawan, Heru, ST, Artificial Lift, Modul Kuliah P4, Akamigas balongan Indramayu. 2005.

Imam W Sujanmo, : Basic ESP Training Hand Out, schlumberger, Reda

ProductionSystem,2001.
http://www.pertamina-ep.com/http://www.pertamina-ep.com/http://www.pertamina-ep.com/

metode artificial lift dengan menggunakan esp.docx

Documents