Peralatan bawah permukaan dari Artificial Lift akan dibahas hanya 4 peralatan produksi pembantu, yang terdiri dari :

Sucker Rod Pump (SRP)Electric Submersible Pump (ESP) EquipmentGas Lift EquipmentHydraulic Pump Equipment

Sumur dengan laju produksi dari yang sangat rendah sampai menengah (moderate) (lebih rendah dari 2000 bpd, 320 m3/d) sangat cocok menggunakan pompa SRP dalam pengangkatan fluida produksi ke permukaan. Hal ini disebabkan pompa jenis ini mampu membentuk drawdown yang sangat tinggi di sekitar lubang bor.Skematik dari komplesi dengan menggunakan pompa sucker rod. Dapat dilihat bahwa terdapat tiga hal pokok dalam elemen pompa sucker rod, yaitu : Bottomhole Pump Rod String Pumping Unit

Pompa Angguk (SRP)

Terdapat 2 (dua) jenis grade steel sucker rod yaitu :Grade C dengan tensile strength 90 000 (0.6 GPa), digunakan untuk sumur-sumur yang dangkalGrade D dengan tensile strength 115 000 (0.8 GPa), yang digunakan untuk sumur-sumur dalam, fiber glass rod juga sering digunakan untuk sumur-sumur dalam atau lingkungan yang sangat korosif.Gambar dibawah ini memperlihatkan gambar dari unit permukaan ketiga macam SRP, yaitu : Conventional Unit Air Balance Mark II

Pompa Angguk Konvensional

Konfigurasi Pompa Angguk Air Balance

Pompa Angguk Jenis Mark II

Komponen Alat Sucker Rod Pump Komponen dari SRP adalah : Mesin Alat-alat di permukaan Alat-alat di bawah permukaan Sucker Rod (Stang)MesinPenggerak mula pada SRP dapat mesin gas (langsung dari casing annulus), diesel, motor bakar, dan listrik. Penggerak mula ini disesuaikan dengan tempat dan tersedianya sumber tenaga tersebut. Mesin dalam hal ini hanya digunakan untuk mendapatkan energi langsung. Dalam hal mesin listrik, analisa dapat dilakukan untuk keperluan energi yang efisien dan perhitungan-perhitungan lain.

Alat-alat di Permukaan

API membuat standardisasi mengenai tipe pompa, misalnya :C 160D 173 64, yang artinya :

C:Convensional (A = air balance, B : beamcounterbalance, M = mark II)160:Peak torque eating ribuan in-lbD: Double reduction gear reducer173:Polished Rod Load rating, ratusan lb64:Panjang langkah stroke maksimum, inDESAIGN SRP

Alat-alat di Bawah PermukaanGambar di bawah ini memperlihatkan gerakan ke atas dan ke bawah pompa. Pada gerak plunger ke bawah, standing valve tertutup, traveling terbuka, fluida masuk dari barrel ke plunger. Pada gerak ke atas valve terbuka karena pengisapan, dan traveling tertutup karena beban fluida di atasnya. Working barrel digunakan untuk tempat naik turunnya plunger dan sebagai tempat pengumpul cairan.

Gerakan Pemompaan

Diagram pompa di atas di atas digunakan sebagai berikut :A. Travelling barrel : pump-barrel yang bergerak naik turun dengan traveling valve pada bagian atas barrel.Keuntungan :Reav barrel menyebabkan fluida terus bergerak dan bergerak sampai dekat searing

Pompa secara berkala (intermitten) tidak menyebabkan pasir menurup di barrel.

Bottom hole down (melekat di bawah) menghindarkan kemungkinan barrel pecah akibat tekanan hidrostatik.Kerugian :Karena tabung yang panjang dan jarak tempuh fluida dalam barrel yang panjang, maka pompa ini tak cocok untuk level static yang rendah.

Pada sumur-sumur dalam, tabung bisa bengkok karena tekanan differensial.

Lubang bengkok sangat merusak barrel

B. Stationary Barrel Bottom AnchorBarrel dipasang pada seating nipple plunger dihubungkan dengan rod dan fluida dikeluarkan di atas barrel.Keuntungan :Baik untuk static level rendah. Karena pompa dipasang di dasar, maka standing valve dapat diletakan dengan dasar sumur.

Gerak fluida di barrel terbatas dan standing valve besar.

Botton anchor (dipegang di bawah) baik untuk sumur dalam dan sumur dengan fluid pound (pompa menembus fluida).Kerugian :Pasir bisa mengendap di sekitar barrel

Pasir bisa mengendap pada pemompaan berkala.

C. Stationery Barrel Top AnchorSama seperti (b) tetapi dipegang pada top (atas) dari barrelnya Keuntungan :Baik untuk sumur berpasir, karena discharge menyebabkan pasir tersapu 3 inchi di atas seating nipple.Kerugian :Kemungkinan pecah. Top hol down terbatas 5000 ft untuk thin wall dan 7500 untuk dinding tebal.D. Tubing PumpKeuntungan :Produksi fluida plunger lebih besarLubang standing valve lebih besarKerugianHarus menarik tubing untuk mengganti barrel

Ada 2 macam pompa, tubing pump dan rod pump. Gambar di bawah ini memperlihatkan perbedaan antara keduanya. Pada tubing pimp working barrel melekat di tubing dan harus dipasang dengan tubing. Pada Rod Pump Working barrel dan plunger dapat diangkat dari rodnya saja tanpa mengangkat tubing.

Tubing Pump and Rod Pump

Tubing pump lebih luas tabungnya dari rod. API telah membuat standardisasi dari pompa sucker rod ini Pada Gambar di bawah ini tersebut sebagai contoh20 150 RWBC 20 4 2 artinya pompa untuk tubing 2 3/8 in dengan diameter plunger 1,5 in. Pompa tipe rod (insert), dengan barrel berdinding tipis, bottom hole down (dipegang dibawah dan menggunakan tipe mangkok/cup) untuk kedudukannya. Panjang pompa 20, dengan plunger 4 ft dan extension 2 ft.

ESP yang biasa disebut Reda pump, karena pembuat pompa yang paling terkenal adalah dari Reda ini menggunakan prinsip sentrifugal, di mana rotor melemparkan fluida ke samping, kemudian ditangkap oleh sudu-sudu stator yang diarahkan kembali ke bagian tengah yang diterima oleh rotor berikutnya di sebelah atas. Demikian seterusnya, sehingga fluida tersebut mempunyai energi untuk mengalir ke permukaan Semakin banyak tingkatan stator-stator, maka semakin tinggi head pompanya dan semakin banyak laju yang dapat diperoleh.

TEMPAT IMPELLER DAN DIFUSSER

IMPELLER DAN DIFFUSER

untuk suatu susunan pompa tertentu kemampuan laju produksi dan head akan dibatasi oleh besarnya daya motor yang terpasang, sehingga makin besar laju produksi yang dipakai, maka akan menurunkan head-nya, begitu pula sebaliknya Besarnya head yang dibutuhkan mertupakan fungsi dari kedalaman pompa dan densitas fluida, semakin dalam dan semakin berat fluidanya maka head yang diperlukan pin akan semakin besar

Head Fungsi dari Kedalaman Pompa dan Densitas Fluida

Besarnya laju yang direncanakan harus sesuai dengan kemampuan reservoir untuk memproduksi (PI) sehingga tidak terjadi downthrust di mana laju terlalu kecil dengan head terlalu besar atau terjadi upthrust karena laju yang telah didesain Konfigurasi dari ESP seperti terlihat pada di bawah terdiri dari motor, seal protector, intake, pump, well head, junction box, switchboard, transformers.

Efisiensi Fungsi dari Laju

Konfigurasi dari Electrical Submersible Pump (ESP

Motor sebagai penggerak utama diletakkan di bawah dan terendam oleh fluida agar terdinginkan, begitu pila panasnya motor akan membuat fluida menjadi lebih panas dan menurunkan viskositasnya. Bentuk motor listrik yang umum dipakai terlihat pada di bawah ini.Seal protector adalah bagian penghubung pitaran motor ke pompa serta berfungsi memisahkan motor dari fluida agar motor tetap dalam keadaan kering.Lubang intake adalah tempat masuknya fluida untuk diisap pompa. Kadang-kadang dipasang juga gas separator agar gas yang terkandung terlepaskan ke annulus lubang dan hanya fluida yang dapat diisap pompa

Bentuk Motor Listrik yang Umum Dipakai

Seal Protector

Lubang Intake

Bentuk dari pompa yang merupakan serangkaian susunan sudu-sudu stator dan rotor yang disebut sebagai diffuser dan impeller (lihat Gambar)

Hal sangat penting dalam ESP adalah kabel, di mana selain mampu mengalirkan arus sebesar yang diperlukan oleh motor, kabel tersebut harus dijaga dan dilindungi agar tidak rusak akibat benturan dan pekerjaan-pekerjaan mekanik lainnya. Bentuk kabel dan protectornya terlihat pada Gambar di bawah ini.

Diffuser dan Impeller

Bentuk Kabel Pompa ESP

Protector pada Pompa ESP

Gas lift pada prinsipnya mencampurkan gas ke dalam sistem fluida agar didapat densitas sistem yang lebih ringan sehingga memberikan Pwf yang kecil agar didapat drawdown yang benar.

Cara memasukkannya ke dalam sistem bagian bawah lubang produksi bisa melalui tubing atau melalui annulus seperti terlihat pada Gambar berikut.

GAS LIFT

Keterangan gas yang tersebar di dalam fluida adalah cara menurunkan densitas yang terbaik, maka di bagian pelepasan gas diperlukan alat khusus yang diesbut port atau operating valves. Beberapa prinsip yang dikenal adalah : Brear Oil Ejector, Gambar iFrizell Method, Gambar iPohle Process of Elevating Liquids, Gambar iFertig Ejector, Gambar iiHarris air, Gambar iiOffice Inserts, Gambar ii

Gambar iJenis Injeksi Gas

Gambar iiInjektor Gas

Gambaran sederhana bagaimana gas lift akan merubah static fluid level menjadi working fluid level yang diakibatkan oleh adanya drawdown, di mana drawdown tersebut merupakan perbedaan antara static submergence dengan working submergence.

KONFIGURASI GAS LIFT

Working dan Static Submergence Fluid Level

Beberapa unloading valves yang dikenal adalah :Kick off Valves, Teather Kick off Valve, Taylor Kick off Valve,

Tubing operated valve adalah valve yang akan membuka pada saat dipompakan gas annulus, kemudian akan tertutup bila tekanan di casing telah mengecil.Kedua-duanya berfungsi sama, hanya berbeda dalam mendesain dome pressure dan kedalaman pemasangan valvenya.

Dalam memasang gas lift valve, pada saat ini sudah bisa pada rangkaian tubing telah disediakan gas lift Mandreal yang berfungsi sebagai rumah gas lift valve.

Tubing Operated Valve

Tubing Operated Valve

Gas Lift MandrelBentuknya adalah tubing yang mempunyai perut dimana berdiameter sebesar tubing ditambah diameter gas lift valve. Perut tersebut harus diisi gas lift Dummy agar lubang yang tersedia tertutup pada saat sumur belum memerlukan gas lift.

Gas Lift Mandreal

Gas Lift Dummy

Yang disebut dengan hydraulic pumping adalah usaha pengangkatan fluida dengan bantuan fluida lain yang disebut sebagai power fluid.

Prinsipnya adalah power fluid dengan bantuan fluida tersebut dapat menggerakkan piston dan piston menggerakkan pompa, sistem ini disebut juga Hydraulic Pinton Pump. Sedangkan bila power fluid tersebut dipakai untuk mempercepat production fluid dengan sistem nozzle, maka disebut sebagai jet pumping. Bentuk sederhana dari hydraulic pump terlihat pada berikut :

Subsurface Hydraulic Pump Piston Type

Cara kerja dari hydraulic pump ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu : engine dan pump yang kedua-duanya menggunakan piston. Cara Kerja Hydraulic Pump

Engine berfungsi untuk mengubah aliran power fluid menjadi gerakan naik turun seperti diperlihatkan Gambar i, sedangkan pump mengubah piston yang bergerak untuk memompa production fluid, Gambar ii.

Aliran Power Fluid (i)Production Fluid (ii)

Sedangkan penggunakan power fluid dapat secara tertutup yang artinya power fluid tidak bercampur dengan production fluid (close power fluid,) atau secara terbuka yaitu power fluid bercampur dengan production fluid (open power fluid).

Cara Memasang Dan Melepas Rangkaian Hydraulic Pump

Close Power Fluid

Open Power Fluid

Cara pemasangan hydraulic pump dapat bervariasi, yaitu sbb. : Fixed Insert Tubing (OPF), Gambar i Fixed Casing Tubing, Gambar i Fixed Casing with Das Vent (OPF), Gambar i Paralel FreeTubing, Gambar ii Casing Free Tubing, Gambar iii Reverse Circulating Tubing, Gambar iv Dual Well Tubing, Gambar v Tandem Pump, Gambar v

Fixed Tubing

Paralel Free Tubing

Casing Free Tubing

Circulating Tubing

Dual Well Tubing, Tandem Pump

Untuk menjelaskan jep pump, dapat dilihat skematik Gambar berikut yang menunjukkan Nozzle sebagai penyemprot pada throat kemudian mengalir pada diffuser.

Cara kerja Jet Pump ini ada tiga jenis, yaitu :Type A Jet Free Pump, Casing Type, Type B Jet Free Pump, Casing Type, Fluid Packed Pump Oilmaster Jet Pump,

Type A Jet Free Pump

Fluid Packed Pump Oil Master Jet Pump

THE END