MATERI TENTANG PENGEBORAN (PERTAMBANGAN)
Drilling, Pemboran
Pemboran dapat dilakukan untuk bermacam-macam tujuan :
Penempatan bahan peledak; pemercontohan (merupakan metoda sampling
utama dalam eksplorasi); dalam tahap development : penirisan, test fondasi dan
lain-lain; dan dalam tahap eksplotasi untuk penempatan baut batuan & kabel
batuan (dalam batubara pemboran lebih banyak dibuat untuk pemasangan baut
batuan - bolting daripada untuk peledakan). Jika dihubungkan dengan peledakan,
penggunaan terbesar adalah sebagai pemboran produksi.
Komponen Operasi dari Sistem Pemboran
Ada 4 komponen fungsional utama. Fungsi ini dihubungkan dengan
penggunaan energi oleh sistem pemboran di dalam melawan batuan dengan cara
sebagai berikut :
• Mesin bor, sumber energi adalah penggerak utama, mengkonversikan
energi dari bentuk asal (fluida, elektrik, pnuematik, atau penggerak mesin
combustion) ke energi mekanik untuk mengfungsikan sistem.
• Batang bor (rod) mengtransmisikan energi dari penggerak utama ke
mata bor (bit).
• Mata bor (bit) adalah pengguna energi didalam sistem, menyerang
batuan secara makanik untuk melakukan penetrasi.
• Sirkulasi fluida untuk membersihkan lubang bor, mengontrol
debu,mendinginkan bit dan kadang-kadang mengstabilkan lubang bor.
Ketiga komponen pertama adalah komponen fisik yang mengontrol proses
penetrasi, sedangkan komponen keempat adalah mendukung penetrasi melalui
pengangkatan cuttings. Mekanisme penetrasi, dapat dikategorikan kedalam 2
golongan secara mekanik yaitu rotasi dan tumbukan (percussion) atau selanjutnya
kombinasi keduanya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi unjuk kerja pemboran :
1. Variabel operasi, mempengaruhi keempat komponen sistem pemboran
(drill, rod, bit dan fluid). Variabel dapat dikontrol pada umumnya dan mencakup
dua kategori dari faktor-faktor kekuatan pemboran :
(a) tenaga pemboran, energi semburan dan frekuensi, kecepatan putar,
daya dorong dan rancangan batang bor dan
(b) sifat-sifat fluida dan laju alirnya.
2. Faktor-faktor lubang bor, meliputi : ukuran, panjang, inklinasi
lubang bor; tergantung pada persyaratan dari luar, jad i merupakan variabel
bebas. Lubang bor di tambang terbuka pada umumnya 15 - 45 cm (6-18 inch).
Sebagai perbandingan, untuk tambang bawah tanah 4-17,5
cm (1,5-7 in.).
3. Faktor-faktor batuan, faktor bebas yang terdiri dari : sifat-sifat
batuan, kondisi geologi, keadaan tegangan yang bekerja pada lubang bor yang
sering disebut sebagai drillability factors yang menentukan drilling strength
dari batuan (kekuatan batuan untuk bertahan terhadap penetrasi) dan membat asi
unjuk kerja pemboran.
4. Faktor-faktor pelayanan, yang terdiri dari pekerja dan supervisi,
ketersediaan tenaga, tempat kerja, cuaca dan lain-lain, juga merupakan faktor
bebas.
Parameter Performansi (Unjuk Kerja)
Untuk memilih dan mengevaluasi sistem pemboran yang optimal, ada 4
parameter yang harus diukur at au dipe rkirakan,yaitu :
1. Energi proses dan konsumsi daya (power)
2. Laju penetrasi
3. Lama penggunaan bit (umur)
4. Biaya (biaya kepemilikan + biaya operasi)
Pemilihan Alat Bor
Pemilihan suatu alat produksi haruslah melalui suatu prosedur yang
telah didefinisikan dengan baik. Hal ini merupakan persoalan rancangan rekayasa
yang sebenarnya (true engineering design) yang memerlukan suatu pertimbangan
harga. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :
1. Mendeterminasi dan menentukan spesifikasi kondisi-kondisi dimana
alat bor akan digunakan, seperti faktor-faktor yang berhubungan dengan
pekerjaan (pekerja, lokasi, cuaca dan lain-lain) dengan konsiderasi keselamatan
kerja.
2. Menetapkan tujuan untuk fase pemecahan batuan dari siklus operasi
produksi kedalam tonase, fragmentasi, throw, vibrasi dan lain-lain
(mempertimbangkan batasan pemuatan dan pengangkutan, stabilitas kemiringan
lereng, kapasitas crusher, kuota produksi, geometri pit,
dll) .
3. Atas dasar pada persyaratan peledakan, merancang pola lubang bor
(ukuran dan kedalaman lubang ledak, kemiringan, burden dan spasi).
4. Menentukan faktor drillability untuk jenis batuan yang
diantisipasi, mengindentifikasikan metoda pemboran yang mendekati kelayakan .
5. Men-spesifikasikan variabel operasi untuk tiap sistem dibawah
pengamatan, meliputi : mesin bor, batang bor, mata bor dan sirkulasi fluida.
6. Memperhitungkan parameter unjuk kerja, termasuk ketersediaan alat,
biaya dan perbandingan. Mengamati sumber tenaga dan memilih spesifikasi. Item
biaya yang besar adalah mata bor, depresiasi alat bor, tenaga kerja,
pemeliharaan, energi dan fluida. Umur bit dan biaya merupakan hal yang kritis
namun sulit untuk diproyeksikan.
7. Memilih sistem pemboran yang memuaskan semua persyaratan biaya
keseluruhan yang rendah dan memperhatikan keselamatan kerja.
Pemotongan (Cutting)
Jika pemotongan merupakan bagian integral dari siklus produksi, hal
itu dilakukan dengan mesin yang dirancang sesuai dengan karakteristik
batuan/mineral yang diinginkan. Pada saat ini, pemotongan (cutting) dilakukan
pada dua aplikasi utama, yaitu :
1. Batubara dan mineral non-metal yang lebih lunak (tambang bawah
tanah); jenisnya : Chain cutting machine, shortwall (fixed bar) atau universal
(movable-bar).
2. Batuan dimensi (tambang terbuka)
a. Channeling machine, percussion atau flame jet
b. Saw, wire, atau rotary
Tujuan dari kegiatan cutting adalah menghasilkan “kerf” yang dapat
mengurangi atau menge liminir peledakan. Aksi penetrasi dasar dalam pemotongan
batuan atau batubara sama dengan pemboran.
Penggalian Mekanik (Mechanical Excavating)
Aplikasi penggalian secara mekanis pada tambang terbuka a.l.:
1. Penggaru (Ripper) Tanah yang sangat kompak, batubara, atau batuan
yang lunak
atau telah mengalami pelapukan.
2. Bucket Wheel Excavator (BWE) & cutting-head excavators
Tanah dan batubara.
3. Auger and highw all miners
Batubara
4. Mesin Gali Mangkuk mekanis (MGM - Mechanical dredges)
Endapan aluvial/placer, koral dan tanah (di bawah air). Sebagai
perbandingan, penggalian secara mekanis pada tambang bawah tanah dilakukan
sebagai berikut :
1. Continous miner dan longwall shearer Batubara atau batuan non-logam
yang lunak
2. Boom-type miner (roadheader) dan Tunnel-boring, raise -boring,
serta shaft-sinking machine Batuan lunak sampai sedang-keras.
PEMUATAN DAN PENGGALIAN
Penanganan Material (Material Handling)
Semua satuan operasi yang terlihat dalam penggalian atau pemindahan
tanah/batuan selama penambangan disebut penanganan material (material
handling). Pada siklus operasi, dua operasi utama adalah pemuatan dan
transportasi, dan jika transportasi vertikal diperlukan, kerekan (hoisting)
akan menjadi operasi opsi ketiga. Penanganan material pada tambang mekanisasi
modern berpusat pada peralatan. Skala peralatan pada tambang terbuka semakin
bertambah besar. Batas atas ukuran truk meningkat menjadi 300 ton, 170 m3 untuk
drag line , 140 m3 untuk shovel dan 8400 m3 untuk bucket wheel excavator.
Pemilihan Alat
Secara garis besar, ada empat faktor yang pemilihan alat ekskavasi (P
fileider, 1973 a, Martinetal, 1982 dalam Hartman, 1987), yaitu :
1. Faktor performansi (unjuk kerja)
Faktor ini berhubungan langsung dengan produktifitas mesin, dan
meliputi : kecepatan putar, tenaga yang tersedia, jarak penggalian, kapasitas
bucket, kecepatan tempuh, dan reliabilitas.
2. Faktor desain
Mencakup kecakapan pekerja, teknologi yang digunakan, jenis pengawasan
dan tenaga (power) yang tersedia.
3. Faktor penunjang (Support)
4. Faktor biaya
Pengangkutan
Material dalam jumlah besar dalam industri pertambangan ditransport
dengan haulage (pemindahan ke arah horizontal) dan hoisting (pemindahan vertikal).
Sistem Pemboran
15 02 2013
I. 1. Sistem Tenaga ( Power System )
Terdiri dari power supply equipments, yang dihasilkan oleh mesin –
mesin besar yang dikenal dengan nama prime mover dan distribution equipments.
Berfungsi untuk mendukung jalannya kegiatan pengeboran. Penggunaan prime mover
ditentukan oleh besarnya tenaga pada sumur yang didasarkan pada casing program
dan kedalaman sumur.
Gambar I.1. Prime mover.
I. 2. Sistem Angkat ( Hoisting System )
Fungsi utama dari sistem ini adalah memberikan ruang kerja yang cukup
untuk pengangkatan dan penurunan rangkaian pipa bor dan peralatan lainnya.
Sistem angkat terdiri dari dua bagian utama, yaitu :
I. 2. 1. Supporting Structure ( Rig )
Merupakan konstruksi menara yang ditempatkan di atas titik bor. Fungsi
utamanya sebagai penyangga peralatan – peralatan pengeboran dan memberi ruang
yang cukup untuk operasi pengeboran. Terdiri dari:
Drilling tower berfungsi untuk mendapatkan ruang vertikal yang cukup
untuk menaikkan dan menurunkan rangkaian pipa bor dan casing ke dalam lubang
bor selama operasi pengeboran berlangsung.
Substructure adalah konstruksi kerangka baja sebagai platform yang
dipasang langsung diatas titik bor. Tinggi substructure ditentukan oleh jenis
rig dan ketinggian blow out preventer (BOP) stack.
Rig floor ditempatkan diatas substructure. Berfungsi untuk menampung
peralatan – peralatan pemboran yang kecil, tempat berdirinya menara,
mendudukkan drawwork, tempat kerja driller, dan rotary helper.
Gambar I.2. Supporting Structure.
I. 2. 2. Hoisting Equipments
Terdiri dari :
Drawwork
Merupakan otak dari unit pengeboran, dimana seorang driller melakukan
dan mengatur operasi pengeboran. Drawwork biasanya dihubungkan dengan prime
mover dan diletakkan didekat meja putar.
Overhead Tools
Merupakan rangkaian sekumpulan peralatan yang terdiri dari crown
block, traveling block, hook, dan elevator
Gambar I.3. Drawwork.
I. 3. Sistem Putar ( Rotary System )
Fungsi utamanya adalah untuk memutar rangkaian pipa bor. Terdiri dari
:
II. 3. 1. Rotary Table
Dipasang pada lantai bor dengan posisi tegak lurus traveling block,
bagian tengahnya terdapat lubang tempat master bushing dipasang.
II. 3. 2. Top Drive
Adalah peralatan yang digunakan untuk memutar pipa pengeboran. Terdiri
dari beberapa bagian, antara lain: main motor, rotating head, gir, link,
elevator, dll.
II. 3. 3. Swivel
Ujung teratas rangkaian pipa bor. Berfungsi untuk memberikan kebebasan
pada pipa bor untuk berputar, memberikan perpaduan gerak vertikal dengan gerak
berputar dapat bekerja bersama – sama, terangkai bersama dengan top drive.
II. 3. 4. Drill Pipe, Drill Collar, Bit
Drill pipe (DP) merupakan rangkaian pipa bor terpanjang (jumlah paling
banyak dalam satu rangkaian pipa bor). Drill Collar (DC) berbentuk seperti
drill pipe tetapi diameter dalamnya lebih kecil dan diameter luarnya sama
dengan diameter luar DP. Sehingga dinding DC lebih tebal dari DP yang berfungsi
sebagai pemberat. Bit merupakan ujung dari rangkaian pipa bor yang langsung
menyentuh formasi dengan fungsi menghancurkan dan menembus formasi.
Gambar I.4. Rangkaian sistem putar.
I. 4. Sistem Sirkulasi ( Circulation System )
Tersusun oleh empat sub komponen utama, yaitu :
I. 4. 1. Drilling Fluid ( Lumpur Pengeboran )
Lumpur pengeboran pada mulanya berfungsi sebagai pembawa cutting dari
dasar lubang bor ke permukaan. Lumpur pengeboran mempunyai fungsi penting dalam
operasi pengeboran, antara lain :
Mengangkat cutting ke permukaan
Mengontrol tekanan formasi
Mendinginkan dan melumasi bit dan drill string
Memberi dinding pada lubang bor dengan mud cake
Menahan cutting saat sirkulasi dihentikan
Mengurangi sebagian berat rangkaian pipa bor
Mendapatkan informasi (mud logging, sample log)
I. 4. 2. Preparation Area
Ditempatkan pada tempat dimulainya sirkulasi lumpur, yaitu di dekat
pompa lumpur, terdiri dari peralatan – peralatan yang diatur untuk memberikan
fasilitas persiapan atau treatment lumpur bor yang meliputi mud house, steel
mud pits, mixing hopper, chemical mixing barrel, water tanks, dan reserve pit.
I. 4. 3. Circulating Equipment
Berfungsi mengalirkan lumpur dari mud pit ke rangkaian pipa bor dan
naik ke annulus membawa serbuk bor ke permukaan menuju ke solid control
equipments, sebelum kembali ke mud pits untuk disirkulasikan kembali.
Peralatannya terdiri dari mud pit, mud pump, pump discharge and return line,
stand pipe, dan rotary hose.
I. 4. 4. Solid Control Equipment
Ditempatkan didekat rig. Terdiri dari peralatan – peralatan khusus
yang digunakan untuk clean up lumpur bor setelah keluar dari lubang bor. Fungsi
utamanya adalah memisahkan lumpur dari cutting dan gas yang terikut.
Diantaranya adalah: shale shaker, degasser, desander dan desilter.
Gambar I.5. Solid Control Equipment.
I. 5. Sistem Pencegahan Semburan Liar (Blow Out Preventer System)
Semburan liar (blow out) adalah peristiwa mengalirnya fluida formasi
dari dalam sumur secara tidak terkendali. Kejadian ini didahului dengan
masuknya fluida formasi ke dalam lubang bor (well kick). Peralatan pencegah
semburan liar ditempatkan pada kepala casing dibawah rotary table pada lantai
bor. Komponen – komponen Blow Out Preventer (BOP) system terdiri dari :
I. 5. 1. BOP Stack
BOP stack (peralatan dengan valve bertekanan tinggi yang didesain
untuk menahan tekanan lubang bor bila terjadi kick) meliputi :
Annular Preventer
Ditempatkan paling atas dari susunan BOP stack. Berisi rubber packing
element yang dapat menutup annulus baik lubang dalam keadaan kosong atau ada
rangkaian bor.
Pipe Ram Preventer
Menutup lubang bor pada waktu rangkaian pipa bor berada pada lubang.
Pipe ram preventer memiliki tiga jenis yang berbeda, yaitu :
a. Pipe Ram (menutup sumur jika ada pipa ukuran tertentu).
b. Blind Ram (menutup sumur jika tidak ada pipa didalamnya).
c. Shear Ram (menutup sumur apabila terjadi kick dengan memotong pipa
yang ada di dalamnya).
I. 5. 2. Accumulator
Ditempatkan pada jarak sekitar seratus meter dari rig, bekerja pada
BOP stack dengan high pressure hydraulis. Pada saat terjadi kick, crew dapat
dengan cepat menutup blow out preventer dengan menghidupkan kontrol pada
accumulator atau remote pada panel yang terletak di lantai bor. Unit ini
dijalankan pada saat crew sudah meninggalkan lantai bor.
I. 5. 3. Supporting System
Selain kedua hal diatas, terdapat supporting system untuk blow out,
yaitu :
Choke Manifold
Bekerja pada BOP stack dengan high pressure line disebut choke line.
Membantu menjaga back pressure dalam lubang bor untuk mencegah terjadinya
intrusi fluida formasi.
Kill Line
Bekerja dengan BOP stack, lumpur berat dipompakan melalui kill line
kedalam lumpur bor sampai tekanan hidrostatik lumpur dapat mengimbangi formasi.
Comments
Post a Comment