Sistem Hidrolilk dan Pompa Hidrolik

Tuesday, 28 May 2013
Posted by Forum Iptek Pembangunan SMKN 1 Cimahi
Sistem hidrolik adalah suatu system pemindah tenaga dengan menggunakan zat cair atau fluida sebagai perantara. Sistem hydraulic ini mempunyai banyak keunggulan dibanding jika menggunakan sistem mekanikal.
Adapun keuntungannya adalah sebagai berikut:
a.       Dapat menyalurkan torque dan gaya yang besar
b.      Pencegahan overload tidak sulit
c.       Kontrol gaya pengoperasian mudah dan cepat.
d.      Pergantian kecepatan lebih mudah
e.       Getaran yang timbul relatif lebih kecil
f.       Daya tahan lebih lama.

Mengenal Neutrino

Posted by Forum Iptek Pembangunan SMKN 1 Cimahi

Gambar tesebut merupakan  tangki tempat mendeteksi Neutrino berdiameter dalam 6 meter dan
panjang sekitar 14 meter, diletakkan 4850 kaki (sekitar 1,5 kilometer dibawah
tanah). Tangki ini diletakkan dibawah tanah supaya klor yang ada dalam tangki
tidak berinteraksi dengan partikel-partikel lain dari matahari, selain neutrino.

Sesuai dengan namanya, neutrino merupakan suatu partikel yang tidak
bermuatan listrik alias netral. Partikel ini diusulkan oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1930.
Ketika itu Pauli dan para fisikawan sedang pusing tujuh keliling karena tidak
dapat menjelaskan energi yang hilang dalam peristiwa peluruhan beta (beta decay)
yang mengubah netron menjadi proton dan elektron. Mereka bingung kenapa ada
energi yang hilang? Apakah energi itu tidak kekal? Apakah itu berarti energi bisa
dimusnahkan? Pauli kemudian mengambil inisiatif dan mengusulkan bahwa
energi yang hilang ini sebenarnya dipakai oleh suatu partikel yang tidak bermassa,
tidak terlihat dan bergerak dengan kecepatan cahaya.

Empat tahun kemudian, Enrico Fermi menamakan partikel ini, neutrino ( artinya “little neutral one”).
Tahun 1956 Reines dan Cowan menemukan neutrino dalam eksperimen di dalam
reaktor nuklir (Reines meraih hadiah nobel fisika tahun 1995).
Neutrino banyak dihasilkan dalam reaksi-reaksi fusi baik di Matahari
maupun bintang-bintang lain. Matahari menghasilkan sekitar dua ratus triliun
triliun triliun netrino setiap detik (nah hitung sendiri deh nolnya). Sedangkan
pada supernova (bintang yang meledak di akhir hidupnya) dapat menghasilkan
neutrino 1000 kali lebih banyak dari neutrino di Matahari.
Neutrino tidak berinteraksi dengan materi sehingga mereka bisa tembus
berbagai benda termasuk tubuh kita. Sekitar 65 miliar neutrino dari matahari tiap
cm kuadratnya tiap detik datang ke bumi

Bagaimana cara mendeteksi neutrino? Davis, menggunakan sebuah
tangki berisi 100 ton tetrakloroetilena, semacam cairan pembersih. Neutrino
mampu mengubah klor di dalam cairan ini menjadi radioaktif argon. Nah Argon
ini kemudian akan meluruh lagi menjadi klor dengan memancarkan elektron.
Elektron inilah yang diamati oleh detektor (alat pendeteksi). Detektor yang
digunakan oleh Davis di Homestake mines, South Dakota, mencatat bahwa energi
neutrino yang datang sekitar 0.81 megaelektronvolt

Kenapa orang mempelajari neutrino yang berasal dari Matahari (solar
neutrino) ini? Dengan mempelajari neutrino orang akan tahu berapa laju reaksi
fusi yang terjadi dibintang-bintang. Hasil ini akan membantu menjelaskan
bagaimana terjadinya evolusi bintang, berapa umur bintang dan bagaimana
matahari itu bersinar? Disamping itu dengan meneliti neutrino ini maka kita bisa
tahu apakah neutrino itu sungguh-sungguh tidak punya massa atau ada jenis
neutrino yang mempunyai massa. Ini penting untuk menguji kebenaran dari teori
fisika standard model yang memprediksi bahwa neutrino itu tidak bermassa

Sumber

Cara Kerja Sistem Refrigerasi

Posted by Forum Iptek Pembangunan SMKN 1 Cimahi
Penjelasan Siklus Refrigerasi
A-B : Un-useful superheat (kenaikan temperatur yg menambah beban kompresor) Sebisa mungkin dihindari kontak langsung antara pipa dan udara sekitarnya dgn cara menginsulasi pipa suction.
B-C : proses kompresi (gas refrigerant bertekanan dan temperatur rendah dinaikkan tekanannya sehingga temperaturnya lebih tinggi dari media pendingin di kondenser. Pada proses kompresi ini refrigerant mengalami superheat yg sangat tinggi.
C-D : Proses de-superheating (temperatur refrigerant mengalami pemurunan, tetapi tdk mengalami perubahan wujud, refrigerant masih dalam bentuk gas)
D-E : Proses kondensasi (terjadi perubahan wujud refrigerant dari gas menjadi cair tanpa merubah temperaturnya.
E-F : Proses sub-cooling di kondenser ( refrigerant yg sudah dalam bentuk cair masih membuang kalor ke udara sekitar sehingga mengalami penurunan temperatur). Sangat berguna untuk memastikan refrigerant dalam keadaan cair sempurna.
F-G : Proses sub-cooling di pipa liquid (Refrigerant cair masih mengalami penurunan temperatur karena temperaturnya masih diatas temperatur udara sekitar). Pipa liquid line tdk diinsulasi, agar terjadi perpindahan kalor ke udara, tujuannya untuk menambah kapasitas refrigerasi. (Note: dalam beberapa kasus ..pipa liquid harus diinsulasi…nanti dijelaskan dalam pembahasan khusus)
G-H : Proses ekspansi/penurunan tekanan (Refrigerant dalam bentuk cair diturunkan tekanannya sehingga temperatur saturasinya berada dibawah temperatur ruangan yg didinginkan, tujuannya agar refrigerant cair mudah menguap di evaporator dgn cara menyerap kalor dari udara yg dilewatkan ke evaporator)
Terjadi perubahan wujud refrigerant dari cair menjadi bubble gas sekitar 23% karena penurunan tekanan ini. Jadi refrigerant yg keluar dari katup ekspansi / masuk ke Evaporator dalam bentuk campuran sekitar 77% cairan dan 23% bubble gas.
H-I : Proses evaporasi (refrigerant yg bertemperatur rendah menyerap kalor dari udara yg dilewatkan ke evaporator. Terjadi perubahan wujud refrigerant dari cair menjadi gas. Terjadi juga penurunan temperatur udara keluar dari evaporator karena kalor dari udara diserap oleh refrigerant)
I-A : Proses superheat di evaporator: Gas refrigerant bertemperatur rendah masih menyerap kalor dari udara karena temperaturnya yg masih dibawah temperatur udara. Temperatur refrigerant mengalami kenaikan). Superheat ini berguna untuk memastikan refrigerant dalam bentuk gas sempurna sebelum masuk ke Kompresor.

Sumber

Jenis-Jenis Struktur Pada Jembatan

Posted by Forum Iptek Pembangunan SMKN 1 Cimahi
Jembatan adalah sebuah struktur yang sengaja dibangun untuk menyeberangi jurang atau rintangan seperti sungai, lembah, rel kereta api maupun jalan raya. Jembatan dibangun agar para pejalan kaki, pengemudi kendaraan atau kereta api dapat melintasi halangan-halangan tersebut. Namun ternyata ada banyak jenis jembatan yang tentunya berbeda-beda baik dari segi struktur maupun kekuatan sampai biaya pembangunannya. Berikut jenis-jenis struktur jembatan yang berhasil dihimpun.

Jembatan Alang (Beam Bridge)

Jembatan alang adalah struktur jembatan yang sangat sederhana dimana jembatan hanya berupa balok horizontal yang disangga oleh tiang penopang pada kedua pangkalnya. Asal usul struktur jembatan alang berawal dari jembatan balok kayu sederhana yang di pakai untuk menyeberangi sungai. Di zaman modern, jembatan alang terbuat dari balok baja yang lebih kokoh. Panjang sebuah balok pada jembatan alang biasanya tidak melebihi 250 kaki (76 m). Karena, semakin panjang balok jembatan, maka akan semakin lemah kekuatan dari jembatan ini. Oleh karena itu, struktur jembatan ini sudah jarang digunakan sekarang kecuali untuk jarak yang dekat saja. Jembatan alang terpanjang di dunia saat ini adalah jembatan alang yang terletak di Danau Pontchartrain Causeway di selatan Louisiana, Amerika Serikat. Jembatan ini memiliki panjang 23,83 mil (38,35 km), dan lebar 56 kaki (17 m).

Jembatan Penyangga (Cantilever Bridge)


Berbeda dengan jembatan alang, struktur jembatan penyangga berupa balok horizontal yang disangga oleh tiang penopang hanya pada salah satu pangkalnya. Pembangunan jembatan penyangga membutuhkan lebih banyak bahan dibanding jembatan alang. Jembatan penyangga biasanya digunakan untuk mengatasi masalah pembuatan jembatan apabila keadaan tidak memungkinkan untuk menahan beban jembatan dari bawah sewaktu proses pembuatan. Jembatan jenis ini agak keras dan tidak mudah bergoyang, oleh karena itu struktur jembatan penyangga biasanya digunakan untuk memuat jembatan rel kereta api. Jembatan penyangga terbesar di dunia saat ini adalah jembatan penyangga Quebec Bridge di Quebec, Kanada. Jembatan ini memiliki panjang 549 meter (1.801 kaki).

Jembatan Lengkung (Arch Bridge)

Jembatan lengkung memiliki dinding tumpuan pada setiap ujungnya. Jembatan lengkung yang paling awal diketahui dibangun oleh masyarakat Yunani, contohnya adalah Jembatan Arkadiko. Beban dari jembatan akan mendorong dinding tumpuan pada kedua sisinya. Dubai, Uni Emirat Arab saat ini sedang membangun Sheikh Rashid bin Saeed Crossing. Jembatan ini dijadwalkan akan selesai pada tahun 2012. Jika proses pembangunan telah selesai, jembatan ini akan menjadi jembatan lengkung terpanjang di dunia.

Jembatan Gantung (Suspension Bridge)

Dahulu, jembatan gantung yang paling awal digantungkan dengan menggunakan tali atau dengan potongan bambu. Jembatan gantung modern digantungkan dengan menggunakan kabel baja. Pada jembatan gantung modern, kabel menggantung dari menara jembatan kemudian melekat pada caisson (alat berbentuk peti terbalik yang digunakan untuk menambatkan kabel di dalam air) atau cofferdam (ruangan di air yang dikeringkan untuk pembangunan dasar jembatan). Caisson atau cofferdam akan ditanamkan jauh ke dalam lantai danau atau sungai. Jembatan gantung terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Akashi Kaikyo di Jepang. Jembatan ini memiliki panjang 12.826 kaki (3.909 m) .

Jembatan Kabel-Penahan (Cable-Stayed Bridge)

Seperti jembatan gantung, jembatan kabel-penahan ditahan dengan menggunakan kabel. Namun, yang membedakan jembatan kabel-penahan dengan jembatan gantung adalah bahwa pada sebuah jembatan kabel-penahan jumlah kabel yang dibutuhkan lebih sedikit dan menara jembatan menahan kabel yang lebih pendek. Jembatan kabel-penahan yang pertama dirancang pada tahun 1784 oleh CT Loescher. Jembatan kabel-penahan terpanjang di dunia saat ini adalah Jembatan Sutong yang melintas di atas Sungai Yangtze di China.

Jembatan Kerangka (Truss Bridge)

Jembatan kerangka adalah salah satu jenis tertua dari struktur jembatan modern. Jembatan kerangka dibuat dengan menyusun tiang-tiang jembatan membentuk kisi-kisi agar setiap tiang hanya menampung sebagian berat struktur jembatan tersebut. Kelebihan sebuah jembatan kerangka dibandingkan dengan jenis jembatan lainnya adalah biaya pembuatannya yang lebih ekonomis karena penggunaan bahan yang lebih efisien. Selain itu, jembatan kerangka dapat menahan beban yang lebih berat untuk jarak yang lebih jauh dengan menggunakan elemen yang lebih pendek daripada jambatan alang.

Sumber : Jenis-Jenis Struktur Pada Jembatan

Pembangunan Anjungan Lepas Pantai

Posted by Forum Iptek Pembangunan SMKN 1 Cimahi

Anjungan di Laut Pekerjaan penambangan minyak dan gas bumi lainnya, hampir dipastikan akan menelan biaya besar, teknologi tinggi, dan juga terkait dengan berbagai kepentingan. Pendek kata, pekerjaan penambangan merupakan suatu mega proyek, dari sisi investasi dan wujud fisik struktur yang ditangani.
Kebutuhan biaya besar dan teknologi tinggi ini akan semakin terasa bila menyangkut lokasi di lepas pantai; baik di perairan dalam (deepwater) atau bahkan di perairan sangat dalam (ultra deepwater). Hal ini disebabkan tingkat kesulitan, resiko, dan ketidakpastian yang lebih besar bila dibandingkan dengan pekerjaan di daratan pada umumnya.

Fabrikasi anjungan lepas pantai
Secara umum terdapat perbedaan yang sangat mendasar proses pembangunan sebuah anjungan lepas pantai dengan bangunan darat (land-base structures). Sebuah bangunan darat, proses pembangunannya sejak dari tahap awal hingga akhir dilakukan di tempat yang sama. Sebaliknya, sebuah anjungan lepas pantai, apapun jenisnya, dibangun atau difabrikasi di tempat yang berbeda dengan lokasi akhir tempat instalasinya. Perbedaan kondisi inilah yang menyebabkan perbedaan proses pembangunan dan teknologi yang diperlukan pada kedua bangunan.
Struktur anjungan lepas pantai dibangun di sebuah lapangan fabrikasi yang umumnya berlokasi di sekitar daerah pantai. Tidak jarang jarak antara tempat fabrikasi dan lokasi akhirnya (tempat beroperasinya), sangatlah jauh, dapat berupa lintas negara maupun lintas benua. Ambil contoh anjungan TLP West Seno. Struktur utamanya (bagian kolom dan ponton) dibangun di perusahaan Hyundai Heavy Industry, Korea Selatan, sedangkan lokasi operasinya terdapat di Selat Makasar, Indonesia.
Teknik pembangunan struktur utama anjungan lepas pantai dilakukan berdasarkan modul-modul. Secara garis besar biasanya terbagi atas modul struktur utama anjungan dan modul bagian bangunan atas (topside). Khusus untuk jenis struktur semi terapung (TLP, SPAR, FPSO dan lain-lain), masih terdapat modul atau sub-struktur lainnya berupa bagian struktur sistem tambatnya. Tiap-tiap modul tersebut masih dapat terbagi lagi menjadi beberapa sub-modul, tergantung dari dimensi modul dan kapasitas peralatan pembangunan yang ada. Dalam pekerjaan ini diperlukan derek-derek (crane) darat dengan kapasitas besar.
1.Spar_genesis
Gambar 1. Spar Genesis

Pada Gambar 1, contoh proses fabrikasi Spar Genesis. Lambung (hull) spar Genesis memiliki diameter 37.2 meter (122 feet) dan tinggi 215 meter (705 feet). Struktur lambung ini dibangun dalam dua tahap di galangan Aker Rauma’s Pori, Finlandia. Setengah bagian pertama berbobot 10.842 ton dan setengah bagian yang kedua dengan berat 15.861 ton. Di bagian tengah sumbu lambung spar ini terdapat ruang sebagai jalur sumur (well bay) berukuran 58 feet x 58 feet untuk mengakomodasi sekitar 20 slot sumur.
Contoh lainnya adalah fabrikasi topside spar terbesar di dunia, Spar “Holstein” (Gambar 2), yang dikerjakan dalam sejumlah modul-modul dengan berat mati total mencapai 18.200 ton. Topside tersebut terbagi atas bagian modul Utara, modul Selatan, dan rangka penopang modul. Modul Utara beratnya 8.370 ton terdiri atas peralatan proses. Modul Selatan dengan berat 5.324 ton terdiri dari bangunan akomodasi kru dan 3 buah generator turbin gas LM-2.500 yang mampu membangkitkan daya listrik 54 MegaWatt. Sementara itu rangka penopang modul memiliki berat 4.421 ton.
Modul_topside
Gambar 2. Modul topside Spar Holstein

Pengangkutan ke lokasi operasi
Tahapan berikutnya setelah proses pembangunan struktur utama di fabrication yard selesai adalah proses transportasi atau pengangkutan. Proses transportasi adalah memindahkan struktur utama ajungan (umumnya bagian hull) ke lokasi akhir tempat instalasinya. Fasilitas utama yang diperlukan dalam proses ini adalah sebuah kapal angkut khusus atau tongkang (barge) yang memiliki daya apung besar untuk menopang struktur dan membawanya ke lokasi instalasi di lepas pantai.
Kapal_khusus_Transshelf
Gambar 3. Kapal khusus Transshelf

Tahap awal proses transportasi adalah proses peluncuran (loadout), yaitu proses pemindahan dan peletakan struktur ke atas kapal angkut atau tongkang, dengan bantuan derek angkat atau bila memungkinkan memanfaatkan daya apung struktur atau sub-struktur yang akan diangkut itu sendiri. Sebelumnya, kapal angkut atau tongkangnya diposisikan di tempat terdekat dengan lapangan fabrikasi.
Proses ini termasuk tahap awal yang cukup kritis, karena stabilitas wahana angkutnya harus diperhitungkan dengan cermat setelah ada beban di atasnya. Selain itu juga harus dilakukan proses pengikatan sementara (tiedown) selama dalam transportasi, dengan cara yang tepat sesuai dengan disainnya. Kegagalan pada proses ini dapat mengakibatkan jatuhnya struktur ke dalam laut selama pengangkutan dan tidak menutup kemungkinan kegagalan tersebut bisa terjadi pada saat proses loadout. Selama proses transportasi, biasanya beberapa kapal tunda (tug boat) ikut mendampingi hingga lokasi akhir.
Pada Gambar 3, memperlihatkan keadaan setelah bagian lambung spar “Genesis” dipindahkan di atas kapal angkut setengah benam “Transshelf” di lapangan fabrikasi Aker Rauma’s Pori, Finlandia. Transportasi dilakukan dalam dua tahap. Setengah bagian pertama berbobot 10.842 ton ditransportasikan ke Corpus Christi dengan kapal angkut tersebut. Kemudian dua bulan berikutnya, dengan alat angkut yang sama, setengah bagian yang kedua dengan berat 15.861 ton segera dikirim.
TLP_Marco_Polo
Gambar 4. TLP Marco Polo

TLP Marco Polo, sebagai TLP yang dirakit di lokasi terdalam ke-2 (1.311 meter) setelah TLP Magnolia (1.425 meter), struktur hull-nya difabrikasi di Samsung Heavy Industries Yard SHI Koji Island, Korea Selatan. Kemudian diangkut menempuh jarak tidak kurang dari 13.000 mil dan tiba di Texas pada bulan Agustus 2003 (Gambar 4). Hull-nya berbobot 5.750 ton dengan displacement sebesar 27.500 ton dan payload 14.000 ton. Lebar hull-nya (dari ujung ke ujung) adalah 344 feet. Sedangkan jarak dari dasar struktur ke ujung atas kolomnya setinggi 196 feet dan tinggi sarat (draft) pada saat operasi normal adalah 129 feet.
Instalasi di lokasi operasi
Setelah struktur tiba di lokasi akhirnya di lepas pantai, maka selanjutnya dilakukan proses instalasi atau pemasangan. Proses ini secara garis besar meliputi tahap penegakan bagian hull anjungan kemudian dilanjutkan dengan tahap pemasangan bagian topside di atas hull-nya. Untuk jenis anjungan semi-terapung, sebelum dua tahap instalasi di atas, harus terlebih dulu dilakukan pemasangan sistem tambatnya di titik instalasinya. Semua proses ini dilakukan oleh kapal penarik dan derek tongkang dengan kapasitas angkat besar.
Pekerjaan instalasi spar Genesis dilakukan dengan derek tongkang 50 milik McDermott yang meliputi tiga fase yaitu: instalasi sistem tambat, bagian lambung, dan instalasi bangunan atasnya. Anjungan ini akan ditambatkan di lokasi operasinya dengan menggunakan suatu sistim tambat 14 titik (14-point mooring system). Tiap tali tambat tersusun atas rantai tambat berdiameter 5,25 inci sepanjang 250 feet, tali baja dengan diameter 5,25 inci sepanjang 3.000 feet dan rantai lambung sepanjang 1.150 feet.
Mengenai proses penegakan, untuk struktur utama anjungan yang didisain tanpa kemampuan apung sendiri (self buoyancy), seperti jenis jacket umumnya yang dipakai di perairan dangkal, maka proses penegakan sepenuhnya dilakukan oleh derek tongkang. Struktur jacket-nya diangkat dan ditenggelamkan dengan derek tongkang. Untuk kasus dimana ukuran jacket agak besar, maka proses pengangkatan bisa dilakukan sepotong demi sepotong, yang akhirnya dilakukan perakitan kembali dengan pengelasan di tempat. Sedangkan untuk jenis spar seperti Genesis ini, proses penegakannya dibantu oleh daya apung-sendiri dari hull-nya, selain pada akhirnya juga dilakukan oleh derek tongkang.
5.Penarikan_Hull
Gambar 5. Proses penarikan hull Genesis ke titik lokasi instalasi di Teluk Meksiko

Lambung spar yang sudah berada di sekitar lokasi instalasi ditarik dan diposisikan tepat di titik instalasinya dengan menggunakan derek tongkang (Gambar 5) sebelum mulai ditegakkan. Selanjutnya sekitar 178.000 ton air balas (water ballast) dimasukkan ke dalam sebagian kompartemen hull-nya untuk menenggelamkan bagian bawah strukturnya sehingga posisinya makin mendekati vertikal, dengan sudut kemiringan 70 derajat.
Tahap berikutnya adalah memutar hull hingga mencapai posisi vertikalnya dengan menggunakan derek tongkang. Untuk kasus Genesis hanya diperlukan waktu 76 detik untuk proses pemutaran ini (Gambar 6). Akhirnya lambung Spar diposisikan di sekitar pusat dari pola sistim tambatnya, kemudian ke-14 jalur penambatnya disambungkan pada pengait rantai di bagian badan lambungnya.
Proses penegakan hull Genesis
Gambar 6. Proses penegakan hull Genesis dengan derek tongkang hingga mencapai posisi vertikalnya

Sebagai tahap akhir dari proses instalasi adalah pemasangan topside di atas hull. Pemasangan ini juga dilakukan dengan derek apung dengan kapasitas angkat besar. Sebagai contoh, pada Gambar 7 memperlihatkan proses pemasangan modul topside dari TLP Marco Polo yang dioparasikan di perairan Teluk Meksiko, USA pada tahun 2004.
Proses instalasi topside
Gambar 7. Proses instalasi topside TLP Marco Polo

Struktur topside-nya terdiri dari tiga geladak (deck), yang disainnya dilakukan oleh Alliance Engineering dan difabrikasi di Corpus Christi. Berat angkatnya mencapai 6.300 ton dan berat operasinya sebesar 7.250 ton. Sementara itu ruang akomodasinya bisa memuat hingga 26 orang. Kapasitas pengolahan minyaknya mencapai 120.000 barel per hari dan 300 juta feet3 gas per hari. Operasi pengeborannya dilakukan dengan sebuah work-over rig berkapasitas 1.200 hp (house power). Anjungan ini memiliki enam pasang casing riser produksi, disamping dua riser baja catenary sebagai sistem pipa ekspor dengan diameter masing-masing sebesar 12,75 inci dan 18 inci. Selain itu terdapat enam buah pre-installed I-tubes untuk umbilikal dan provisi 12 riser flowline pada pengembangan selanjutnya.

Penutup
Semua rangkaian proses pembangunan anjungan lepas pantai mulai dari tahap fabrikasi, transportasi dan instalasi, tentu saja dikerjakan setelah terlebih dulu dilakukan proses disain. Hal ini harus dilakukan secermat mungkin oleh pihak yang kompeten dan berpengalaman. Faktor lain yang harus dicermati adalah kondisi cuaca. Tahap ini sangat sensitif terhadap perubahan kondisi laut pada saat itu. Pada saat berlangsungnya proses penggabungan antar modul struktur (misalnya antara struktur hull dengan sistim tambatnya) di site, perubahan kondisi gelombang atau arus yang drastis dan mendadak dapat menyebabkan penundaan bahkan menggagalkan pekerjaan pembangunan.
Sebuah pekerjaan mega project seperti di atas atau sejenisnya, tetap tak terhindari untuk melibatkan kapital yang sangat besar. Bahkan memungkinkan memberikan peluang penguasaan atas sumber energi yang strategis pada pihak tertentu yang menjanjikan manfaat ekonomi yang sangat menggiurkan. Terlepas dari faktor nonteknis lainnya, setiap pekerjaan di wilayah ini akan melahirkan tingkat sensitivitas yang tinggi dan senantiasa akan menjadi tempat bergumulnya banyak pihak dan kepentingan.

Sumber : Mengenal Pembangunan Anjungan Lepas Pantai

Proses Terjadinya Minyak dan Gas Bumi

Posted by Forum Iptek Pembangunan SMKN 1 Cimahi
Bagaimana terjadinya minyak dan gas bumi ?
Ada tiga faktor utama dalam pembentukan minyak dan/atau gas bumi, yaitu : Pertama, ada “bebatuan asal” (source rock) yang secara geologis memungkinkan terjadinya pembentukan minyak dan gas bumi.
waktugeologi
Kedua, adanya perpindahan (migrasi) hidrokarbon dari bebatuan asal menuju ke “bebatuan reservoir” (reservoir rock), umumnya sandstone atau limestone yang berpori-pori (porous) dan ukurannya cukup untuk menampung hidrokarbon tersebut.
Ketiga, adanya jebakan (entrapment) geologis. Struktur geologis kulit bumi yang tidak teratur bentuknya, akibat pergerakan dari bumi sendiri (misalnya gempa bumi dan erupsi gunung api) dan erosi oleh air dan angin secara terus menerus, dapat menciptakan suatu “ruangan” bawah tanah yang menjadi jebakan hidrokarbon. Kalau jebakan ini dilingkupi oleh lapisan yang impermeable, maka hidrokarbon tadi akan diam di tempat dan tidak bisa bergerak kemana-mana lagi.
Temperatur bawah tanah, yang semakin dalam semakin tinggi, merupakan faktor penting lainnya dalam pembentukan hidrokarbon. Hidrokarbon jarang terbentuk pada temperatur kurang dari 65 oC dan umumnya terurai pada suhu di atas 260 oC. Hidrokarbon kebanyakan ditemukan pada suhu moderat, dari 107 ke 177 oC.
Apa saja komponen-komponen pembentuk minyak bumi ?
Minyak bumi merupakan campuran rumit dari ratusan rantai hidrokarbon, yang umumnya tersusun atas 85% karbon (C) dan 15% hidrogen (H). Selain itu, juga terdapat bahan organik dalam jumlah kecil dan mengandung oksigen (O), sulfur (S) atau nitrogen (N). Apakah ada perbedaan dari jenis-jenis minyak bumi ?. Ya, ada 4 macam yang digolongkan menurut umur dan letak kedalamannya, yaitu: young-shallow, old-shallow, young-deep dan old-deep.
Minyakbumi young-shallow biasanya bersifat masam (sour), mengandung banyak bahan aromatik, sangat kental dan kandungan sulfurnya tinggi. Minyak old-shallow biasanya kurang kental, titik didih yang lebih rendah, dan rantai paraffin yang lebih pendek. Old-deep membutuhkan waktu yang paling lama untuk pemrosesan, titik didihnya paling rendah dan juga viskositasnya paling encer.  Sulfur yang terkandung dapat teruraikan menjadi H2S yang dapat lepas, sehingga old-deep adalah minyak mentah yang dikatakan paling “sweet”. Minyak semacam inilah yang paling diinginkan karena dapat menghasilkan bensin (gasoline) yang paling banyak.
Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk membentuk minyak bumi ?
Sekitar 30-juta tahun di pertengahan jaman Cretaceous, pada akhir jaman dinosaurus, lebih dari 50% dari cadangan minyak dunia yang sudah diketahui terbentuk. Cadangan lainnya bahkan diperkirakan lebih tua lagi. Dari sebuah fosil yang diketemukan bersamaan dengan minyak bumi dari jaman Cambrian, diperkirakan umurnya sekitar 544 sampai 505-juta tahun yang lalu.
Para  geologis  umumnya  sependapat  bahwa  minyak  bumi  terbentuk  selama  jutaan  tahun  dari organisme, tumbuhan dan hewan, berukuran sangat kecil yang hidup di lautan purba. Begitu organisme laut ini mati, badannya terkubur di dasar lautan lalu tertimbun pasir dan lumpur, membentuk lapisan yang kaya zat organik yang akhirnya akan menjadi batuan endapan (sedimentary rock). Proses ini berulang terus, satu lapisan menutup lapisan sebelumnya. Lalu selama jutaan tahun berikutnya, lautan di bumi ada yang menyusut atau berpindah tempat. Deposit  yang  membentuk  batuan  endapan  umumnya  tidak  cukup  mengandung  oksigen  untuk mendekomposisi material organik tadi secara komplit. Bakteri mengurai zat ini, molekul demi molekul, menjadi material yang kaya hidrogen dan karbon. Tekanan dan temperatur yang semakin tinggi dari lapisan  bebatuan  di  atasnya  kemudian  mendistilasi  sisa-sisa  bahan  organik,  lalu  pelan-pelan mengubahnya menjadi minyak bumi dan gas alam. Bebatuan yang mengandung minyak bumi tertua diketahui berumur lebih dari 600-juta tahun. Yang paling muda berumur sekitar 1-juta tahun. Secara umum bebatuan dimana diketemukan minyak berumur antara 10-juta dan 270-juta tahun.

Bagaimana caranya menemukan minyak bumi ?

Ada berbagai macam cara : observasi geologi, survei gravitasi, survei magnetik, survei seismik, membor sumur uji, atau dengan educated guess dan faktor keberuntungan.
Survei gravitasi : metode ini mengukur variasi medan gravitasi bumi yang disebabkan perbedaan densitas material di struktur geologi kulit bumi.
Survei magnetik : metode ini mengukur variasi medan magnetik bumi yang disebabkan perbedaan properti magnetik dari bebatuan di bawah permukaan.

Kedua survei ini biasanya dilakukan di wilayah yang luas seperti misalnya suatu cekungan (basin). Dari hasil pemetaan ini, baru metode seismik umumnya dilakukan.
Survei seismik menggunakan gelombang kejut (shock-wave) buatan yang diarahkan untuk melalui bebatuan menuju target reservoir dan daerah sekitarnya. Oleh berbagai lapisan material di bawah tanah, gelombang kejut ini akan dipantulkan ke permukaan dan ditangkap oleh alat receivers sebagai pulsa tekanan (oleh hydrophone di daerah perairan) atau sebagai percepatan (oleh geophone di darat). Sinyal pantulan ini lalu diproses secara digital menjadi sebuah peta akustik bawah permukaan untuk kemudian dapat diinterpretasikan.

Aplikasi metode seismik :
  1. Tahap eksplorasi : untuk menentukan struktur dan stratigrafi endapan dimana sumur nanti akan digali.
  2. Tahap penilaian dan pengembangan : untuk mengestimasi volume cadangan hidrokarbon dan untuk menyusun rencana pengembangan yang paling baik.
  3. Pada fase produksi : untuk memonitor kondisi reservoir, seperti menganalisis kontak antar fluida reservoir (gas-minyak-air), distribusi fluida dan perubahan tekanan reservoir.
gambar2
Setelah kita yakin telah menemukan minyak, apa selanjutnya ?
Setelah mengevaluasi reservoir, selanjutnya tahap mengembangkan reservoir. Yang pertama dilakukan adalah membangun sumur (well-construction) meliputi pemboran (drilling), memasang tubular sumur (casing) dan penyemenan (cementing). Lalu proses completion untuk membuat sumur siap digunakan.
Proses ini meliputi perforasi yaitu pelubangan dinding sumur; pemasangan seluruh pipa-pipa dan katup produksi beserta asesorinya untuk mengalirkan minyak dan gas ke permukaan; pemasangan kepala sumur (wellhead atau chrismast tree) di permukaan; pemasangan berbagai peralatan keselamatan,
pemasangan pompa kalau diperlukan, dsb. Jika dibutuhkan, metode stimulasi juga dilakukan dalam fase ini. Selanjutnya well-evaluation untuk mengevaluasi kondisi sumur dan formasi di dalam sumur. Teknik yang paling umum dinamakan logging yang dapat dilakukan pada saat sumur masih dibor ataupun sumurnya sudah jadi.

Ada berapa macam jenis sumur ?

Di dunia perminyakan umumnya dikenal tiga macam jenis sumur :
Pertama, sumur eksplorasi (sering disebut juga wildcat) yaitu sumur yang dibor untuk menentukan apakah terdapat minyak atau gas di suatu tempat yang sama sekali baru.

Jika sumur eksplorasi menemukan minyak atau gas, maka beberapa sumur konfirmasi (confirmation well) akan dibor di beberapa tempat yang berbeda di sekitarnya untuk memastikan apakah kandungan hidrokarbonnya cukup untuk dikembangkan. Ketiga, sumur pengembangan (development well) adalah sumur yang dibor di suatu lapangan minyak  yang telah eksis. Tujuannya untuk mengambil hidrokarbon semaksimal mungkin dari lapangan tersebut.

Istilah persumuran lainnya :
  • Sumur produksi : sumur yang menghasilkan hidrokarbon, baik minyak, gas ataupun keduanya. Aliran fluida dari bawah ke atas.
  • Sumur injeksi : sumur untuk menginjeksikan fluida tertentu ke dalam formasi (lihat Enhanced Oil Recovery di bagian akhir). Aliran fluida dari atas ke bawah.
  • Sumur vertikal : sumur yang bentuknya lurus dan vertikal.
  • Sumur berarah (deviated well, directional well) : sumur yang bentuk geometrinya tidak lurus  vertikal, bisa berbentuk huruf S, J atau L.
  • Sumur horisontal : sumur dimana ada bagiannya yang berbentuk horisontal. Merupakan bagian dari sumur berarah.
Apakah rig ? Apa saja jenis-jenisnya ?
Rig adalah serangkaian peralatan khusus yang digunakan untuk membor sumur atau mengakses sumur. Ciri utama rig adalah adanya menara yang terbuat dari baja yang digunakan untuk menaikturunkan pipa-pipa tubular sumur.
Umumnya, rig dikategorikan menjadi dua macam menurut tempat beroperasinya :
  1. Rig darat (land-rig) : beroperasi di darat.
  2. Rig laut (offshore-rig) : beroperasi di atas permukaan air (laut, sungai, rawa-rawa, danau atau delta sungai).
Ada bermacam-macam offshore-rig yang digolongkan berdasarkan kedalaman air :
  1. Swamp barge : kedalaman air maksimal 7m saja. Sangat umum dipakai di daerah rawa-rawa atau delta sungai.
  2. Tender barge : mirip swamp barge tetapi di pakai di perairan yang lebih dalam.
  3. Jackup rig : platform yang dapat mengapung dan mempunyai tiga atau empat “kaki” yang dapat dinaik-turunkan. Untuk dapat dioperasikan, semua kakinya harus diturunkan sampai menginjak dasar laut.Terus badan rig akan diangkat sampai di atas permukaan air sehingga bentuknya menjadi semacam platform tetap. Untuk berpindah dari satu tempat ke tempat lain, semua kakinya haruslah dinaikan terlebih dahulu sehingga badan rig mengapung di atas permukaan air. Lalu rig ini ditarik menggunakan beberapa kapal tarik ke lokasi yang dituju. Kedalaman operasi rig jackup adalah dari 5m sampai 200m.
  4. Drilling jacket     : platform struktur baja, umumnya berukuran kecil dan cocok dipakai di laut tenang dan dangkal. Sering dikombinasikan dengan rig jackup atau tender barge.
  5. Semi-submersible rig : sering hanya disebut “semis” merupakan rig jenis mengapung. Rig ini “diikat” ke dasar laut menggunakan tali mooring dan jangkar agar posisinya tetap di permukaan. Dengan menggunakan thruster, yaitu semacam baling-baling di sekelilingnya, rig semis mampu mengatur posisinya secara dinamis. Rig semis sering digunakan jika lautnya terlalu dalam untuk rig jackup. Karena karakternya yang sangat stabil, rig ini juga popular dipakai di daerah laut berombak besar dan bercuaca buruk.
  6. Drill ship : prinsipnya menaruh rig di atas sebuah kapal laut. Sangat cocok dipakai di daerah laut dalam. Posisi kapal dikontrol oleh sistem thruster berpengendali komputer. Dapat bergerak sendiri dan daya muatnya yang paling banyak membuatnya sering dipakai di daerah terpencil atau jauh dari darat.

Dari fungsinya, rig dapat digolongkan menjadi dua macam :
  1. Drilling rig    : rig yang dipakai untuk membor sumur, baik sumur baru, cabang sumur baru maupun memperdalam sumur lama.
  2. Workover rig : fungsinya untuk melakukan sesuatu terhadap sumur yang telah ada, misalnya untuk perawatan, perbaikan, penutupan, dsb.
gambar3
gambar4
gambar5
gambar6
gambar7
Apa saja komponen rig ?
Komponen rig dapat digolongkan menjadi lima bagian besar :
  1. Hoisting system: fungsi utamanya menurunkan dan menaikkan tubular (pipa pemboran, peralatan completion atau pipa produksi) masuk-keluar lubang sumur. Menara rig (mast atau derrick) termasuk dalam sistem ini.
  2. Rotary  system:  berfungsi  untuk  memutarkan  pipa-pipa  tersebut  di  dalam  sumur. Pada pemboran  konvensional,  pipa  pemboran    (drill  strings)  memutar  mata-bor(drill bit)  untuk menggali sumur.
  3. Circulation system : untuk mensirkulasikan fluida pemboran keluar masuk sumur dan menjaga agar properti lumpur seperti yang diinginkan. Sistem ini meliputi (1) pompa tekanan tinggi untuk memompakan   lumpur   keluar   masuk-sumur   dan   pompa   tekanan   rendah   untuk mensirkulasikannya di permukaan, (2) peralatan untuk mengkondisikan lumpur: shale shaker berfungsi untuk memisahkan solid hasil pemboran (cutting)  dari lumpur; desander  untuk memisahkan pasir; degasser untuk mengeluarkan gas, desilter untuk memisahkan partikel solid berukuran kecil, dsb.
  4. Blowout  prevention  system:  peralatan  untuk  mencegah  blowout (meledaknya  sumur  di permukaan akibat tekanan tinggi dari dalam sumur). Yang utama adalah BOP (Blow Out preventer) yang tersusun atas berbagai katup (valve) dan dipasang di kepala sumur (wellhead).
  5. Power system : yaitu sumber tenaga untuk menggerakan semua sistem di atas dan juga untuk suplai listrik. Sebagai sumber tenaga, biasanya digunakan mesin diesel berkapasitas besar.
gambar8
gambar9

Mengapa digunakan lumpur untuk pemboran ?

Lumpur umumnya campuran dari tanah liat (clay), biasanya bentonite, dan air yang digunakan untuk membawa cutting ke atas permukaan. Lumpur berfungsi sebagai lubrikasi dan medium pendingin untuk pipa pemboran dan mata bor. Lumpur merupakan komponen penting dalam pengendalian sumur (wellcontrol), karena tekanan hidrostatisnya dipakai untuk mencegah fluida formasi masuk ke dalam sumur. Lumpur juga digunakan untuk membentuk lapisan solid sepanjang dinding sumur (filter-cake) yang berguna untuk mengontrol fluida yang hilang ke dalam formasi (fluid-loss).

Bagaimana pengerjaan pemboran sumur dilakukan ?

Pemboran sumur dilakukan dengan mengkombinasikan putaran dan tekanan pada mata bor. Pada pemboran konvensional, seluruh pipa bor diputar dari atas permukaan oleh alat yang disebut turntable. Turntable ini diputar oleh mesin diesel, baik secara elektrik ataupun transmisi mekanikal. Dengan berputar, roda gerigi di mata bor akan menggali bebatuan. Daya dorong mata bor diperoleh dari berat pipa bor. Semakin dalam sumur dibor, semakin banyak pipa bor yang dipakai dan disambung satu persatu. Selama pemboran lumpur dipompakan dari pompa lumpur masuk melalui dalam pipa bor ke
bawah menuju mata bor. Nosel di mata bor akan menginjeksikan lumpur tadi keluar dengan kecepatan tinggi yang akan membantu menggali bebatuan. Kemudian lumpur naik kembali ke permukaan lewat annulus, yaitu celah antara lubang sumur dan pipa bor, membawa cutting hasil pemboran.
gambar10
Mengapa pengerjaan logging dilakukan ?
Logging adalah teknik untuk mengambil data-data dari formasi dan lubang sumur dengan menggunakan instrumen khusus. Pekerjaan yang dapat dilakukan meliputi pengukuran data-data properti elektrikal (resistivitas dan konduktivitas pada berbagai frekuensi), data nuklir secara aktif dan pasif, ukuran lubang sumur, pengambilan sampel fluida formasi, pengukuran tekanan formasi, pengambilan material formasi (coring) dari dinding sumur, dsb.

Logging tool (peralatan utama logging, berbentuk pipa pejal berisi alat pengirim dan sensor penerima sinyal) diturunkan ke dalam sumur melalui tali baja berisi kabel listrik ke kedalaman yang diinginkan. Biasanya pengukuran dilakukan pada saat logging tool ini ditarik ke atas. Logging tool akan mengirim sesuatu “sinyal” (gelombang suara, arus listrik, tegangan listrik, medan magnet, partikel nuklir, dsb.) ke dalam formasi lewat dinding sumur. Sinyal tersebut akan dipantulkan oleh berbagai macam material di dalam formasi dan juga material dinding sumur. Pantulan sinyal kemudian ditangkap oleh sensor penerima di dalam logging tool lalu dikonversi menjadi data digital dan ditransmisikan lewat kabel logging ke unit di permukaan. Sinyal digital tersebut lalu diolah oleh seperangkat komputer menjadi berbagai macam grafik dan tabulasi data yang diprint pada continuos paper yang dinamakan log.
Kemudian log tersebut akan diintepretasikan dan dievaluasi oleh geologis dan ahli geofisika. Hasilnya sangat penting untuk pengambilan keputusan baik pada saat pemboran ataupun untuk tahap produksi nanti.
gambar11


Logging-While-Drilling (LWD) adalah pengerjaan logging yang dilakukan bersamaan pada saat membor. Alatnya dipasang di dekat mata bor. Data dikirimkan melalui pulsa tekanan lewat lumpur pemboran ke sensor di permukaan. Setelah diolah lewat serangkaian komputer, hasilnya juga berupa grafik log di atas kertas. LWD berguna untuk memberi informasi formasi (resistivitas, porositas, sonic dan gammaray) sedini mungkin pada saat pemboran.

Mud logging adalah pekerjaan mengumpulkan, menganalisis dan merekam semua informasi dari partikel solid, cairan dan gas yang terbawa ke permukaan oleh lumpur pada saat pemboran. Tujuan utamanya adalah untuk mengetahui berbagai parameter pemboran dan formasi sumur yang sedang dibor.
gambar12

Mengapa sumur harus disemen ?

Penyemenan sumur digolongkan menjadi dua bagian :
Pertama, primary cementing, yaitu penyemenan pada saat sumur sedang dibuat. Sebelum penyemenan ini dilakukan, casing dipasang dulu sepanjang lubang sumur. Campuran semen (semen + air + aditif) dipompakan ke dalam annulus (ruang/celah antara dua tubular yang berbeda ukuran, bisa casing
dengan lubang sumur, bisa casing dengan casing). Fungsi utamanya untuk pengisolasian berbagai macam lapisan formasi sepanjang sumur agar tidak saling berkomunikasi. Fungsi lainnya menahan beban aksial casing dengan casing berikutnya, menyokong casing dan menyokong lubang sumur (borehole).
Kedua, remedial cementing, yaitu penyemenan pada saat sumurnya sudah jadi. Tujuannya bermacammacam, bisa untuk mereparasi primary cementing yang kurang sempurna, bisa untuk menutup berbagai macam lubang di dinding sumur yang tidak dikehendaki (misalnya lubang perforasi yang akan disumbat, kebocoran di casing, dsb.), dapat juga untuk menyumbat lubang sumur seluruhnya. Semen yang digunakan adalah semen jenis Portland biasa. Dengan mencampurkannya dengan air, jadilah bubur semen (cement slurry). Ditambah dengan berbagai macam aditif, properti semen dapat divariasikan dan dikontrol sesuai yang dikehendaki.

Semen, air dan bahan aditif dicampur di permukaan dengan memakai peralatan khusus. Sesudah menjadi bubur semen, lalu dipompakan ke dalam sumur melewati casing. Kemudian bubur semen ini didorong dengan cara memompakan fluida lainnya, seringnya lumpur atau air, terus sampai ke dasar sumur, keluar dari ujung casing masuk lewat annulus untuk naik kembali ke permukaan. Diharapkan seluruh atau sebagian dari annulus ini akan terisi oleh bubur semen. Setelah beberapa waktu dan semen sudah mengeras, pemboran bagian sumur yang lebih dalam dapat dilanjutkan.
gambar13
Untuk apa directional drilling dilakukan ?
Secara konvensional sumur dibor berbentuk lurus mendekati arah vertikal. Directional drilling (pemboran berarah) adalah pemboran sumur dimana lubang sumur tidak lurus vertikal, melainkan terarah untuk mencapai target yang diinginkan.
Tujuannya dapat bermacam-macam :
  1. Sidetracking : jika ada rintangan di depan lubang sumur yang akan dibor, maka lubang sumu dapat dielakkan atau dibelokan untuk menghindari rintangan tersebut.
  2. Jikalau reservoir yang diinginkan terletak tepat di bawah suatu daerah yang tidak mungkin dilakukan pemboran, misalnya kota, pemukiman penduduk, suaka alam atau suatu tempat yang lingkungannya sangat sensitif. Sumur dapat mulai digali dari tempat lain dan diarahkan menuju reservoir yang bersangkutan.
  3. Untuk menghindari salt-dome (formasi garam yang secara kontinyu terus bergerak) yang dapat merusak  lubang  sumur.  Sering  hidrokarbon  ditemui  dibawah  atau  di  sekitar  salt-dome. Pemboran berarah dilakukan untuk dapat mencapai reservoir tersebut dan menghindari salt-dome.
  4. Untuk menghindari fault (patahan geologis).
  5. Untuk membuat cabang beberapa sumur dari satu lubung sumur saja di permukaan.
  6. Untuk mengakses reservoir yang terletak di bawah laut tetapi rignya terletak didarat sehingga dapat lebih murah.
  7. Umumnya di offshore, beberapa sumur dapat dibor dari satu platform yang sama sehingga lebih mudah, cepat dan lebih murah.
  8. Untuk relief well ke sumur yang sedang tak terkontrol (blow-out).
  9. Untuk membuat sumur horizontal dengan tujuan menaikkan produksi hidrokarbon.
  10. Extended reach : sumur yg mempunyai bagian horizontal yang panjangnya lebih dari 5000m.
  11. Sumur multilateral : satu lubang sumur di permukaan tetapi mempunyai beberapa cabang secara lateral di bawah, untuk dapat mengakses beberapa formasi hidrokarbon yang terpisah.


Pemboran berarah dapat dikerjakan dengan peralatan membor konvensional, dimana pipa bor diputar dari permukaan untuk memutar mata bor di bawah. Kelemahannya, sudut yang dapat dibentuk sangat terbatas. Pemboran berarah sekarang lebih umum dilakukan dengan memakai motor berpenggerak lumpur (mud motor) yang akan memutar mata bor dan dipasang di ujung pipa pemboran. Seluruh pipa pemboran dari permukaan tidak perlu diputar, pipa pemboran lebih dapat “dilengkungkan” sehingga lubang sumur dapat lebih fleksibel untuk diarahkan.

Apakah perforating ?
Perforasi (perforating) adalah proses pelubangan dinding sumur (casing dan lapisan semen) sehingga sumur dapat berkomunikasi dengan formasi. Minyak atau gas bumi dapat mengalir ke dalam sumur melalui lubang perforasi ini.
Perforating  gun  yang  berisi  beberapa  shaped-charges  diturunkan  ke  dalam  sumur  sampai  ke kedalaman formasi yang dituju. Shaped-charges ini kemudian diledakan dan menghasilkan   semacam semburan jet campuran fluida cair dan gas dari bahan metal bertekanan tinggi (jutaan psi) dan kecepatan tinggi (7000 m/s) yang mampu menembus casing baja dan lapisan semen. Semua proses ini terjadi dalam waktu yang sangat singkat (17μs).

Perforasi dapat dilakukan secara elektrikal dengan menggunakan peralatan logging atau juga secara mekanikal lewat tubing (TCP-Tubing Conveyed Perforations).
gambar14

Apa artinya Well Testing ?

Well testing adalah metode untuk mendapatkan berbagai properti dari reservoir secara dinamis dan hasilnya lebih akurat dalam jangka panjang.
Tujuannya:
  • Untuk memastikan apakah sumur akan mengalir dan berproduksi.
  • Untuk mengetahui berapa banyak kandungan hidrokarbon di dalam reservoir dan kualitasnya.
  • Untuk memperkirakan berapa lama reservoirnya akan berproduksi dan berapa lama akan menghasilkan keuntungan secara ekonomi.

Teknik ini dilakukan dengan mengkondisikan reservoir ke keadaan dinamis dengan cara memberi gangguan sehingga tekanan reservoirnya akan berubah. Jika reservoirnya sudah/sedang berproduksi, tes dilakukan dengan cara menutup sumur untuk mematikan aliran fluidanya. Teknik ini disebut buildup test. Jika reservoirnya sudah lama idle, maka sumur dialirkan kembali. Teknik ini disebut drawdown test.

Apakah tujuan stimulasi ?

Stimulasi (stimulation) adalah proses mekanikal dan/atau chemical yang ditujukan untuk menaikan laju produksi dari suatu sumur. Metode stimulasi dapat dikategorikan tiga macam yang semuanya memakai fluida khusus yang dipompakan ke dalam sumur.

Pertama, wellbore cleanup. Fluida treatment dipompakan hanya ke dalam sumur, tidak sampai ke formasi. Tujuan utamanya untuk membersihkan lubang sumur dari berbagai macam kotoran, misalnya deposit asphaltene, paraffin, penyumbatan pasir, dsb. Fluida yang digunakan umumnya campuran asam (acid) karena sifatnya yang korosif.
Yang kedua adalah yang disebut stimulasi matriks. Fluida diinjeksikan ke dalam formasi hidrokarbon tanpa memecahkannya. Fluida yang dipakai juga umumnya campuran asam. Fluida ini akan “memakan” kotoran di sekitar lubang sumur dan membersihkannya sehingga fluida hidrokarbon akan mudah mengalir masuk ke dalam lubang sumur.

Teknik ketiga dinamakan fracturing; fluida diinjeksikan ke dalam formasi dengan laju dan tekanan tertentu sehingga formasi akan pecah atau merekah. Pada propped fracturing, material proppant (mirip pasir) digunakan untuk menahan rekahan formasi agar tetap terbuka. Sementara pada acid fracturing, fluida campuran asam digunakan untuk melarutkan material formasi di sekitar rekahan sehingga rekahan tersebut menganga terbuka. Rekahan ini akan menjadi semacam jalan tol berkonduktivitas tinggi dimana fluida hidrokarbon dapat mengalir dengan lebih optimum masuk ke dalam sumur.
gambar15

Apakah yang dimaksud dengan artificial lift ?

Artificial lift adalah metode untuk mengangkat hidrokarbon, umumnya minyak bumi, dari dalam sumur ke atas permukaan. Ini biasanya dikarenakan tekanan reservoirnya tidak cukup tinggi untuk mendorong minyak sampai ke atas ataupun tidak ekonomis jika mengalir secara alamiah.
Artificial lift umumnya terdiri dari lima macam yang digolongkan menurut jenis peralatannya.
Pertama  adalah  yang  disebut  subsurface  electrical  pumping,  menggunakan  pompa  sentrifugal bertingkat yang digerakan oleh motor listrik dan dipasang jauh di dalam sumur.
gambar16
Yang kedua adalah sistem gas lifting, menginjeksikan gas (umumnya gas alam) ke dalam kolom minyak di dalam sumur sehingga berat minyak menjadi lebih ringan dan lebih mampu mengalir sampai ke permukaan.
gambar17
Teknik ketiga dengan menggunakan pompa elektrikal-mekanikal yang dipasang di permukaan yang umum disebut sucker rod pumping atau juga beam pump. Menggunakan prinsip katup searah (check valve), pompa ini akan mengangkat fluida formasi ke permukaan. Karena pergerakannya naik turun seperti mengangguk, pompa ini terkenal juga dengan julukan pompa angguk.


Metode keempat disebut sistem jet pump. Fluida dipompakan ke dalam sumur bertekanan tinggi lalu disemprotkan lewat nosel ke dalam kolom minyak. Melewati lubang nosel, fluida ini akan bertambah kecepatan dan energi kinetiknya sehingga mampu mendorong minyak sampai ke permukaan.
Terakhir, sistem yang memakai progressive cavity pump (sejenis dengan mud motor). Pompa dipasang di dalam sumur tetapi motor dipasang di permukaan. Keduanya dihubungkan dengan batang baja yang disebut sucker rod.
gambar18

gambar19
gambar20

Apa yang dimaksud dengan Enhanced Oil Recovery ?
EOR merupakan teknik lanjutan untuk mengangkat minyak jika berbagai teknik dasar sudah dilakukan tetapi hasilnya tidak seperti yang diharapkan atau tidak ekonomis. Ada tiga macam teknik EOR yang umum :
  1. Teknik termal : menginjeksikan fluida bertemperatur tinggi ke dalam formasi untuk menurunkan viskositas minyak sehingga mudah mengalir. Dengan menginjeksikan fluida tersebut, juga diharapkan tekanan reservoir akan naik dan minyak akan terdorong ke arah sumur produksi. Merupakan  teknik  EOR  yang  paling  popular.  Seringnya  menggunakan  air  panas (water injection) atau uap air (steam injection).
  2. Teknik chemica l: menginjeksikan bahan kimia berupa surfactant atau bahan polimer untuk mengubah properti fisika dari minyak ataupun fluida yang dipindahkan. Hasilnya, minyak dapat lebih mudah mengalir.
  3. Proses miscible : menginjeksikan fluida pendorong yang akan bercampur dengan minyak untuk lalu diproduksi. Fluida yang digunakan misalnya larutan hidrokarbon, gas hidrokarbon, CO2 ataupun gas nitrogen.
gambar21
Selain bahan bakar, apa saja yang dapat dibuat dari minyak dan gas ?
Ban mobil, disket komputer, kantung plastik, sandal, tali nilon, boneka, bandage, colokan listrik, crayon warna, atap rumah, skrin teras rumah, kamera, lem, foto, kapsul untuk obat, aspirin, pupuk, tuts piano, lipstik, jam digital, gantole, kacamata, kartu kredit, balon, shampo, bola golf, cat rumah, lensa kontak, antiseptik, piring, cangkir, tenda, deodorant, pasta gigi, obat serangga, CD, gorden bak mandi, pengering rambut, parfum, bola sepak, pakaian, krim pencukur jenggot, tinta, koper, pelampung, pewarna  buatan,  kacamata  keselamatan,  pakaian  dalam,  lilin,  payung,  mobil-mobilan,  keyboard komputer, pengawet makanan, pulpen …. dan lain-lain tak terhitung lagi banyaknya. 


Sumber : Proses Pembentukan Minyak Bumi

Perang Arus (War of Currents) - Edison VS Tesla - DC VS AC

Posted by Forum Iptek Pembangunan SMKN 1 Cimahi
Thomas Alfa Edison dan Nikola Tesla merupakan dua nama tokoh hebat sepanjang sejarah. Penemuan-penemuan mereka memiliki peran penting di dunia modern hingga saat ini. Jika berbicara mengenai kedua tokoh tersebut, yang terlintas dalam benak kita ialah tentang perang arus (war of currents atau battle of currents). Bila Thomas Alfa Edison terkenal sebagai penemu generator arus searah, maka Nikolas Tesla adalah penemu generator arus bolak balik. Nikola Tesla merupakan pemenang dalam perang arus, yaitu persaingan antara George Westinghouse dan Thomas Edison untuk mengukuhkan apakah AC atau (DC) akan digunakan untuk transmisi listrik.

Thomas Alfa Edison


Thomas Alfa Edison yang merupakan penemu dan pengusaha yang mengembangkan banyak peralatan penting. Si Penyihir Menlo Park ini merupakan salah seorang penemu pertama yang menerapkan prinsip produksi massal pada proses penemuan. Ia lahir di Milan, Ohio, Amerika Serikat pada tanggal 11 Februari 1847. Pada masa kecilnya di Amerika Serikat, Edison selalu mendapat nilai buruk di sekolahnya. Oleh karena itu ibunya memberhentikannya dari sekolah dan mengajar sendiri di rumah. Di rumah dengan leluasa Edison kecil dapat membaca buku-buku ilmiah dewasa dan mulai mengadakan berbagai percobaan ilmiah sendiri. Pada Usia 12 tahun ia mulai bekerja sebagai penjual koran, buah-buahan dan gula-gula di kereta api. Kemudian ia menjadi operator telegraf, Ia pindah dari satu kota ke kota lain. Di New York ia diminta untuk menjadi kepala mesin telegraf yang penting. Mesin-mesin itu mengirimkan berita bisnis ke seluruh perusahaan terkemuka di New York.
Pada tahun 1870 ia menemukan mesin telegraf yang lebih baik. Mesin-mesinnya dapat mencetak pesan-pesan di atas pita kertas yang panjang. Uang yang dihasilkan dari penemuannya itu cukup untuk mendirikan perusahaan sendiri. Pada tahun 1874 ia pindah ke Menlo Park, New Jersey. Disana ia membuat sebuah bengkel ilmiah yang besar dan yang pertama di dunia. Setelah itu ia banyak melakukan penemuan-penemuan yang penting. Pada tahun 1877 ia menemukan Gramofon. Dalam tahun 1879 ia berhasil menemukan lampu listrik kemudian ia juga menemukan proyektor untuk film-film kecil. Tahun 1882 ia memasang lampu-lampu listrik di jalan-jalan dan rumah-rumah sejauh satu kilometer di kota New York. Hal ini adalah pertama kalinya di dunia lampu listrik di pakai di jalan-jalan. Pada tahun 1890, ia mendirikan perusahaan General Electric.
Edison dipandang sebagai salah seorang pencipta paling produktif pada masanya, memegang rekor 1.093 paten atas namanya. Ia juga banyak membantu dalam bidang pertahanan pemerintahan Amerika Serikat. Beberapa penelitiannya antara lain : mendeteksi pesawat terbang, menghancurkan periskop dengan senjata mesin, mendeteksi kapal selam, menghentikan torpedo dengan jaring, menaikkan kekuatan torpedo, kapal kamuflase, dan masih banyak lagi. Pada tahun 1928 ia menerima penghargaan berupa sebuah medali khusus dari Kongres Amerika Serikat.

Nikola Tesla

Berbeda dengan rivalnya, banyak orang tidak mengenal siapakah Nikola Tesla. Ia kurang terkenal jika dibandingkan dengan Albert Einstein. Ia tidak sepopuler Leonardo atau Stephen Hawking. Salah satu penemuan Nikola Tesla yang paling terkenal ialah temuan motor induksinya yang dapat bekerja dengan arus bolak balik atau (AC) menjadi batu lompatan sistem listrik modern []. Nikola Tesla merupakan anak ke empat dari lima bersaudara yang lahir pada tanggal 9 Juli 1856 di Smiljan yang saat itu bagian dari Kerajaan Austro-Hungarian dan kini berubah menjadi Yugoslavia (sekarang Kroasia). Sejak kecil Nikola Tesla sudah mulai menyukai matematika, mekanika, dan fisika. Pada usia sembilan belas tahun, Nikola Tesla masuk Universitas Teknologi Graz, Austria. Di sana ia banyak mempelajari penggunaan arus listrik bolak-balik (AC) dan tertarik untuk lebih mengefisienkan motor listrik arus searah (DC) yang ada pada saat itu.
Pertama kali hijrah ke New York pada tahun 1884, ia hanya bermodal uang 4 sen dan koper berisi beberapa artikel teknik yang ditulisnya di Beograd dan Paris, sebuah buku kumpulan puisi karyanya dan beberapa kalkulasi teknis mesin terbang. Nikolas Tesla merupakan keturunan Serbia dan menjadi warga Negara Amerika Serikat pada tahun 1891 ketika ia mulai bekerja di negara tersebut. Nikolas Tesla dianggap sebagai salah satu penemu terpenting dalam sejarah dan merupakan salah seorang teknisi terbesar akhir abad ke-19 dan abad ke-20. Ia merupakan seorang perintis elektromekanik tanpa kabel dan daya listrik.  
Pada tanggal 6 Juni 1884 Tesla pindah ke New York, Amerika Serikat (AS) untuk bekerja secara langsung dengan Thomas Alfa Edison. Di perusahaan Edison ini Tesla sempat merancang 24 jenis dinamo, namun keduanya tidak pernah cocok. Pada awal 1895, Ia bekerja sama dengan George Westinghouse, seorang insinyur dan wirausahawan terkenal untuk membangun pembangkit listrik tenaga air (PLTA) pertama di dunia yang memanfaatkan air terjun Niagara. Ia pun berhasil mengirimkan sinyal radio sampai pada jarak 50 mil dan penemuan ini merupakan asal mula ditemukannya radio.

Gambar 1. Radio Temuan Nikolas Tesla

Gambar 2. Pembangkit Listrik Tenaga Air

Pada April 1887, Nikola Tesla mendirikan laboratorium sendiri dan dalam waktu singkat ia membuktikan bahwa sistem arus AC jauh lebih hebat dibandingkan dengan sistem DC yang dikembangkan oleh Thomas Alfa Edison. Kurang dari setahun ia telah mematenkan sekitar 300 karya dan 20 tahun berikutnya ia berhasil membuat penemuan di bidang teknik listrik dan radio dalam jumlah yang mencengangkan. Pada tahun 1898, Nikola Tesla mendemonstrasikan temuannya berupa perahu yang dikendalikan dengan radio kontrol dari jarak jauh, dihadapan masyarakat di Madison Square Garden. Ia menyebut perahu itu sebagai "teleautomaton". Karena kreativitasnya, pada tahun 1912 ia dinominasikan untuk meraih nobel di bidang ilmu fisika namun ia menolak. Ia merasa lebih berhak mendapatkannya pada tahun 1898 atas temuan radio kontrolnya.


Penemuan lainnya ialah transmisi energi nirkabel dengan menggunakan gelombang mikro atau yang dikenal dengan Tesla coil, serta magnifying transmitter. Untuk mewujudkannya, ia membangun Menara Wardenclyffe yang terletak di Shoreham, Long Island. Menara ini dibuat sebagai fasilitas yang bisa memancarkan tenaga listrik.

Gambar 3. Tesla Coil


Gambar 4. Menara Wardenclyffe

Pada tahun 1930-an, Nikola Tesla mengaku telah menemukan senjata penembak partikel. Senjata ini sering disebut juga sebagai 'Death Ray' atau 'Peace Ray' (untuk tujuan anti-perang). Tesla juga mengaku telah menemukan sebuah pesawat yang bertenaga listrik yang bisa mengangkut penumpang dari New York ke London hanya dalam waktu 3 jam dengan melintasi delapan mil di atas udara. Ia juga menemukan lampu Photorontgent, lampu yang dipakai untuk X-Ray dan dia mengambil fotonya sendiri dengan lampu itu untuk percobaannya. Kemudian  pada tahun 1909-1922, ia focus pada teknik mesin dan menciptakan jenis baru dari turbin, pompa, indikator kecepatan, aliran-meter dll. Tesla menghabiskan tahun-tahun terakhirnya di hotel "New Yorker" di New York, di mana ia meninggal pada tanggal 7 Januari 1943.

Perang Arus (War of Currents)

Perang arus merupakan duel antara Nikola Tesla dan Westinghouse dengan Thomas A. Edison dan the general electric company. Latar belakang terjadinya perang arus ialah dimulai ketika Edison tidak ingin kehilangan hak royalti atas arus searah (DC) yang pada saat itu menjadi standar yang digunakan di Amerika. Pada tahun 1879, Thomas A. Edison mempublikasikan temuannya berupa bola lampu pijar di depan umum. Dalam penemuan tersebut, Edison membutuhkan beberapa cara untuk menyalakan bohlam lampu tersebut yang bisa didistribusikan melalui jarak yang besar. Untuk mengatasi masalah tersebut, pada tahun 1887 Edison menemukan sistem arus searah dimana listrik mengalir dalam satu arah yang konstan. Karena ketenarannya sudah diakui dari penemuan-penemuan sebelumnya, Pemerintah Amerika siap menerima sistem listrik dan segera dibangun. Namun kesulitan sistem arus searah segera ditemukan, karena listrik hanya mengalir satu arah, arus listrik yang mengalir menyebabkan kawat tembaga yang dialiri listrik meleleh sehingga transmisi arus searah jarak jauh menjadi berbahaya dan hampir mustahil. Solusi yang ditawarkan oleh Edison ialah dengan menggunakan kabel tembaga yang lebih besar, namun solusi ini menyebabkan seluruh kota menjadi sarang laba-laba karena banyaknya kabel besar yang melintas. 

Pada usia 28 tahun, Nikola Tesla bermigrasi ke New York dimana listrik sudah lebih dulu hadir selama sekitar 23 tahun. Ia terkejut menemukan banyak kabel panjang membentang tergantung diseluruh kota New York akibat sistem DC Edison. Nikola Tesla mencari pekerjaan di laboratorium Edison untuk mencoba memperbaiki sistem DC Edison, ia memliki ide desain untuk arus motor bolak balik namun diacuhkan oleh Edison. Namun Edison tetap menawarkan pekerjaan kepada Tesla untuk memperbaiki sistem DC tersebut. Perbedaan yang terjadi antara Edison dan Tesla memicu konflik dimana ketika Tesla mengumumkan bahwa penelitiannya sudah usai dan ia meminta pembayaran kepada Edison. Namun yang terjadi ialah Edison tidak mau membayarnya dan menganggap sebagai gurauan, Tesla akhirnya marah dan mengundurkan diri. Setelah mengundurkan diri, Tesla mendapatkan sumber pendanaan dari AK Brown untuk mengembangkan motor arus bolak balik dan iapun membangun komponen dari sistem tersebut.

Seorang pria bernama George Westinghouse melihat penemuan berbakat yang dilakukan oleh Tesla dan melihat potensi untuk sukses, George Westinghouse akhirnya pergi ke laboratoriun Tesla dan membuat kesepakatan untuk membeli sistes arus bolak balik milik Tesla. Setelah ia mendapatkan uang dari George Westinghouse, Tesla pun akhirnya membangun laboratorium sendiri. Meskipun arus AC milik tesla lebih unggul, namun tetap saja arus DC masih menguasai pasar. Edison tau keunggulan dan keuntungan signifikan, apalagi  George Westinghouse  mengukuhkan menjadi pesaing Edison. Atas alas an tersebut, Edison memulai propaganda besar-besaran terhadap sistem DC dengan mengatakan bahwa ”Direct current is like a river flowing peacefully to sea, while alternating current Is like a torrent rushing violently over a precipice”. Selain itu, propaganda juga dilakukan dengan membuktikan kepada masyarakat melalui kursi eksekusi yang diberi aliran listrik AC yang dianggap illegal karena dapat membunuh manusia.

Tesla pun memberikan pernyataan bahwa sistem arus AC aman jika tindakan pencegahan yang tepat dapat diambil. Perang propaganda tersebut segera berakhir dengan diadakannya The Columbian Exposition yang diselenggarakan di Chicago. Acara tersebut mencari sumber kekuatan listrik yang praktis, mudah dan tidak membutuhkan biaya mahal. Edison dengan sistem DC sudah terkenal di Amerika berkat keberhasilan penemuan lainnya, sedangkan sistem AC oleh Tesla dan Westinghouse mudah dikelola. Ketika dilakukan pendemonstrasian alat kerja, sistem DC milik Edison lebih berbahaya karena kawat tembaga besar yang melintas dimana-mana , sedangkan Westinghouse menawarkan solusi dengan daya listrik yang lebih rendah, biaya setengah harga dan tanpa jarring laba-laba. Pada akhirnya, perang arus dimenangkan oleh Westinghouse berkat arus bolak balik ciptaan Nikola Tesla.

Pencarian

Terpopuler

- Copyright © Forum IPTEK Pembangunan SMKN 1 Cimahi -