dasar sistem kontrol pada subsea bop
DESCRIPTION
Dasar Sistem Kontrol Pada Subsea BOPTRANSCRIPT
Dasar Sistem Kontrol pada Subsea BOP
Dengan semakin tingginya kebutuhan energi pada saat ini maka industri pengeboran lepas pantai dituntut untuk bisa mengeksplorasi lautan atau daerah yang belum bisa dijamah sebelumya. Saat ini disain yang paling mutakhir adalah untuk kedalaman laut sampai 12.000 ft (3.567 meter). Dikarenakan jarak atau kedalaman laut yang sangat dalam ini maka bidang pengontrolan sumur pun harus mampu mengikuti perkembangan tersebut.
Blow Out Preventer (BOP) merupakan secondary well control. Maksudnya adalah bahwa BOP hanya berada di urutan kedua dalam proses pengendalian sumur. Primary well control menggunakan lumpur, karena lumpur akan menjembatani antara kita yang berada di permukaan dan sumur. Seandainya lumpur sudah tidak mampu lagi mengendalikan sumur maka BOP akan berfungsi untuk mengisolasi sumur untuk sementara waktu. Waktu adalah sangat penting pada saat sumur mengalami situasi well control. Sesuai dengan API STD 53 menyatakan bahwa sistem kontrol BOP harus mampu menutup annular dalam waktu minimal 30 detik untuk BOP dengan ID lebih kecil dari 18‐3/4” dan 45 detik untuk BOP dengan ID lebih besar dari 18‐3/4”.
Sistem kontrol BOP adalah suatu sistem yang digunakan untuk melakukan pengontrolan BOP yang terpasang di dasar laut atau di permukaan. Pada saat ini ada beberapa jenis sistem kontrol pada BOP, yaitu :
1. Sistem Konvensional: Sistem yang bekerja dengan mengirimkan sinyal hidrolik ke BOP untuk melakukan pengontrolan atau mengaktifkan komponen yang ada pada BOP. Sinyal hidrolik akan mengaktifkan (bisa membuka atau menutup) katup SPM (SPM Valves) kemudian fluida kontrol akan menggerakkan komponen BOP.
Gambar 1 : Sistem Konvensional (sumber NL Shaffer)
Cara kerja sistem konvensional :
Pada saat tombol ditekan di salah satu panel, maka sinyal listrik akan dikirimkan ke HPU. Sinyal listrik tadi akan mengaktifkan solenoid untuk memberikan angin yang akan menggerakkan valve tertentu (sesuai dengan fungsi yang ditekan) untuk memberikan fluida bertekanan ke pod hose reel.
Dari pod hose reel sinyal hidrolik tadi akan diteruskan ke BOP dan sinyal hidrolik akan menggerakkan SPM untuk melewatkan fluida bertekanan menuju fungsi yang di inginkan.
Fluida bertekanan akan mengisi “chamber” atau menggerakkan piston untuk melakukan fungsi. Fluid yang ada di sisi lain dari piston akan dibuang ke laut.
Sinyal hidrolik akan diteruskan ke permukaan untuk mengetahui berapa tekanan yang ada pada fungsi yang diaktifkan tadi, ini dinamakan readback. Readback adalah indikator utama yang kita lihat sebagai bukti bahwa fungsi sudah terjadi dengan sempurna.
Biasanya setiap fungsi akan dicatat waktunya. Waktu fungsi akan dihitung dimulai pada saat penekanan tombol di panel sampai dengan tekanan readback kembali normal.
Jumlah dan tekanan fluida di dalam accumulator akan berkurang setiap kali fungsi dijalankan. Disinilah fungsi triplex pump dan air pump yang akan memompa fluida kembali ke accumulator yang ada di permukaan dan di BOP.
Komponen utama pada sistem konvensional :
a. Panel Driller : Berada di rig floor dan dekat dengan driller sebagai orang yang akan mengoperasikan panel ini pada saat emergency. Panel ini dan panel yang berada di toolpusher terhubung dengan kabel ke HPU.
b. Panel Toolpusher: Berada di ruangan toolpusher, seandainya panel driller tidak bisa akses dikarenakan kebakaran atau adanya situasi darurat lainnya maka panel ini yang akan dipakai.
c. Emergency Power Pack: Berfungsi untuk menyediakan tenaga listrik pada saat sistem pembangkitan tenaga utama di rig tidak berfungsi.
d. Hydraulic Power Unit: Menyediakan sumber tenaga hidrolik. Dalam unit ini ada 2 buah pompa triplex yang digerakkan oleh motor listrik, dan biasanya ada satu atau 2 buah pompa hidrolik yang digerakkan oleh tenaga angin. Fluida hidrolik akan dipompakan dan disimpan didalam sejumlah accumulator yang jumlahnya sudah dihitung dengan cermat karena harus sesuai dengan regulasi yang ada. Regulasi ini berkaitan dengan jumlah minimum fluida yang dibutuhkan untuk mengoperasikan 3 buah ram dan satu buah annular. Accumulator ini sebelumnya sudah di precharge dengan gas nitrogen.
e. Jumper Hose: Hose (selang) tekanan tinggi yang menyalurkan fluida berterkanan ke pod reels. f. Pod Hose Reels dan Panel: hose ini merupakan suatu bundel yang terdiri dari hose kecil yang
membawa sinyal hidrolik dari permukaan ke dasar laut dan sebaliknya. Ditengah bundelah hose tadi ada satu hose utama sebagai sumber tenaga hidrolik untuk BOP.
Gambar 2 : Foto potongan pod hose dari Eaton (sumber: Eaton)
g. Pod Hose Reel Tensioner dan Tugger: sistem konvensional menggunakan tensioner pada saat menurunkan (running in) dan mengangkat BOP (pulling out). Kabel tensioner akan tergulung di tugger. Alasan lain dari adanya kabel tensioner ini adalah dalam sistem konvensional control
pod yang berada di subsea bisa diangkat ke permukaan dengan meninggalkan komponen lainnya. Setelah dilakukan perbaikan maka control pod tadi bisa dipasang lagi. Jadi ini bisa menghemat waktu dibandingkan dengan seandainya kita harus mengangkat keseluruhan BOP.
h. Blue dan Yellow Control Pod: Fluida hidrolik yang ada akan dialirkan sesuai dengan sinyal yang diterima dari permukaan sesuai dengan fungsi yang telah dipilih.
2. Sistem Mux: Sistem yang menggunakan sinyal optik yang terkirim melalui kabel optik (mux cable) ke BOP. Sinyal optik dirubah menjadi sinya hidrolik dan sinyal ini akan mengaktifkan SPM valves.
Gambar 2 : Sistem Mux (sumber: Oil and Gas Journal)
Komponen‐komponen tambahan yang ada pada sistem Mux adalah :
a) Blue dan Yellow Mux Reel, Hotline: Kabel mux akan digulung disini. Masing‐masing akan mempunyai reel terpisah antara Blue, Yellow, dan Hotline. Ketiga reel ini digerakkan oleh tenaga angin melalui sebuah pneumatic motor. Ketiga reel ini hanya digunakan pada saat proses running dan pulling BOP.
Gambar 3 : Blue Mux Reel – Tampak Samping dan Depan(sumber: KG1 Rig)
b) Blue dan Yellow Mux Cable: Kabel mux ini adalah suatu bundel yang terdiri dari beberapa kabel listrik dan kabel fiber optic. Terdapat delapan buah kabel optic dalam satu bundel, 4 akan digunakan dan 4 lagi merupakan kabel cadangan.
Gambar 4 : Penampang Mux Cable
c) Hotline Hose: merupakan hose atau selang yang menghubungkan HPU dengan BOP yang berada di subsea. Hotline lebih mempunyai fungsi utama pada saat proses running BOP dan pulling BOP, ini dikarenakan Conduit Line belum terpasang di permukaan. Conduit Line ini terpasang diluar Riser. Conduit ini merupakan jalur utama sumber fluida kontrol pada saat sistem Subsea BOP sudah terpasang di wellhead atau pada saat mode drilling. Ukuran hotline hose adalah 1” dan tekanan kerjanya adalah 5000 Psi.
d) Central Control Console (CCC) : merupakan otak dari keseluruhan sistem. Disini bisa merekam semua fungsi yang diaktifkan dan semua parameter tekanan yang ada pada seluruh sistem BOP.
e) UPS: merupakan sumber tenaga cadangan bagi sistem kelistrikan pada kontrol BOP. Pada rig dengan jenis Drillship tidak ada sistem emergency untuk HPU‐nya. Ini dikarenakan secara operasional jika rig sudah kehilangan sumber tenaga untuk mempertahankan posisinya maka BOP harus dilepaskan dari wellhead (Unlatch). Fenomena rig yang gagal mempertahankan posisinya disebut Drift Off.
f) Sistem Emergency: yang ada pada BOP umumnya:
EDS (Emergency Disconnect System): Ketika tombol EDS diaktifkan/ditekan dari salah satu panel kontrol BOP maka BOP akan melakukan sekumpulan perintah yang sudah di program melalui software yang terinstall di CCC. Tujuannya adalah untuk melakukan disconnect antara Lower BOP dan LMRP. Ada beberapa macam EDS, yang umum dikenal adalah : EDS‐Shearless, EDS‐Pipe Shear, dan EDS‐Casing Shear. Ketiga jenis EDS ini biasanya terpasang pada BOP buatan NOV Shaffer.
Deadman System: Jika terjadi kehilangan komunikasi secara elektrikal dan hidrolik maka secara otomatis BOP akan melakukan beberapa urutan perintah. Perintah yang dilakukan akan berbeda‐beda dari suatu sistem ke sistem lain, contohnya: ada yang langsung melakukan proses pemotongan pipa, ada juga yang memotong casing dan pipa. Untuk deadman system ini disediakan accumulator tersendiri dengan jumlah besar sebagai tempat penyimpanan fluida hidrolik.
Auto‐Shear: Semacam sistem yang mempunyai sebuah “Lever” yang akan mengaktifkan pemotongan pipa jika struktur dasar LMRP bergerak dibandingkan terhadap Lower BOP.
ROV Hot Stab: BOP mempunyai beberapa fungsi yang bisa diaktifkan melalu ROV yang di terjunkan dari permukaan. ROV mempunyai tangan‐tangan robot yang pada ujungnya terpasang Hot Stab, ROV akan memompakan fluid untuk mengaktifkan fungsi yang di inginkan. ROV Intervention ini digunakan kalau BOP sudah tidak bisa lagi dikendalikan dari permukaan. Tidak semua fungsi yang ada di BOP mempunyai ROV Hot Stab, hanya fungsi tertentu seperti : Shear rams close, casing shear close, BOP unlatch, LMRP unlatch, dll.
Acoustic Backup System: Dengan mengirimkan sinyal akustik dari permukaan untuk mengaktifkan fungsi tertentu.
Gambar 5 : Diagram Aliran Sinyal Pada Subsea BOP Modern Cara kerja sistem mux, lihat Gambar 5 dan 6:
Pada saat tombol fungsi ditekan di salah satu panel kontrol BOP, sinyal akan dikirim ke CCC dan diterima oleh Controller A dan B.
Kedua kontroler ini akan mengirimkan empat buah sinyal ke Bus 1 sampai 4. Kontroler juga akan mengirimkan sinyal kembali ke kedua panel kontrol dan lampu indikator akan menyala.
Sinyal dari Bus 1 dan 2 akan terus bergerak ke Blue Mux Reel dan Blue Pod
Sinyal dari Bus 3 dan 4 akan bergerak ke Yellow Mux Reel dan Yellow Pod.
CCSV pada Blue Pod dan Yellow Pod akan aktif dan mengirimkan pilot signal ke SPM, harap di ingat bahwa hanya satu pod yang mempunyai fluida hidrolik untuk melakukan fungsi. CCSV adalah semacam valve yang akan mengkonversi sinyal elektrik menjadi sinyal hidrolik. Hanya satu pod yang aktif pada satu waktu.
Kemudian SPM pada pod yang aktif akan mengirimkan fluida ke fungsi yang di inginkan.
Gambar 6 : Diagram Aliran Fluida Pada Subsea BOP Modern 3. Sistem Akustik: Sistem yang menggunakan sistem akustik untuk melakukan proses pengontrolan pada
BOP yang berada di dasar laut. Sistem ini sudah dikembangkan oleh perusahaan Cameron. Sistem ini masih sangat jarang digunakan. Keuntungan dari sistem akustik adalah: membutuhkan deck space yang lebih sedikit, dan mempunyai lebih sedikit point of failure dengan tidak adanya hotline dan kontrol
hose. Pekehati‐ha
rlu di ingat atian yang ti
bahwa pennggi.
Gam
nanganan ho
mbar 7 : Lay
otline, kontr
yout NASBO
rol hose, da
P (sumber: N
n mux cable
Nautronix)
e membutuhkan tingka
t
Perbandingan Sistem Konvensional dan Sistem Mux:
Konvensional Mux Respon waktunya lama, karena sinyal yang dikirimkan adalah sinyal hidrolik melalui selang berukuran 3/16".
Respon waktunya sangat cepat. Sinyal optik yang dikirim bergerak sangat cepat.
Dibatasi oleh kedalaman laut yang bisa ditangani, ini dipengaruhi oleh tekanan hydrostatic yang ada. Bisa sampai kedalaman 5000 ft.
Mampu bekerja sampai kedalaman 12000 ft.
Standar filtrasi fluida kontrol nya tidak setinggi sistem Mux.
Membutuhkan sistem filtrasi yang baik dikarenakan komponen‐komponen kontrolnya mempunyai toleransi yang sangat kecil.
Fluida kontrolnya bisa berasal dari campuran "potable water" dan soluble fluid.
Fluida kontrolnya harus menggunakan "distilled water" dan soluble fluid.
Jumlah fungsi yang tersedia terbatas, ini dibatasi oleh jumlah selang di dalam bundel hose.
Bisa menampung lebih banyak fungsi.
Sistem kontrolnya adalah Open Loop, jadi fluida yang tidak terpakai akan dibuang di Subsea. Untuk BOP yang dipasang di Surface bisa memakai Close Loop, dimana fluida kontrol akan kembali ke tangki di HPU.
Sistem kontrolnya bisa menggunakan Open Loop atau Close Loop, jika dipakai dengan sistem Close Loop maka harus menggunakan sistem tambahan yang disebut Fluid Recovery System.
Tekanan yang digunakan adalah sistem 3000 Psi. Menggunakan sistem 5000 Psi.
Control pod nya bisa diangkat ke permukaan dengan meninggalkan BOP dan LMRP. Jadi BOP masih bisa tetap bekerja dari pod yang masih berfungsi.
Podnya bisa diangkat ke permukaan tapi harus dengan LMRP dan semua riser harus diangkat juga.
Tidak ada sistem untuk mencatat/merekam keadaan dan parameter BOP. Sistem ini disebut juga Function Logger.
Mempunyai sistem Function Logger.
Daftar Pustaka :
www.ogj.com www.nautronix.com www. eaton.com Personal Moduspec assignments. NOV Shaffer manual books.
Materi ini dibuat untuk pembelajaran bersama di group Offshore‐Skills.Com.
Untuk saran, pertanyaan, dan diskusi bisa dilakukan di group FB
atau email ke [email protected]