ARTIFICIAL LIFT

Seperti postingn-postingan saya sebelumnya yang berhubungan dengan Reservoir, maka pada kesempatan ini saya akan memberikan gambaran tentang Artificial Lift yang sering digunakan pada sumur-sumur minyak untuk membantu mendorong Minyak Bumi ke permukaan.

Ok kita langsung saja pada pembahasannya....

Definisi:

Artificial Lift adalah mekanisme pengangkatan sejumlah fluida/minyak dari dalam sumur kepermukaan dengan bantuan peralatan (pompa) karena tekanan dari sumur (reservoir pressure) itu sendiri tidak mampu lagi mendorong fluida keatas/kepermukan.

Jenis-Jenis Artificial Lift :

1. Electric Submergible Pump (ESP).
2. Sucker Rod Pump.
3. Gas Lift.
4. Progressive Cavity Pump (PCP).

1. ESP System & Perlengkapannya :

* Electrtic Submersible Pump (ESP) adalah rangkaian pompa sentrifugal yang terdiri dari beberapa unit yang dipergunakan untuk mengangkat fluida dari dalam sumur ke permukaan. Pompa ini bekerja dengan tenaga listrik dan dipasang dibawah permukaan fluida dalam suatu sumur produksi. SPS ini terdiri dari :

1. Pump
2. Gas Separator/Pump Intake
3. Protector
4. Motor
5. Electric Cable

* Perlengkapan SPS dan Kegunaannya :

1. Acme clamp gunanya untuk mengikat/memegang kabel ke tubing agar tetap lurus (tegang).
2. Cable protector & cable guard gunanya untuk melindungi power kabel dari gesekan terhadap casing.
3. Bleeder valve gunanya untuk tempat pelepasan cairan dari dalam tubing sewaktu SPS unit dan rangkaian dicabut.
4. Check valve gunanya untuk menahan aliran/tekanan balik terhadap SPS disaat pompa mati (khususnya sewaktu start).

ESP/SPS atau Lebih Dikenal Dengan Nama Reda

System Ini Terdiri Dari :  

1. Reda Pump
2. Gas Separator / Pump Intake
3. Protector
4. Motor
5. Electric Cable
6. Reda Oil
7. Cable Clamp
8. Cable Guard

Handling Tools :

1. Pump Clamp
2. Motor Clamp
3. Tandem Motor Jack
4. Tail Clamp
5. Nylon Sling
6. Acme Stretcher
7. Acme Sealer
8. Tin Cutter

Accessories/Protection :

1. Bleeder Valve
2. Check Valve
3. Shroud
4. Liner
5. Cup Packer
6. Dll

Cara Beroperasi ESP System :

1. Electric Power atau tenaga listrik disuplai dari transformer (step down) melalui switch board. Pada switchboard, semua prilaku dari ESP dan kabel akan dikontrol/dimonitor (seperti amperage, voltage, dll).
2. Power akan diteruskan dari switchboard ke ESP motor melalui power cable yang terikat sepanjang tubing dan body ESP.
3. Pada ESP motor, electric power akan dirobah menjadi mechanical power (tenaga putaran).
4. Tenaga putaran akan diteruskan ke protector dan pump melalui shaft yang dihubungkan dengan coupling.
5. As atau shaft dari ESP pump akan berputar, pada waktu yang bersamaan, impeller akan ikut berputar dan mendorong fluida yang masuk melalui pump intake atau gas separator kearah permukaan.
6. Fluida yang didorong, secara bertahap akan memasuki tubing dan terus menuju kepermukaan sampai ke stasiun pengumpul.

Pump & Intake

ESP Pump :

1. ESP Pump adalah sebuah pompa centrifugal yang terdiri dari beberapa stages. Satu stages terdiri dari satu impeller yang bergerak (rotor) dan satu diffuser yang station (stator).
2. Ukuran dari stages akan menentukan banyaknya fluida yang dapat dipompakan sedangkan jumlah stages akan menentukan total head capacity (daya dorong).
3. Ukuran stages juga akan menentukan jumlah horse power yang diperlukan.
4. Stages terbuat dari metal m-resist atau ryton yang tahan terhadap karat, kuat dan tahan lama. 

Sedangkan shaft terbuat dari besi k-monel yang tahan karat dan sangat keras.

Cara Kerja :

1. Putaran motor diteruskan ke pompa melalui shaft.
2. Sambungan antara shaft tiap-tiap unit dihubungkan dengan coupling.
3. Impeller dipasang pada shaft sehingga dengan berputarnya shaft maka impellerpun akan ikut berputar.
4. Putaran ini akan mendorong serta mengangkat fluida, sedangkan diffuser yang bersifat station akan mengarahkan fluida menuju impeller diatasnya.
5. Impeller bersama dengan fluida memberi tekanan yang diperlukan untuk mencapai head yang dibutuhkan dan hal ini dilaksanakan dengan mempercepat aliran fluida di dalam impeller.

Gas Separator 

Fungsi Gas Separator (GS) :

1. Gas Separator berfungsi sebagai Fluid Intake (aliran masuk fluida) disamping sebagai pemisah gas dengan liquid.
2. Jika tidak dipisahkan akan membawa dampak buruk terhadap pompa seperti gas lock, pump off. Dan Gas separator sangat efisien pada sumur yang memiliki GOR (gas oil ratio) lebih dari 1000 cuft/bbls.
3. Pada waktu fluida mengalir dengan arah axial kearah sudu-sudu impeller, fluida ini diterima oleh sudu-sudu diffuser dan dibelokkan rahnya menuju impeller yang diatasnya. Pada saat melalui diffuser, kecepatan fluida akan berkurang dan dirubah menjadi tekanan.
4. Untuk dapat memompa fluida dengan tekanan dan head yang tertentu diperlukan stages yang disusun secara series, makin banyak stagesnya makin tinggi fluida yang dapat didorongnya (head capacity).
5. Besarnya rating atau kapasitas dari pompa ditentukan oleh outside diameter dari impeller, bukan jumlahnya.

Cara Kerja Gas Seperator :

1. Sewaktu pompa bekerja, maka tekanan dalam gas separator akan lebih kecil dari pada tekanan diluarnya.
2. Perbedaan ini menyebabkan gas yang sebelumnya berupa cairan akan memecah menjadi gelembung-gelembung gas.
3. Kemudian gelembung gas ini naik keatas dan keluar melalui lobang yang terdapat pada bagian atas separator.
4. Sedangkan cairan akan turun kebawah kemudian masuk kedalam tube dan selanjutnya ditangkap oleh pick-up impeller dan diteruskan kedalam impeller paling bawah dari pompa.

Jenis-Jenis Gas Separator :

1. 65 GS untuk series 400
2. 74 GS untuk series 540
3. 54 GS untuk series 650 – 675
4. 500 KGS/RGS untuk series 540
5. VGSA untuk series 540

Protector

Fungsi Protector Yang Dipasang Diantara Motor Dan Pompa :

1. Menahan cairan yang masuk dari well melalui GS/intake agar tidak langsung masuk kedalam motor.
2. Menyamakan tekanan yang ada didalam motor dengan tekanan yang datang dari well bore/sumur.
3. Memberi kesempatan kepada minyak yang ada didalam motor untuk dapat memuai dan menyusut sewaktu panas atau dingin.

Protector terdiri dari bermacam-macam type & series, seperti :

Series : 375/400 ; 400/540 ; 400/450/540

Type : PSSB; PSDB; 66 L; Modular

Note : Jika akan menyambung protector dengan motor dan pompa yang berbeda seriesnya maka housing adaptor harus dipergunakan.

Cara Kerjanya :

Protector yang dipasang diatas motor berfungsi sebagai pelindung dan pemisah motor dan pompa dengan cara :

1. Menahan cairan yang masuk dari wellbore agar tidak langsung masuk kedalam motor.
2. Menyamakan tekanan yang ada didalam motor dengan tekanan yang datang dari well bore.
3. Memberikan kesempatan kepada minyak yang ada didalam motor untuk dapat memuai dan menyusut disebabkan oleh panas dan dingin sewaktu distart/stop.

Proses Pengisian Minyak Reda :

Protector terdiri dari 2 chamber yang dihubungkan oleh tube antara chamber yang satu dengan yang lain. Jika minyak reda diisikan melalui drain & fill valve, minyak tersebut akan memenuhi chamber yang bawah (lower chamber) kemudian masuk kechamber atas melalui tube dan memenuhi chamber tersebut. Untuk mengetahui penuh atau tidaknya, dapat dilihat dengan membuka drain valve

yang terletak diatas.

Catatan :

Spacer Seal adalah seal yang terbuat dari cheramic yang gampang pecah. Jadi harus betul-betul dijaga agar protector jangan sampai terpukul atau terhempas demi menjaga seal ini. Kalau seal ini pecah, akan terjadi komunikasi. Disamping itu spacer seal juga berfungsi untuk menahan fluida yang mengalir melalui shaft.

Motor

Fungsi ESP Motor & Bagian-Bagian Serta Cara Kerjanya :

1. Motor berfungsi untuk menggerakkan pompa dengan jalan merubah electirical energy (tenaga listrik) menjadi mechanical energy (tenaga mekanik).
2. Kemudian menggerakkan pompa melalui shaft (as) yang dihubungkan dengan coupling.

Motor Terdiri Dari Beberapa Unsur Penting Seperti :

1. Stator yaitu susunan dari kabel-kabel halus yang tidak bergerak (statis) dipasang pada motor bahagian dalam. 
2. Rotor adalah susunan dari element-element tipis yang berputar, ditengahnya terdapat shaft (as). Jarak antara rotor dan stator adalah 0.007 inch.
3. Reda Oil adalah sejenis cairan (minyak) yang berfungsi sebagai pelumas dan pendingin ESP motor.
4. Motor yang biasa dipakai atau dipergunakan didaerah CPI adalah yang terdiri dari 3 phase, 60 cycle.

 Cara Kerjan ESP Motor :

1. Stator yang dialiri listrik (di energize) akan menginduksi rotor sehingga ikut berputar.
2. Rotor ini pada saat berputar akan terangkat dalam keadaan “melayang” sedikit dari kedudukannya (thrust bearing). Sehingga sewaktu rotor berputar, shaft yang ada ditengah-tengah rotor akan ikut berputar.
3. Dengan berputarnya shaft maka pompa dan protector akan ikut berputar pula.

Power Cable

Fungsi Power Cable :

Mengalirkan arus listrik dari sumbernya ke ESP Motor. Cable dibuat dari tembaga dengan rancangan dari perusahaan kabel yang pembuatannya disesuaikan dengan

kondisi sumur serta besar kecilnya HP Motor.

Jenis-Jenis Power Cable :

Reda Redalene : Dapat menahan arus sampai dengan 3 KV (3 Kilo Volts) mempunyai bentuk yang rata (flat) dan juga bulat (round). Kabel ini dapat berfungsi sampai dengan maximum BHT 180 0F. Bahan Isolasinya terbuat dari polyproolyne dan jacketnya terbuat dari karet nitrile. Armornya terbuat dari galvanize, besi ataupun monel. Cable bulat biasanya dipakai untuk sumur yang diameternya lebih besar dari 7”, sedangkan cable picak untuk sumur yang mempunyai OD 7” atau lebih kecil.

Reda Realead : Berbentuk picak (flat), juga tahan terhadap arus sampai dengan 3 KV (3 Kilo Volts) dan maximum BHT 300 0F. Kabel ini terbuat dari bahan yang sama dengan kabel bulat, hanya saja dibalut dengan karet ethylene propylene dan jacketnya dari timah (lead). Begitu juga armornya.

Reda Polyethene : Tahan terhadap arus sampai dengan 3 KV, berbentuk bulat. Kabel ini adalah jenis yang khusus dibuat untuk daerah yang berhawa dingin serta mengandung karat. Kabel jenis ini dapat bekerja sampai pada temperatur 65 0F dibawah nol, dan kabel jenis ini tidak dibalut dengan armor.

Peralatan Permukaan (Surface Equipment)

Junction Box :

• Gas yang bermigrasi dari dalam sumur melalui kabel menuju kepermukaan akan keluar melalui junction box. Tanpa junction box gas akan memasuki switch board dan menjadi potential hazard.

Switchboard :

• Berfungsi sebagai alat control dari ESP (chart).
• Menjadi alat pelindung dari ESP terhadap overload dan underload.

Postingan yang diatas adalah sebagai bahan untuk pengenalan Unit ESP dan fungsi-fungsinya, sebagai mana yang sering dilakukan atau dipakai di sumur-sumur minyak.

Sampai disini pembahasan mengenai Artificia Lift semoga bermanfaat.

33SQ76AWDB5B
PBDHYP4W3PUU