2. Hidraulik Pemboran
Daftar Isi
Menu
Daftar
Pustaka
Daftar Isi……………………………………………………… 2
Menu…………………………………………………………… 3
Pendahuluan……………………………………………….. 4
Pressure losses selama pemboran……………….. 5
Tujuan Hidraulik Pemboran…………………………..10
Optimasi Hidraulik Pemboran……………………….11
Desain bit……………………………………………………..13
Pertimbangan desain bit……………………………….20
Daftar Pustaka………………………………………………23
2
3. Hidraulik Pemboran
Pendahuluan
Silakan pilih menu yang Anda inginkan
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
Desain Bit
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
3
4. Pendahuluan
Pendahuluan
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Apa yang dimaksud dengan Hidraulik
Pemboran?
Mengontrol tekanan formasi
Media transfer infromasi
Pengerak motor
Pendingin bit
Optimasi Hid.
Pemboran
Mengangkat cutting ke permukaan
Membersihkan cutting di bit
Desain Bit
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Membersihkan lubang pemboran
Hidraulik Pemboran
Sebelumnya
Berikutnya
4
5. Pressure Losses
Pendahuluan
Aliran /Tekanan Masuk
PPress
Pressure Losses
Pressure
losses
disebabkan
karena adanya gesekan selama
adanya hidraulik pemboran. Hal
tersebut dipengaruhi oleh :
Tujuan Hidraulik
Pemboran
1. Geometri sumur dan drillstring
2. Laju alir lumpur
Optimasi Hid.
Pemboran
3. Karakteristik lumpur
Desain Bit
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
PPress
Aliran / Tekanan keluar
Sebelumnya
Berikutnya
5
6. Pressure Losses di Sistem Sirkulasi
Pendahuluan
•
•
•
•
•
Surface Equipment
Standpipe
Kelly Hose
Swivel
Kelly/Top Drive
•
Drill String
•
Drill Pipe
•
HWDP
•
BHA
•
MWD/Motor/Turbine
+ Pbit
•
Bit Nozzles
+ PAnnulus
•
Annulus
PStdpipe=
PSurf.Eq.
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
+ PDrilstring
Desain Bit
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Sebelumnya
Berikutnya
6
7. Pressure Losses di Peralatan Permukaan
Pendahuluan
Variasi dari peralatan permukaan disebabkan
perbedaan panjang dan ID, seperti:
Pressure Losses
• Standpipe
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
Desain Bit
• Hose
• Transfer Lines
• Kelly
• Coil Tubing
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Sebelumnya
Berikutnya
7
8. Pressure Losses di Drill String
Pendahuluan
Peralatan drill string
Tool Joint ID
Pressure Losses
• Drill Pipe
Drill Pipe ID
• HWDP / DC’s
• Motors
Tujuan Hidraulik
Pemboran
• LWD/MWD Equipment
Optimasi Hid.
Pemboran
Geometri peralatan
• Internal Diameter (I.D.)
• Flow Area
Desain Bit
• Section Length
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Drill Pipe
• Constrictions
Sebelumnya
Berikutnya
8
9. Pressure Losses di Anulus
Pendahuluan
• Additive to Hydrostatic Pressure indicates ECD’s
(Equivalent Circulating Density) at critical points in
Pressure Losses
well
• Parameter tetap dan flexible
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
Desain Bit
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Flow Rate
Mud Weight
Cuttings Concentration – ROP Dependant
Casing ID
Drill String OD
Hole Size – Washouts, Reaming effects
Hole Condition
Section Length
Fluid Flow Regime
Sebelumnya
Berikutnya
9
10. Tujuan Hidraulik Pemboran
Pendahuluan
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
Desain Bit
• Mengangkat cutting pemboran
• Membersihkan struktur bit
• Membersihkan crush zone dan
mud cake lubang pemboran.
• Pendingin
bit
(bearings
atau
struktur bit)
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Sebelumnya
Berikutnya
10
11. Optimasi Hidraulik Pemboran
Pendahuluan
• Tujuan dari optimasi hidraulik pemboran
• Untuk menentukan ukuran nozzle dari bit dan laju alir
Pressure Losses
sehingga mampu menghasilkan performance bit
yang maksimum dan membersihkan lubang bor
Tujuan Hidraulik
Pemboran
dalam sistem sirkulasi.dengan beberapa batasan.
• Batasannya adalah:
Optimasi Hid.
Pemboran
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Tekanan Standpipe maksimum
–
Desain Bit
–
Laju alir minimum dan maksimum
–
Ketersediaan tekanan pompa
–
Berat jenis lumpur
–
Limitasi peralatan downhole
Sebelumnya
Berikutnya
11
12. Optimasi Hidraulik Pemboran
Pendahuluan
Parameter bit hidraulik :
•
Optimasi Hid.
Optimasi Hid
Pemboran
•
Bit Pres. Drop ( Pbit)
= (MW x Q2) / (10858 x TFA2)
•
Hyd. Horsepower (HHPbit) = ( Pbit x Q) / (1714)
HHP/sq.in. (HSI)
= (HHPbit) / (.7854 x D2)
•
Jet Velocity (JV)
= (.32086 x Q) / (TFA)
•
Tujuan Hidraulik
Pemboran
= (Pump Stks x Output/stk x eff)
•
Pressure Losses
Flow Rate (Q)
Impact Force (IF)
= (JV) x (MW) x (Q) x (.000516)
Desain Bit
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
MW = Mud Wt (ppg)
TFA = Total Nozzle Flow Area (in2)
D = Bit Diameter (in)
Q = Flow (gpm)
Sebelumnya
Berikutnya
12
13. Desain Bit Nozzle
Pendahuluan
Panduan dalam mendesain Bit nozzle:
1. Laju alir dijaga mulai dari 25 sampai 80 GPM
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
2. Hidraulik desain untuk 48% - 65% dari drop tekanan di bit
3. Dijaga 2.5 – 8 + HHP/in2 HIS
4. Optimasi di capai ketika drop tekanan bit 48% total
tekanan pompa
5. Dijaga jet velocity antara 350 – 450 ft/s
Desain Bit
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Sebelumnya
Berikutnya
13
14. Desain Bit Nozzle
Pendahuluan
Dalam perhitungan desain bit nozzle, akan lebih mudah
jika menggunakan komputer.
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
Desain Bit
A. Kumpulkan semua parameter penting :
1. Peralatan rig, pompa, dan arah aliran permukaan.
2. Konfigurasi sumur, ukaran casing, dan kedalamanya.
3. ID dan kedalaman lubang berikutnya.
4. Properties lumpur
5. Maksimum tekanan yg diperbolehkan di permukaan.
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Sebelumnya
Berikutnya
14
15. Desain Bit Nozzle
Pendahuluan
B. Dalam suatu range laju alir, Hitung:
1. Viscositas efektif lumpur terkoreksi
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
Desain Bit
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
2. Reynold number
3. Friction loss coeficient
4. Rezim aliran
5. Kehilangan tekan di sistem
Semua diperhitungkan untuk di setiap drill string, peralatan
permukaan, dan annulus.
Buatlah table hubungan antara laju alr dan kehilangan
pressure di system.
Sebelumnya
Berikutnya
15
16. Desain Bit Nozzle
Pendahuluan
C. Hitung HHP dan IF, dalam range laju alir yg ada:
1. Tekanan yg diperbolehkan di bit ~ Pb = Pmak – Σpsys
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
2. Hidraulik Horse Power ~ HHP = Pb Q / 1714 (HP)
3. Impact force ~ IF = 0.0173 Q (Pb MW)1/2 (lbs)
4. Hidraulik Horsepower per square inch ~
HSI = HHP / ( D2 / 4)
Dimana :
• Q
Desain Bit
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
=
Laju alir (gpm)
• Pb
=
drop tekanan di dalam bit (psi)
• MW
=
Mud weight (ppg)
• D
=
Bit Diameter (in)
Sebelumnya
Berikutnya
16
17. Desain Bit Nozzle
Pendahuluan
D. Hitung kecapatan di annulus, dalam range laju alir:
1. AV = 24.5 Q / (Dh2 - Dp2)
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
2. Q = AV (Dh2 - Dp2) / 24.5
Dimana:
Desain Bit
1. AV
=
kecapatan annular (fpm)
2. Q
=
Laju alir (gpm)
3. Dh
=
diameter lubang(in)
4. Dp
Optimasi Hid.
Pemboran
=
diameter pipa(in)
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Sebelumnya
Berikutnya
17
18. Desain Bit Nozzle
Pendahuluan
E. Hitung drop tekanan di bit, Sebagai berikut:
1. Pb = 156 Q2 MW / (d12+d22+d32)2 or
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
2. Pb = Q2 MW / 10858 A2
Dimana
Desain Bit
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Pb
=
Drop tekanan di bit(psi)
Q
=
Laju Alir (gpm)
MW
Optimasi Hid.
Pemboran
=
Mud weight (ppg)
d1,2,3
=
Diameter nozzle(32nds of inch)
A
=
total area nozzle (square in.)
Sebelumnya
Berikutnya
18
19. Desain Bit Nozzle
Pendahuluan
F. Solusi secara grafik
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
Desain Bit
Plot Flow Rate vs.:
Pertimbangan
Desain bit
Daftar Pustaka
Available Surface Pressure
Hydraulic Horsepower (HHP)
Impact Force (IF)
Sebelumnya
Berikutnya
19
20. Pertimbangan Desain Bit
Pendahuluan
Pressure Losses
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
Desain Bit
Pertimbangan
Desain Bit
bit
Daftar Pustaka
1. Keterbatasan
rig.
Pompa,
tekanan
pompa, reliability pompa serta shakers.
2. Keterbatasan peralatan sumur
• Max laju alir dikarenakan erosi atau drop
tekanan bit yg tinggi.
• Laju alir min membutuhkan power atau
mengoperasikan alat tambahan
• Tekanan drop min dan max untuk motor
Sebelumnya
Berikutnya
20
21. Pertimbangan Desain Bit
Pendahuluan
3. Bit atau pahat
•
Laju alir yg minimum untuk membersihkan cutting
Pressure Losses
dan pendinginan pahat
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
•
Laju alir yg maximum mengakibat-kan erosi pada bit
4. Erosi pada lubang
•
Desain Bit
Pertimbangan
Desain Bit
bit
Daftar Pustaka
Laju alir maksimum mencegah erosi lubang pada bit
•
Annular velocity maksimum menyebabkan turbulent
flow.dan tidak menjadikan masalah
Sebelumnya
Berikutnya
21
22. Pertimbangan Desain Bit
Pendahuluan
5. Equivalent Circulating Mud densitiy (ECD)
•
Pressure Losses
Annular velocity yg tinggi akan menyebabkan
ECD yg berlebihan
Tujuan Hidraulik
Pemboran
6. Pembersihan Lubang
Optimasi Hid.
Pemboran
•
Dibutuhkan untuk annular velocity yg minimum
•
Memperhitungkan slip velocity
Desain Bit
Pertimbangan
Desain Bit
bit
Daftar Pustaka
Sebelumnya
Berikutnya
22
23. Daftar Pustaka
Pendahuluan
1. Oil well drilling and engineering principles and practice,
Rabia H.
Pressure Losses
2. TM-2231 Teknik Operasi Pemboran, Rudi Rubiandini
Tujuan Hidraulik
Pemboran
Optimasi Hid.
Pemboran
Desain Bit
Pertimbangan
Desain Bit
bit
Daftar Pustaka
Sebelumnya
23
