Top Drive Hydraulic & Electric Pada Platform

Postingan ini berisi materi Salah satu Jenis perlatan yang digunakan dalam pengeboran minyak, dalam tulisan ini dijelaskan secara lengkap pengertian top drive, Kelly, swivel dan cara kerja alat tersebut, selain itu dijelaskan juga kelebihan dan kekurangan menggunakan alat tersebut. Untuk lebih memahami dibawah ini merupakan ulasan-nya.

Pengertian Top Drive

Top Drive

Dalam dunia peertambangan Top Drive merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk memutar pipa pengeboran minyak. Top drive adalah sebuah system pengangkat yang digunakan dalam system pengeboran, top drive digunakan untuk memutarkan rangkaian pipa bor yang terpasang di menara bor dan digantung dibawah traveling block yang digerakan dengan tenaga hidrolik dan bersifat dapat dibongkar pasang. Berdasarkan sistem kerjanya Top Drive terbagi menjadi dua sistem:

1)  Top Drive Hydraulic System

Top drive tipe ini Drilling Motor dan seluruh fungsi kerja lainnya (link tilt atau system robotik) digerakan oleh hydraulic system. 

2)  Top Drive Electric System

Drilling Motor (AC/DC) dan beberapa fungsi lainya di gerakan oleh electric system. Namun demikian beberapa fungsi pada Top Drive ini juga digerakan oleh Hydrolik untuk system robotiknya. contoh top drive seperti ini Varco.

Sistem Hydraulic

1)  Hukum Pascal

Prinsip dasar sistem hidrolik berasal dari hukum pascal, dimana tekanan dalam fluida statis harus mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

a)   Tekanan bekerja tegak lurus pada permukaan bidang.

b)   Tekanan disetiap titik sama untuk semua arah.

c) Tekanan yang diberikan kesebagian fluida dalam tempat tertutup, merambat secara seragam ke bagian lain fluida.

Kelebihan Menggunakan Top Drive:

1)  Waktu koneksi lebih pendek.

2)  lebih aman bagi rig crew

3)  reaming up dan reaming down

4)  Fungsi well control yang lebih baik.

5)  Orientasi sudut lebih baik.

6)  Coring yang lebih panjang.

7)  Efisiensi pada pemasangan casing.

Cara kerja Top drive Dan System Hydraulik

Dibawah ini ada sekurang-kurang nya tiga cara kerja top drive, sebagai berikut:

Cara kerja top drive:

1)  Daya penggerak disalurkan dari power unit dengan selang hidrolik.

2)  Dikendalikan dengan control panel di lantai bor yang dioperasikan oleh juru bor.

3) Pada saat memutar pipa, reactive torque diteruskan ke menara memalui rangkaian rel.

Cara kerja Sistem Hidrolik

Dibawah ini merupakan tabel cara kerja system hidrolik, terutama pada pipa pengeboran minyak.

1	Tekanan Hidrolik menggunakan sebuah pompa di dalam tangka hidrolik yang digerakkan oleh sebuah motor yang terpasang vertikal diatas tangki hidrolik.
2	Minyak hidrolik didorong oleh Radial Piston Pump melalui sebuah Check Valve yang berfungsi agar minyak hidrolik tidak kembali ke pompa penghisap menuju ke Pressure Control Valve/Relief Valve melalui Four Way 2 Ball Valve-Manifold Block.
3	Minyak hidrolik yang berada di dalam Pressure Control Valve dapat diatur secara manual oleh sebuah Hand Control Valve ini, berfungsi mengatur dengan tangan terhadap posisi hidrolik silinder maju dan mundur, apabila sistem otomatis maju mundur tidak bisa bekerja lagi atau rusak.
4	Tekanan minyak dalam Pressure Control Valve digabung dengan sebuah Solenoid Unloading Valve yang dipasang diatas Manifold Block mendapat perintah dari Amplifier Card (Relay Control) untuk membuka katupnya pada saat beban screw press naik dan menutupnya pada saat beban screw press turun, sehingga sumbu silinder dapat maju mundur sesuai dengan beban yang distel di amplifier card (relay control) yang dapat mendeteksi ampere screw press melalui sebuah CT yang terpasang di dalam kotak starter.
5	Silinder hidrolik mempunyai dua jalur sambungan, satu didepan dan satu di belakang. Tekanan minyak yang masuk ke jalur depan, sumbu silinder hidroliknya mundur, dan yang masuk ke jalur belakang sumbu hidroliknya maju.
6	Minyak hidrolik dapat disirkulasi secara otomatis dan teratur oleh pompa hidrolik ke dalam tangki hidrolik, didinginkan melalui sebuah Intergral Oil Cooler, kemudian disaring oleh Return Line Filter. Minyak hidrolik harus tetap bersih dan tidak berkurang.
7	Untuk menambah (atau berkurang) tekanan hidrolik dapat dibuka dengan cara memutar baut yang terdapat di Pressure Control Valve/Relief Valve secara perlahan-lahan hingga mencapai 45 bar. Untuk mengetahui besarnya tekanan minyak dapat melihat penunjuknya pada PressureGauge. Pressure Control Valve/Relief Valve dan SolenoidUnloading Valve berfungsi untuk mengatur arus tekanan ke hidrolik silinder, dan Shut Off Valve yang berfungsi untuk menutup tekanan hidrolikke Pressure Gauge.
8	Ketinggian level dan suhu minyak hidrolik didalam tangki dapat dilihat pada Fluid Level Gauge.
9	Pengoperasian sistem hidrolik tersebut diatas, jika menghendaki Elektro Motor Hidrolik dapat berhenti pada tekanan kerja tertentu dan berjalan kembali apabila tekanan kerja berkurang, maka untuk itu harus dipasang sebuah Pressure Switch
10	Untuk menstabilkan tekanan kerja agar tetap apabila elektro motor berhenti, harus pula dipasang akumulator (integral oil cooler ditiadakan). (catatan: tanpa akumulator sistem hidrolik diatas, tekanan kerja juga stabil dan konstan karena pompa hidrolik tetap bekerja).
11	(Point 9 dan 10 diatas) Dengan menggunakan pressure switch dan akumulator dalam sistem hidrolik ini agar elektrik motor dan pompa hidrolik dapat berhenti sejenak (5-30detik) sangatlah tidak efesien karena biaya perawatannya mahal dan tidak memperoleh hasil yang setimpal.
12	Adapun elektrik motor dan pompa hidrolik selalu dalm keadaan ON/OFF seketika karena beban ampere teralu tinggi dan suhu panas sehingga mudah terbakar.
13	Pompa yang digerakkan via fleksibel kopling selalu disentakkan oleh ON/OFF electric motor, maka gigi dan piston pompa cepat rusak dan sompel.
14	Perawatan akumulator tidak dapat dilakukan sendiri setelah beroperasi selam 1-2 tahun, karena harus diulang dengan gas nitrogen setiap tahun dengan alat suntik khusus-charging kit.

Klasifikasi Pompa Hidrolik

Semua pompa menimbulkan aliran flow. Prinsipnya operasinya disebut displacement “dimana zat cair atau fluida diambil dan dipindahkan ke tempat lain. Secara umum pompa mengubah tenaga mechanical menjadi tenaga fluida hidrolik. Sedangkan yang dimaksud dengan displacement adalah volume zat cair yang dipindahkan tiap cycle putaran dari pompa. Pada dasarnya pompa hirolik diklasifikasikan menjadi:

1)  Non Positive Displacement

Yang dimaksud dengan pompa Non Positive Displacement ialah bila pompa mempunyai karakteristik:

a)   Internal leakage besar.

b) Perubahan tekanan mempunyai pengaruh yang besar terhadap kapasitasnya

2)  Positive Displacement.

Yang dimaksud dengan pompa POSITIVE DISPLACEMENT ialah bila pompa mempunyai karakteristik:

1)  Internal leakage kecil untuk mendapatkan ini dibuat SEAL atau presisi.

2) Perubahan tekanan berpengaruh kecil terhadap kapasitasnya (dengan dibuatnya presisi/SEAL, akan melawan kebocoran pada saat tekanan naik).

Pro Kontra Top Drive Dan Swivel

Sebenarnya baik Top Drive ataupun Kelly Swivel, prinsip kerjanya adalah sama yaitu Untuk memutar Drilling String, namun demikian kita akan mendapatkan banyak keuntungan jika menggunakan Top Drive dari pada Kelly Swivel dalam pengerjaan sumur bor. Pada paragraph diatas menjelaskan pengertian top drive dan di bawah ini merupakan pengertian dari swivel, untuk mengetahui perbedaanya.

Swivel merupakan alat mekanis yang digunakan pada rig pengeboran yang tergantung langsung di bawah blok dan tepat di atas kelly drive, berfumgsi memberikan kemampuan kelly untuk berputar sambil membiarkan blok perjalanan tetap berada posisi rotasi stasioner namun memungkinkan derek melakukan gerakan vertikal naik turun sekaligus memungkinkan penguapan cairan pengeboran ke dalam pipa bor.

Kelebihan sistem penggerak utama adalah lebih aman, lebih cepat, dan lebih efisien karena kemampuan mereka menangani 2-3 sambungan pipa bor sekaligus. Selain itu, rig penggerak teratas dapat memutar pipa saat tersandung pipa ke keluar dari lubang, yang membantu mengurangi masalah yang terkait dengan pipa macet, yang merupakan salah satu penyebab paling signifikan kehilangan waktu rig. Proses pipa berputar saat tersandung ini dikenal sebagai reaming, dan sangat penting dalam pengeboran terarah, di mana bagian pipa yang lebih besar bisa bersentuhan dengan sumur bor, sehingga meningkatkan kemungkinan terkena pipa tersumbat. Dengan reaming saat tersandung ke keluar dari lubang, pipa terus bergerak, dan tidak pernah memiliki kesempatan untuk terjebak setelah menyentuh dinding sumur bor.

Di sisi lain, rig penggerak teratas adalah harganya lebih mahal dan karenanya tidak begitu umum pada rig yang lebih kecil. Selain itu, kemampuan penggerak atas untuk menangani 2-3 sambungan pipa bor sekaligus memerlukan derek yang secara signifikan lebih besar, lebih tinggi daripada kebanyakan deretan pada rig penggerak kelly tradisional.

Sekian materi untuk top drive hydraulic system, semoga bisa bermanfaat bagi pembaca yang membutuhjanya sebagai referensi kuliah, pembuatan makalah atau dalam dunia kerja yang baru saja memulai karirnya.