1

TEKNIK PEMBORAN

PERALATAN PEMBORAN

TUGAS KULIAH

Diajukan kepada Dosen Pembimbing

Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Teknik Pemboran

oleh:

Genti Emel Fernanda

1308145.2013

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN D-III

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2014

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik,

dan hidayahNya sehingga saya dapat menyelesaikan makalah mata kuliah Teknik

Pemboran tentang peralatan pemboran.

Pada kesempatan ini, saya mengucapkan terima kasih kepada Bapak Mulya

Gusman selaku dosen mata kuliah Teknik Pemboran atas dedikasinya kepada saya

untuk menyelesaikan makalah.

Saya sebagai penyusun menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini

masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, saya sangat mengharapkan saran dan

kritik dari para pembaca. Semoga makalah ini dapat bermanfaat untuk kita semua.

Amin..

Padang, 28 Oktober 2014

Penulis

3

DAFTAR ISI

Kata pengantar..........................................................................................................2

Daftar isi...................................................................................................................3

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar belakang..............................................................................................4

B. Rumusan masalah.........................................................................................5

C. Manfaat penulisan makalah......................................................................... 5

BAB II PEMBAHASAN

A. Pengenalan Pemboran.................................................................................. 7

B. Sistem Klasifikasi Metode Pengeboran........................................................7

C. Peralatan Pemboran....................................................................................12

D. Rangkaian Pelengkap.................................................................................31

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan................................................................................................37

B. Saran...........................................................................................................37

C. Daftar Pustaka............................................................................................37

4

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kegiatan pengeboran adalah salah satu kegiatan penting dalam sebuah

industri pertambangan. Kegiatan pengeboran ini mempunyai tujuan yang

bermacam-macam dan tidak hanya dilakukan dalam industri pertambangan saja

namun juga untuk bidang-bidang yang lain. Pengeboran sebagai salah satu

kegiatan dalam industri telah ada semenjak Cina mempergunakan bor tumbuk

(cable tool) sekitar 4.000 tahun yang lalu. Dengan adanya berbagai

pengembangan hingga saat ini baik dari segi teknis maupun aplikasi,

pengeboran telah berkembang ke dalam delapan sektor industri berikut ini:

1. Geoteknik

Pengeboran geoteknik bertujuan untuk menentukan karakteristik tanah

dan batuan, dalam beberapa hal digunakan untuk memperoleh informasi

tentang kondisi alami dan posisi muka air tanah.

2. Konstruksi

Pengeboran konstruksi secara umum bertujuan untuk menentukan batas

antara batuan dasar (basement) dan batuan di atasnya yang umumnya sudah

mengalami deformasi pelapukan.

3. Eksplorasi mineral

Eksplorasi adalah proses pencarian terhadap suatu cebakan mineral

untuk menentukan kuantitas mineral secara ekonomis. Pengeboran

eksplorasi bertujuan untuk:

a. Eksplorasi tubuh bijih

b. Informasi stratigrafi

c. Survei seismik

d. Verifikasi interpretasi geofisika dan geokimia

e. Kontrol kadar bijih

f. Perhitungan cadangan bijih

5

g. Deskripsi tubuh bijih (penyebaran, bentuk, butir penyusun, dll.)

4. Seismik

Pengeboran dalam kegiatan survei seismik berguna untuk menempatkan

bahan peledak sebagai sumber getaran dalam seismik refraksi maupun

refleksi.

5. Peledakan

Pengeboran untuk keperluan peledakan berguna untuk menempatkan

bahan peledak sebagai salah satu proses untuk memberaikan material yang

kompak.

6. Sumur air

Pengeboran dalam pembuatan sumur air bertujuan untuk membuat

lubang untuk menentukan posisi akuifer dan memproduksi air. Disamping

itu pengeboran air juga digunakan untuk:

a. Mengetahui level air

b. Memonitor sumur produksi

c. Sumur injeksi

d. Sumur dewatering dalam pertambangan atau konstruksi

7. Lingkungan

Pengeboran dalam lingkup lingkungan terdiri dari pengeboran

geoteknik dan sumur air untuk memonitor kualitas air tanah dan membantu

dalam kontrol/remediasi polusi air tanah.

8. Minyak dan gas

Pengeboran dalam industri minyak dan gas bertujuan untuk eksplorasi

baik onshore maupun offshore, injeksi, dan produksi sumur minyak dan gas.

Tujuan kegiatan yang banyak atau bermacam-macam ini membawa

konsekuensi perlengkapan, tipe, dan kapasitas mesin yang berbeda. Arah

pengeboran pun bisa vertikal ke bawah, vertikal ke atas, horizontal atau

miring dengan sudut tertentu. Dalam pegangan kuliah ini hanya dibatasi

6

pada pengeboran untuk mineral/batubara dan pengeboran air. Ada pun

bahasannya mencakup:

a. Peralatan pengeboran; meliputi jenis mesin bor, pompa atau kompresor,

stang bor (drill rod), casing, core barrel, mata bor (bit), dan

perlengkapan lainnya.

b. Lumpur pengeboran

c. Logging (hanya sebatas aplikasinya)

d. Teknis pengeboran; meliputi metode/klasifikasi pengeboran (dengan

sirkulasi dan tanpa sirkulasi) dan tahapan-tahapan pengeboran.

e. Masalah-masalah yang dihadapi dalam pelaksanaan pengeboran baik

masalah teknis maupun non teknis.

f. Organisasi divisi pengeboran; membahas struktur organisasi

pengeboran umumnya dan tugas dari masing-masing personil.

g. Analisa biaya pengeboran; membahas faktor yang mempengaruhi dan

menentukan biaya pengeboran, program untuk mengontrol biaya dan

beberapa contoh rencana anggaran biaya.

B. Rumusan Masalah

1. Apa itu pemboran?

2. Apa saja peralatan pemboran?

3. Bagaimana peralatan pemboran itu berfungsi?

C. Tujuan

1. Untuk mengetahui apa itu pemboran.

2. Untuk mengetahui peralatan pemboran.

3. Untuk mengetahui fungsi peralatan pemboran.

7

BAB II

PEMBAHASAN

A. PENGENALAN PEMBORAN

Sebelum dipaparkan lebih jauh tentang metode dan peralatan

pengeboran, akan diperkenalkan beberapa istilah yang dijumpai dalam

operasi pengeboran:

1. Tipe pengeboran, adalah jenis-jenis proses pengeboran dimana masing-

masing tipe pengeboran bisa menerapkan berbagai macam metode

pembuatan lubang dan pembersihan lubang.

2. Teknik pengeboran, adalah segala sesuatu yang berhubungan pada

sebuah tipe pengeboran sehingga proses pengeboran menjadi lebih

efektif dan efisien. Sebagai contoh seorang ahli bor jika menggunakan

metode pengeboran putar dengan fluida lumpur, maka harus selalu

mengatur berat jenis lumpur untuk mengontrol keseimbangan terhadap

tekanan formasi.

3. Metode pembuatan lubang, adalah prosedur untuk memberaikan

material terkonsolidasi maupun tak terkonsolidasi dalam proses

pengeboran.

4. Metode pembersihan lubang, adalah prosedur untuk membersihkan

cutting dari lubang bor.

5. Metode penyetabilan lubang, adalah prosedur untuk menjaga lubang bor

tetap terbuka, mencegah terjadinya gua-gua, atau terjadinya runtuhan

dinding lubang bor.

B. SISTEM KLASIFIKASI METODE PENGEBORAN

Klasifikasi pengeboran dapat didasarkan pada beberapa bagian proses

pengeboran, diantaranya berdasarkan:

1. Metode pembuatan lubang

8

Proses pembuatan lubang meliputi pemberaian batuan dari batuan

yang tak terkonsolidasi. Pembuatan lubang juga termasuk pembersihan

pecahan dan material tak terkonsolidasi dari bawah mata bor sehingga

pemberaian dapat terus berlangsung. Pembuatan lubang dapat berupa

proses mekanik atau pun proses- proses yang lain. Metode-metode

pembuatan lubang berdasarkan pemberaian mekanik adalah:

a. Pengeboran cable tool

b. Pengeboran putar auger

c. Pengeboran putar

d. Pengeboran top hole hammer

e. Pengeboran putar down hole hammer

f. Pengeboran putar slim hole

Gambar 1. Contoh tipe pengeboran berdasarkan pembuatan lubang.

2. Metode pembersihan dan penyetabilan lubang

Karena lubang bor telah dibuat dan cutting dibersihkan dari muka

mata bor, maka cutting harus dibersihkan semuanya dari lubang bor dan

dilakukan penyetabilan dinding lubang bor. Jika lubang bor tidak

terbuka dan bersih maka proses pengeboran tidak bisa terus

9

berlangsung. Penyetabilan lubang bisa dilakukan dengan casing,

tekanan hidrostatik, atau dengan pembuatan dinding. Metode-metode

pembersihan lubang dapat diklasifikasikan:

a. Pembersihan mekanik, pada metode ini peralatan pengeboran dalam

lubang akan melakukan pembersihan dengan sendirinya. Metode

pembersihan mekanik di antaranya:

1) Bailing, dimana proses penyetabilan dengan casing atau tekanan

hidrostatik

2) Bucket auger, dimana proses penyetabilan dengan casing atau

tekanan hidrostatik

3) Plate auger

4) Continuous flight auger, Plate dan continuous flight auger lebih

cocok digunakan untuk formasi yang stabil.

b. Pembersihan dengan fluida (sirkulasi langsung atau normal), pada

metode ini digunakan fluida untuk membersihkan lubang bor.

Sirkulasi normal adalah dimana fluida (udara, air, atau lumpur)

dipompa dengan tekanan ke bawah melalui stang bor, mata bor, dan

kemudian membawa cutting ke permukaan di antara dinding lubang

bor dan stang bor.

c. Pembersihan dengan fluida (sirkulasi terbalik), pada metode ini

fluida dipompa ke bawah melalui lubang di antara dinding lubang

bor dan stang bor, kemudian melewati mata bor, dan naik ke atas

melalui lubang di dalam stang bor.

Gambar 2. Contoh tipe pengeboran berdasarkan pembersihan lubang.

10

3. Kedalaman dan ukuran lubang

Tipe pengeboran harus sesuai dengan kedalaman dan ukuran lubang

bor yang diinginkan. Sebagai contoh bor auger tangan hanya dapat

melakukan pengeboran pada beberapa meter kedalaman dan ukuran

lubang yang kecil. Beberapa tipe pengeboran dapat diaplikasikan pada

rentang ukuran lubang bor tertentu,

a. Cable tool, ukuran lubang 100 mm s/d 400 mm (4-16 in) dan sampai

kedalaman 1.500 m (5.000 ft)

b. Slim rotary (diamond), ukuran lubang 30 mm s/d 100 mm (1-4 in)

dan sampai kedalaman 1.500 m (5.000 ft)

Gambar 3. Contoh tipe pengeboran berdasarkan kedalaman dan ukuran lubang.

4. Aplikasi

Tipe pengeboran juga dapat diklasifikasikan berdasarkan

aplikasinya seperti cable tool untuk pengeboran air, rotary untuk

pengeboran minyak, hammer untuk pengeboran pada kuari, dll. Dalam

hal ini klasifikasi lebih banyak ditentukan oleh sifat formasi seperti

ditunjukkan dalam daftar berikut:

a. Pengeboran pada formasi yang terkonsolidasi

Cable - Sampel bagus

Rotary mud - Tingkat penetrasi cepat

11

Rotary air - Sangat cepat pada formasi yang kering dan

kohesif

Rotary mud reverse - Sampel bagus, penetrasi cepat, menjaga

kondisi dinding

Auger - Murah dan cepat pada formasi kering

Jetting - Murah pada kondisi air yang melimpah

b. Pengeboran pada formasi yang stabil (high drillability)

Rotary - Semua fluida memberikan hasil yang bagus

Cable tool - Bagus tetapi lebih lambat

Hammer - Sampling chip dan air, penetrasi cepat

Diamond coring - Lebih lambat dari hammer, sampel lebih

sempurna

c. Pengeboran pada formasi yang stabil (low drillability)

Hammer - Penetrasi cepat

(Top hole untuk pengeboran dangkal dan down hole untuk

pengeboran dalam)

Diamond drills - Informasi lengkap dan inti lebih bagus

Heavy rotary drills - Murah dan cepat

d. Pengeboran pada formasi boulder dan breksi keras Beberapa tipe

pengeboran dapat dilakukan dalam berbagai teknik pengeboran,

dalam hal ini aplikasi akan menentukan teknik pengeboran yang

digunakan. Dalam hal aplikasi untuk mendapatkan informasi bawah

permukaan maka sistem kontrol yang cermat dan interpretasi semua

indikator pengeboran adalah parameter yang diutamakan.

Dalam aplikasi untuk lingkungan maka metode pengeboran harus

tidak memberikan dampak terhadap kualitas sampel kimia maupun

biologi. Kondisi seperti ini memerlukan modifikasi dalam teknik

pengeboran.

12

Dalam aplikasi yang membutuhkan sampel inti maka metode

pengeboran dipilih terhadap proses penetrasi yang stabil sehingga akan

memberikan inti yang lebih sempurna yang tertampung dalam core

barrel.

Untuk aplikasi yang hanya menginginkan lubang bor maka

digunakan metode dengan penetrasi yang cepat dimana cutting dan

proses pembersihannya dilakukan secara cepat tetapi efektif sehingga

tetap dapat menjaga stabilitas dinding lubang bor.

C. PERALATAN PEMBORAN

1. Mesin Bor

Mesin bor merupakan peralatan penting dalam operasi pengeboran

sebagai tenaga penggerak dari rangkaian bor. Dalam setiap metode

pengeboran maka akan digunakan jenis mesin bor yang berbeda pula

tergantung dari mekanisme metode pengeboran.

Pada pengeboran cable tool, mesin bor berperan sebagai sumber tenaga

yang menggerakkan rangkaian bor naik dan turun secara terus-menerus.

Pada pengeboran putar, mesin bor berperan sebagai sumber tenaga yang

memutar rangkaian bor. Pada sistem pengeboran putar hidrolik maka mesin

bor sekaligus akan menjadi sumber tenaga sehingga pompa hidrolik akan

bekerja memberikan tekanan pada rangkaian bor.

Seorang ahli bor harus mampu memilih mesin bor sesuai dengan

kebutuhan dari kegiatan pengeboran yang akan dilakukan. Beberapa hal

penting yang harus diperhatikan dan dipertimbangkan dalam pemilihan

mesin bor yang akan digunakan antara lain:

a. Tipe dan model mesin bor, aspek ini berhubungan dengan jenis metode

pengeboran yang akan dilakukan.

b. Kemampuan rotasi (rpm) atau tumbuk per satuan waktu

13

c. Momen puntir (torque) maksimum, yaitu kekuatan maksimum mesin

untuk bisa memutar stang bor, (kg.m)

d. Rentang diameter lubang bor yang bisa dibuat, (mm)

e. Total kedalaman yang bisa dicapai, (m)

f. Hoisting capacity, yaitu kapasitas pengerekan terhadap rangkaian bor

dari mata bor sampai ke hoisting swivel, termasuk di sini adalah

sirkulasi fluida bor yang berada di dalamnya, (kg).

g. Sliding stroke, yaitu mobilisasi mesin bor tanpa memindahkan bantalan

mesin atau tanpa kehilangan posisi titik lubang bor. Ada kalanya unit

pemutar pada mesin bor harus digeser misalnya untuk melakukan

pengangkatan rangkaian bor, (mm).

h. Dimensi (panjang x lebar x tinggi), (mm)

i. Berat mesin bor, (kg)

j. Power unit, yaitu tenaga yang diperlukan untuk mengoperasikan mesin

bor, (kW.P)

Ketepatan dalam pemilihan mesin bor sangat berpengaruh terhadap

efektivitas operasi pengeboran. Sebagai contoh pemilihan mesin yang

kurang tepat, misalnya akan melakukan pengeboran dengan kedalaman 200

m, jika memilih mesin bor dengan kapasitas kedalaman yang kurang dari

200 m maka pengeboran tidak akan bisa mencapai target kedalaman yang

diinginkan. Jika memilih mesin bor dengan kapasitas kedalaman yang lebih

tinggi misalnya 1.000 m maka penetrasi pengeboran akan cepat tetapi tidak

efisien karena biaya mobilisasi alat yang tinggi, biaya depresiasi yang besar,

dll.

Didalam pemboran ada beberapa jenis mesin bor diantaranya adalah

sebagai berikut:

a. Mesin Bor Tumbuk

Mesin bor tumbuk yang biasanya disebut cable tool atau spudder rig

yang diopersikan dengan cara mengangkat dan menjatuhkan alat bor

berat secara berulang- berulang ke dalam lubang bor.

14

Mata bor akan memecahkan batuan terkosolidasi menjadi kepingan

kecil,atau akan melepaskan butiran – butiran pada lapisan.Kepingan

atau hancuran tersebut merupakan campuran lumpur dan fragmen

batuan pada bagian dasar lubang, jika di dalam lubang tidak dijumpai

air, perlu ditambahkan air guna membentuk fragmen batuan

(slurry).Pertambahan volume slurry sejalan dengan kemajuan pemboran

yang pada jumlah terentu akan mengurangi daya tumbuk bor.

Bila kecepatan laju pemboran sudah menjadi sangat menjadi sangat

lambat, slurry diangkat ke permukaan dengan menggunakan timba

(bailer) atau sand pump. Beberapa factor yang mempengaruhi kecepatan

laju pemboran (penetrasi) dalam pemboran tumbuk diantaranya adalah:

1) Kekerasan lapisan batuan

2) Diameter kedalam lubang bor

3) Jenis mata bor

4) Kecepatan dan jarak tumbuk

5) Beban pada alat bor

Kapasitas mesin bor tunbuk sangat tergantung pada berat perangkat

penumbuk yang merupakan fungsi dari diameter mata bor, diameter dan

panjang drill-stemnya. Adapun beberapa kelebihan dan kekurangan

mesin bor tumbuk jika dibandingkan denngan mesin bor putar dapat

dijelaskan sebagai berikut:

Kelebihannya:

1) Ekonomis

2) Harga lebih murah sehingga depresiasi lebih kecil

3) Biaya transportasi lebih murah

4) Biaya operasi dan pemeliharaannya lebih rendah

5) Penyiapan rig untuk pemboran lebih cepat

6) Menghasilkaaan contoh pemboraan yang lebih baik

7) Tanpa sistem sirkulasi.

8) Lebih mempermudah pengenalan lokasi akifer

15

9) Kemungkinan kontaminasi karena pemboran relative lebih kecil

Kekurangannya:

1) Kecepatan laju pemboran rendah

2) Sering terjadi sling putusTidak bisa mendapatkan core

3) Tidak memiliki saran pengontrol kestabilan lubang bor

4) Terbatasnyaa personil yang berpengalaman

5) Pada formasi yang mengalami swelling clay akan menghadapi

banyak hambatan

b. Mesin Bor Putar

Mesin bor putar merupakan jenis mesin bor yang mempuyai mekanisme

yang paling sederhana, untuk memecahkan batuan menjadi kepingan kecil,

mata bor hanya mengandalkan putaran mesin dan beban rangkaian stang

bor. Jika pemboran dilakukan pada formasi batuan yang cukup keras, maka

rangkain stang bor dapat ditambah dengan stang pemberat. Kepingan batuan

yang hancur oleh gerusan mata bor akan terangkat ke permukaan karena

dorongan fluida. Contoh yang populer dari jenis ini adalah meja putar dan

elektro motor.Pada jenis meja putar, putaran vertical yang dihasilkan oleh

mesin penggerak dirubah menjadi putaran horizontal oleh sebuah meja bulat

yang ada pada bagian bawahnya terdapat alur – alur yang berpola

konsentris, sedangkan pada elektro motor, energi mekanik yang digunakan

untuk memutar rangkaian stang bor berasal dari generator listrik yang

dihubungkan pada sebuah elektro motor.

Komponen – komponen utama dari mesin bor putar adalah:

1) Swivel

2) Kelly bar

3) Stabilizer

4) Mata bor

5) Stang bor

6) Stang pemberat

16

c. Mesin Bor- Hidrolik

Pada mesin bor putar – hidrolik, pembebanan pada mata bor terutama

diatur oleh sistem hidrolik yang terdapat pada unit mesin bor, disamping

beban yang berasal dari berat stang bor dan mata bor. Cara kerja dari jenis

mesin bor ini adala mengombinasikan tekanan hidrolik, stang bo dan

putaran mata bor di atas formasi batuan.

Formasi batuan yang tergerus akan terbawa oleh fluida bor ke

permukaan melalui rongga anulus atau melalui rongga stang bor yang

bergantung pada sistem sirkulasi fluida bor yang digunakan.

Adapun contoh mesin bor putar – hidrolik adalah:

1) Top Drive

Unit pemutar pada jenis Top Drive bergerak turun naik pada menara,

tenaganya berasal dari unit transmisi hidrolik yang digerakkan oleh pompa.

Penetrasinya dapat langsung sepanjang stang bor yang dipakai (umumnya

sepanjang 3,6m – 9 m), sehingga jenis mempuyai kinerja yang paling baik.

2) Spindle

Pada jenis ini pemutarannya bersifat statis, kemajuan pemboran sangat

dipengaruhi oleh panjang spindle (umumnya antara 60 m – 100 m), dan

tekanan hidrolik yang dibutuhkan. Adapun spesifikasi mesin bor yang

digunakan adalah:

a) Merk

b) Kapasitas

c) Berat

d) Kemampuan rotasi

e) Dimensi

f) Diameter lubang

g) Tipe/ model

17

2. Pipa

Pipa banyak digunakan pada bagian-bagian alat pengeboran atau

aktivitas konstruksi sumur, penggunaan pipa di antaranya:

a. Sistem hidrolik

b. Media aliran fluida

c. Pipa bor putar dan collar

d. Stang bor diamond dan casing

e. Casing sumur air dan minyak

Tujuan dari rangkaian pipa pemboran (drillstring) adalah

meneruskan atau mentransmit tenaga mekanik (rotary table), hydrolic

power (pressure & flowrate), dan weight on bit (WOB).

Gambar 4. Rangkaian pipa pemboran

Komponen utama dari drillstring adalah sebagai berikut:

a. Drill Pipe

Rangkaian drillpipe diletakan setelah (dibawah) kelly, bentuk

drillpipe hampir sama dengan bentuk pipa pada umumnya dengan

18

diameter luar (Outside Diameter) berkisar antara 2.375 Inch – 6.625

Inch. Rangkaian drillpipe harus lebih ringan namun kuat, dibuat dengan

menggunakan besi baja dengan kualitas tinggi. API membuat grade

untuk kualitas baja untuk pipa pemboran menjadi empat kelas yaitu: E–

75,X–95, G–105, dan S–135. sedangkan untuk panjang tiap drillpipe

dibagi menjadi 3 range yaitu: Range I (18ft – 22 ft), Range II (27ft –

30ft) paling banyak digunakan saat ini, Range III (38ft – 45ft).

b. Drill Collar

Drill collar ditempatkan diatas mata bor (bit) dan setelah heavy

drillpipe. Bentuk drillcolar hampir mirip dengan drillpipe hanya saja

memiliki ketebalan dinding pipa yang lebih besar dan diameter dalam

(Inside Diameter) yang lebih kecil. Tujuan pemasangan drillcollar

adalah untuk memberikan tenaga axial (beban) kepada bit. Selain

memiliki bentuk yang mirip pipa drill collar juga ada yang bentuknya

spiral seperti yang terlihat pada gambar berikut ini.

c. Heave Drill Pipe

Merupakan rangkaian pipa yang terletak diantara drillpipe dengan

drill collar. HWDP memiliki bentuk yang mirip dengan drillpipe tapi

dengan tool joint yang lebih panjang.

d. Beberapa peralatan khusus.

Beberapa peralatan khusus yang digunakan pada rangkaian pipa

pemboran adalah stabillizer, reamer dan hole openers. Stabillizer pada

pemboran vertikal berfungsi untuk mencegah getaran (vibrasi) pada

rangkaian pipa selama melakukan pemboran.

Reamer berfungsi untuk menjaga diameter lubang bor sesuai dengan

hasil penggalian oleh mata bor (bit). Hal ini dikarenakan selama

kegiatan pemboran kemungkinan akan terjadi penyempitan lubang bor

19

akibat swelling formation dan juga berkurangnya ukuran mata bor (bit)

akibat formasi yang keras.

hole-openers digunakan untuk memperbesar lubang bor dikarenakan

menggunakan bit yang lebih kecil sedangkan ukuran lubang akhir yang

direncanakan lebih besar.

Berikut ini gambar dari peralatan khusus tersebut:

3. Stang Bor

Stang bor merupakan pipa yang terbuat dari baja dimana bagian pada

ujung-ujungnya terdapat ulir. Sebagai penghubung antara dua buah stang

bor digunakan double nepple (Gambar 2.5).

Gambar 5. Double nepple sebagai penghubung dua buah stang bor.

20

Dalam suatu kegiatan pengeboran stang bor berfungsi sebagai:

a. Rangkaian untuk mentransmisikan putaran, tekanan, dan tumbukan

yang dihasilkan oleh mesin bor menuju mata bor

b. Jalan keluar-masuknya fluida bor pada pengeboran putar

Stang bor harus bisa mengimbangi gaya/tekanan yang tidak hanya besar

tetapi juga gaya/tekanan yang selalu berubah setiap saat dengan cepat. Stang

bor harus tahan terhadap material abrasif dan lingkungan yang korosif.

Stang yang mempunyai tebal dinding yang seragam akan berpotensi

terjadinya pembengkokan pada titik-titik sambungan pipa (lihat Gambar

6a). Untuk mengatasi permasalahan seperti ini maka harus digunakan

sambungan yang khusus (double nepple) untuk memperkuat ujung- ujung

stang bor. Selain itu cara lain untuk memperkuat ujung stang bor adalah

dengan menambah ketebalan dinding pipa pada ujungnya, metode ini

disebut dengan upsetting (lihat Gambar 6b).

Gambar 6. Pembengkokan pada sambungan stang bor (a),

salah satu cara mengatasinya dengan upsetting (b).

Secara umum pemilihan ukuran dan jenis stang bor harus

memperhatikan hal-hal berikut ini:

a. Tujuan pengeboran

b. Tipe pengeboran

c. Kedalaman pengeboran

d. Diameter lubang bor

21

e. Kekerasan batuan formasi

f. Metode sirkulasi fluida

Adapun rangkaian stang bor dan ukurannya yang digunakan dalam

operasi pengeboran tergantung dari tipe pengeboran yang diterapkan.

Rangkaian stang bor dan ukurannya secara detil akan dibahas pada masing-

masing tipe pengeboran.

4. Casing

Casing adalah pipa yang digunakan untuk mempertahankan lubang bor

tetap terbuka (tidak runtuh/collapse) setelah tahap pengeboran atau pada

konstruksi sumur air/minyak. Disamping itu casing juga digunakan untuk

melindungi peralatan pengeboran dari gangguan-gangguan. Casing tidak

diperuntukkan pada beban yang lebih berat lagi. Contoh rangkaian casing

dapat dilihat di Gambar 7.

Gambar 7. Rangkaian pipa casing

Terdapat dua tipe untuk menghubungkan pipa casing, yaitu:

a. Tipe flush joint, Dimana penghubung antara pipa satu dengan pipa

lainnya dilakukan secara langsung.

b. Tipe flush coupled, Dimana penghubung antara pipa satu dengan pipa

lainnya menggunakan sebuah coupling.

22

Beberapa komponen yang terdapat dalam casing di antaranya meliputi:

a. Casing Swivel, Alat ini digunakan untuk menghubungkan antara pipa

casing dan stang bor.

b. Casing Head, Alat ini dipasang di bagian atas casing untuk melindungi

drat casing bagian atas.

c. Casing Shoe, Alat ini digunakan untuk melindungi casing bagian bawah

dari kerusakan.

d. Casing Cutter, Adakalanya di dalam suatu lubang casing terjadi suatu

masalah. Pada kasus-kasus semacam ini maka casing cutter digunakan

untuk memotong casing pada titik yang kita inginkan.

e. Casing Band, Alat ini digunakan untuk menjepit pipa casing selama

operasi pengangkatan dan penurunan.

5. Corebarrel

Core barrel adalah pipa yang digunakan untuk membungkus inti (core)

dari kegiatan pengeboran putar. Dengan core barrel maka inti bor akan dapat

dibawa ke permukaan sehingga bisa dilakukan pengamatan dan analisis

yang jauh lebih baik daripada cutting. Pembahasan mengenai core barrel

selanjutnya akan diberikan secara detil pada bagian tipe pengeboran putar.

6. Mata Bor

Mata bor merupakan salah satu komponen dalam pengeboran yang

digunakan khususnya sebagai alat pembuat lubang (hole making tool). Gaya

yang bekerja pada bit agar bit dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan

secara garis besar terbagi atas dua macam yaitu gaya dorong (tekan) dan

gaya putar. Keefektifan penetrasi yang dilakukan pada pengeboran

tergantung pada kedua gaya jenis ini.

Gaya dorong dapat dihasilkan melalui tumbukan yang dilakukan pada

pengeboran tumbuk (percussive drilling), pemuatan bit (bit loading), dan

tekanan di bawah permukaan (down pressure). Gaya putar dapat dihasilkan

23

pada mekanisme pengeboran putar (rotary drilling) dengan bantuan mesin

putar mekanik yang dapat memutar bit (setelah ditransmisikan oleh stang

bor) dan dengan bantuan gaya dorong statik mengabrasi batuan yang akan

ditembus. Gaya dorong yang bersifat statik yang secara tidak langsung turut

menunjang gaya-gaya tersebut di atas misalnya berat dari stang bor dan

berat rig.

Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan bit yaitu :

a. Ukuran dan bentuk mata bor

b. Ukuran gigi mata bor

c. Berat mata bor

d. Kekerasan matriks

e. Konfigurasi pelulusan air

Kelima faktor ini merupakan veriabel yang harus disesuaikan dengan

beberapa kondisidi lapangan, diantaranya struktur geologi, kualitas bantuan,

model pengeboran, dan kedalaman. Beberapa jenis mata bor diantaranya

meliputi :

a. Mata bor rotasi

1) Mata bor pisau (blade bit)

2) Air coring bit

3) Roller bit

b. Mata bor tumbuk

1) Chisel bit

2) Cross bit

3) Button bit

c. Mata bor auger, yang terbagi atas 2 variasi :

1) Tipe auger

2) Tipe kelly

d. Mata bor pada pengeboran cable (Cable drill bits)

1) Mata bor chisel

24

2) Mata bor tabung

e. Mata Bor Intan

1) Impregnated bit

2) Surface set bit

3) Mata bor formasi lunak

7. POMPA BOR

Fluida bor akan mengalir dari atas ke bawah lubang bor dengan adanya

gaya gravitasi dan tekanan atmosfer. Untuk membuat fluida bor ini dapat

bersirkulasi yaitu mengalir ke bawah lubang bor dan kemudian mengalir ke

atas dengan membawa material yang terberaikan (cutting) maka harus

digunakan pompa untuk fluida cair atau kompresor untuk fluida udara.

Pompa bor yang dipakai dalam operasi pengeboran sangat bervariasi baik

jenisnya maupun ukuran tenaganya. Jenis pompa yang dipakai umumnya

menggunakan gerak putaran, resiprokal, atau gerak lainnya untuk

menghasilkan tenaga.

Tipe-tipe pompa bor dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

a. Pompa Jet Pump

Gambar 8. Prinsip kerja pompa jet pump.

25

Udara atau air dapat digunakan untuk mendorong lumpur bor sepanjang

stang bor ke permukaan. Tenaga jet mempunyai fungsi untuk mengurangi

tekanan pada sekitar jet (menghisap udara) dan kemudian mendorongnya

sehingga terbentuk gelembung-gelembung udara untuk mengangkat lumpur

bor ke atas (Gambar 8).

Jet pump juga menggunakan sistem venturi untuk mengangkat lumpur

bor seperti pada Gambar 9. Pada gambar tersebut lumpur bor didorong oleh

aliran air pada pipa venturi ke atas, disamping itu lumpur bor juga dihisap

dari atas oleh pompa sentrifugal.

Gambar 9. Sistem venturi pada pompa jet pump

b. Pompa Sentrifugal

Pada pompa sentrifugal, fluida dipompa dengan kipas penghisap yang

digerakkan oleh gaya sentrifugal ke arah casing pompa. Tekanan yang

tinggi dikondisikan dalam casing pompa sehingga fluida akan terdorong ke

saluran keluar (outlet), lihat Gambar 10.

26

Pompa sentrifugal satu step mempunyai kelebihan dalam hal harga yang

murah dan mudah dalam pemeliharaan, tetapi mempunyai kapasitas

pemompaan yang rendah. Pompa sentrifugal satu step akan berkurang

efisiensinya jika menghisap fluida ke atas dengan jarak lebih dari 3 atau 4

meter (10 – 13 ft).

Pompa sentrifugal multi step mempunyai kapasitas pemompaan yang

kuat, diameter kipas yang lebih besar akan menambah aliran fluida dan

jumlah step akan memperbesar tekanan. Contoh dari jenis pompa ini adalah

pompa submercible dan pompa turbin, lihat Gambar 11. Baik pada pompa

submercible maupun turbin, perangkat pompa bekerja di dalam lubang bor

dimana fluida yang dipompa berada

Gambar 10. Skema pompa sentrifugal dari samping (a) dan dari depan (b).

Gambar 11. Skema pompa submercible (a) dan turbin (b)

27

c. Pompa Gir

Pada pompa ini fluida akan masuk pada lubang hisap dan kemudian

terperangkap di antara gigi-gigi gir sehingga akan sampai pada lubang

discharge. Pada sistem pompa ini tidak terdapat katup pengontrol aliran.

Gambar 12. Skema pompa gir.

d. Pompa Putar

Pompa putar mendorong fluida dengan menggunakan tenaga dari

baling-baling yang berputar. Poros baling-baling dibuat tidak terpusat

sehingga fluida akan terhisap dari pipa masuk dan terdorong ke pipa

keluar, lihat Gambar 13

Gambar 13. Skema pompa putar baling-baling.

e. Pompa Aliran Poros (Axial Flow)

Umumnya jenis pompa ini didesain untuk aplikasi yang ringan

seperti keperluan irigasi. Terdiri dari satu rangkaian bilah pendorong

(blade propeller) yang dapat beroperasi dalam casing dengan diameter

besar. Untuk keperluan uji pemompaan maka jenis pompa ini

28

dimodifikasi menjadi multi rangkaian bilah pendorong sehingga

tenaganya menjadi lebih besar.

Gambar 14. Skema pompa axial flow.

f. pompa Helik

Pada pompa jenis ini terdiri dari rotor yang berupa ulir sekrup (helik)

dan stator yang berupa karet fleksibel. Dengan perputaran rotor maka fluida

akan terdorong di dalam ruang-ruang yang kontinu sepanjang ulir, lihat

Gambar 15.

Gambar 15.. Skema pompa helik.

g. Pompa Piston

Pompa piston adalah pompa yang paling umum digunakan dalam

operasi pengeboran. Prinsip kerjanya adalah gerakan bolak-balik piston

dalam silinder yang akan menghisap dan kemudian mendorong fluida.

Gerakan bolak-balik ini dihasilkan oleh eksentrik yang terhubung ke piston,

lihat Gambar 16

29

Pada pompa piston dengan satu silinder maka proses menghisap dan

mendorong fluida adalah proses yang berurutan (tidak bersamaan).

Sehingga pada pompa satu silinder maka akan terjadi fluktuasi tekanan yang

akan memberikan dampak pada peralatan pengeboran misalnya kejutan-

kejutan pada pipa, stang bor, titik sambungan, dan pada selang pompa, serta

akan mengeluarkan cutting secara tidak sempurna.

Gambar 16. Skema gerakan bolak-balik piston.

Pompa piston duplex (2 silinder) atau triplex (3 silinder) adalah jenis

pompa piston yang paling sering dijumpai. Pada pompa ini pada saat satu

silinder menghisap maka silinder yang lain akan mendorong fluida sehingga

penambahan jumlah silinder berguna untuk mengurangi fluktuasi tekanan.

Pada pengembangan selanjutnya, pada setiap silinder dibuat sedemikian

rupa sehingga pada saat gerakan piston mendorong fluida ke muka maka

secara otomatis fluida akan terhisap dari katup lain di belakang piston dan

demikian pula pada gerakan sebaliknya. Apabila sistem ini diterapkan pada

pompa dengan dua silinder maka disebut dengan pompa piston duplex aksi

ganda atau pompa thorax.

Gambar 17.Skema pompa piston aksi ganda

30

8. KOMPRESOR

Pompa bor digunakan untuk membuat sirkulasi fluida berupa cairan

seperti air dan lumpur. Pada pengeboran dengan sirkulasi udara maka

digunakan kompressor untuk menggerakkan udara. Berikut pada Gambar

18 ditunjukkan bagian-bagian dari sebuah kompresor yang digunakan

dalam operasi pengeboran.

Gambar 18. Skema kompresor.

Keterangan gambar:

a. Nonreturn valve, mencegah udara mengalir terbalik pada saat kompresor

dimatikan.

b. Heat sensing solenoid, mematikan mesin kompresor secara otomatis apabila

temperatur mencapai batas atas.

c. Receiver, menampung udara.

d. Safety relief valve, membuka katup secara otomatis apabila tekanan pada

sistem terlalu berlebihan.

e. Water drain, mengalirkan air yang terkondensasi.

f. Service outlet valve, mengontrol output.

g. Manual unloading valve, memungkinkan receiver dikosongkan sacara

manual.

h. Automatic unloading valve, melepaskan udara yang tertekan secara

otomatis pada saat mesin kompresor dimatikan.

31

i. Pressure gauge, menunjukkan tekanan udara pada receiver. 10. Pressure

regulator, mengatur tekanan udara yang diinginkan.

j. Unloading device, memungkinkan kompresor tetap beroperasi pada saat

sistem dengan tekanan maksimum dan udara tidak dipergunakan.

Kompresor dengan kapasitas tekanan yang rendah (kurang dari 1.000 kPa

atau 150 psi digunakan untuk pengeboran dangkal. Kompresor kapasitas

menengah antara 1.000 sampai 1.500 kPa atau 150 sampai 220 psi biasanya

berupa kompresor dua tahap sementara untuk kapasitas tinggi (lebih dari 1.500

kPa atau 220 psi) biasanya berupa kompresor dua tahap dengan ditambah

booster.

Dalam pemilihan kompresor, hal yang perlu diperhatikan adalah tekanan

udara yang dihasilkan dan jumlah atau volume udara yang bisa dihasilkan setiap

satu satuan waktu

D. Komponen Pelengkap

Beberapa peralatan pelengkap yang sering dipakai dalam kegiatan

pengeboran diantaranya meliputi:

1. Alat untuk menaikan dan menurunkan

a. Water Swivel

Alat ini digunakan untuk melewatkan fluida seperti air, lumpur, dll. Dari

pompa menuju ke dalam stang bor yang berputar.

b. Hoisting Water Swivel

Alat yang didesain untuk melewatkan air ke dalam stang bor yang

sedang berputar selama proses pengangkatan dan penurunan.

c. Hoisting Plug (Hoisting Swivel)

Alat ini dihubungkan pada rope socket dan digunakan ketika proses

pengangkatan dan penurunan stang bor.

d. Hoisting Rope Socket

32

Bagian atas alat ini dihubungkan dengan hoisting wire rope yang di-las

menggunakan babbit metal. Bagian bawahnya dihubungkan dengan

hoisting plug.

Gambar 19. Peralatan pelengkap untuk menaikkan dan menurunkan

rangkaian bor

e. Rod Holder

Alat ini digunakan untuk menjepit stang bor pada saat pengangkatan

atau penurunan

f. Snatch Block

Alat ini diletakkan di puncak menara pengeboran dan digunakan untuk

mengangkat dan menurunkan stang bor, core barrel, dan mata bor. Pada

kenyataannya beban yang diangkat atau diturunkan itu terlalu berat, oleh

karena itu digunakan crown block atau traveling block untuk membantu

proses pengangkatan dan penurunan.

g. Travelling Block

Alat ini digunakan bersama dua/tiga buah kabel untuk mengangkat atau

menurunkan peralatan pengeboran.

33

h. Crown Block

Crown block diletakkan di bagian atas menara dan umumnya digunakan

untuk mengangkat dan menurunkan peralatan pengeboran

i. Lowering Iron

Alat ini digunakan pada pengeboran dangkal untuk menurunkan stang

bor secara cepat. Stang bor yang cocok ukurannya: 33,5 mm, 40,5 mm,

EW, AW.

j. Come Along

Alat ini digunakan untuk menurunkan stang bor dan digunakan pada

pengeboran dangkal.

Gambar 20. Peralatan pelengkap untuk memancing rangkaian bor

yang terlepas atau terjepit dalam lubang

34

2. Peralatan pancing

a. Rod Coupling tap

Alat ini digunakan untuk mengeluarkan batang bor yang rusak dan

dibiarkan tertinggal dalam lubang bor untuk satu alasan.

b. Rod Inside Tap – Rod Outside Tap

Alat ini berungsi hampir sama dengan rod coupling tap

c. Casing Tap – Core Barrel Tap

Alat ini digunakan untuk mendapatkan casing tubes/core barrel yang

tertinggal di lubang bor.

d. Rod Band

Alat ini digunakan untuk menjepit batang bor yang tertinggal di lubang

bor.

e. Knocking Block

Alat ini digunakan untuk menerima pengaruh pada saat hammering

untuk melindungi peralatan bor.

f. Drive Hammer with Chain

Alat ini digunakan untuk hammering ketika peralatan bor

mengalamikemacetan.

g. Pipe Pulling Jack

Alat ini digunakan untuk mengangkat peralatan bor, mempunyai dua

tipe, yaitu: hydraulic type dan screw type.

3. Menara

Terdapat dua tipe menara yang biasa digunakan dalam pengeboran yaitu :

a. Derrick, digunakan untuk pengeboran tegak.

b. Tripod, digunakan untuk pengeboran miring

35

Gambar 21. Tripod untuk pengeboran miring (a) dan derrick untuk pengeboran

tegak (b).

4. Peralatan Teknis

a. Parmalee Wrench

Alat ini digunakan untuk mengunci dan melepaskan pipa-pipa yang

kecil, seperti kawat core barrel tanpa merusak tabung.

b. Pipe wrench

Alat ini digunakan untuk mengunci dan melepaskan pipa seperti stang

bor, core barrel, dan lain-lain.

c. Super Tong

Alat ini digunakan untuk mengunci dan melepaskan pipa-pipa dengan

ukuran besar dengan diameter berukuran di atas 100 mm

Gambar 22. Parmalee wrench (a) dan pipe wrench (b).

36

Gambar 23. Contoh susunan peralatan pengeboran pada rotary drilling.

37

BAB III

PENUTUP

A. KESIMPULAN

Kegiatan pengeboran adalah salah satu kegiatan penting dalam sebuah

industri pertambangan. Kegiatan pengeboran ini mempunyai tujuan yang

bermacam-macam dan tidak hanya dilakukan dalam industri pertambangan

saja namun juga untuk bidang-bidang yang lain.

Dalam kegiatan pemboran, diperlukan banyak peralatan antara lain :

pipa pemboran, cssing, mata bor dan lain lain. Pemilihan peralatan

pemboran hasru menyesuaikan dengan sistem pemboran yang kita lakukan

agar kinerja dari rangkaian peralatan pemboran itu dapat berjalan dengan

maksimal.

B. SARAN

Setelah membaca makalah tentang peralatan pemboran, tentunya

penulis mengaharapkan agar pembaca dapat memahami apa itu pemboran,

apa saja peralatan yang diperlukan dalam pemboran dan bagaimana fungsi

dari peralatan tersebut. Selain itu, dalam penulisan makalah ini, penulis

menyadari bahwa masih sangat banyak kekurangan. Untuk itu penulis

mengaharapkan kritik dan saran dari pembaca agar makalah ini dapat

disempurnakan.

C. DAFTAR PUSTAKA

file:///E:/UNP/SEMESTER%20III/TEKNIK%20PEMBORAN/tugas%202

/Sistem%20Pemboran%20%20%20DebHarset's%20Blog.html

file:///E:/UNP/SEMESTER%20III/TEKNIK%20PEMBORAN/tugas%202

/Pemboran%20Tambang%20(Drilling)%20%20%20MINING%20ENGIN

EERING%20BLOG.html

file:///E:/UNP/SEMESTER%20III/TEKNIK%20PEMBORAN/tugas%202

/petroleum%20%20TEKNIK%20PEMBORAN.html