TEKNOLOGI BAWAH LAUT DALAM INDUSTRI

MINYAK/GAS LEPAS PANTAIMINYAK/GAS LEPAS PANTAI

OLEH: Hans MF Panjaitan, ST, MSc.

Seminar/Kuliah Umum di Universitas HKBP Nommensen Medan, Juli 2013

Materi

� Overview of Oil and Gas Offshore Structure

� Subsea Technology

� Subsea, Umbilicals, Riser, and Flowline

� Engineering highlights on Subsea Engineering� Engineering highlights on Subsea Engineering

� Penutup

INDUSTRI MINYAK/GAS LEPAS PANTAI

� Industri Minyak / Gas di:LEPAS PANTAI vs DARATAN

� Bangunan-Bangunan Lepas Pantai

Standards, Rules and Regulation

Project

Auth.

Rules & Reg.

Authorities

Frame agreement specifications

ProjectDesign Basis

Relevant NORSOK, ISO and API standards

Operation &Maint. Req's

Functional andDesign Req's

Operator

Standards

Eksplorasi Laut Dalam

Tantangan Dalam Industri Minyak/Gas Lepas Pantai

� Kondisi Sumur

� Kondisi Perairan

� Kondisi Geografis dan Lingkungan

� Kondisi Ekonomis� Kondisi Ekonomis

Bangunan-Bangunan Lepas Pantai

� Fasilitas yang tidak memiliki akses ke daratan dandibutuhkan untuk tetap berdiri di lautan bebas dalamsetiap kondisi cuaca dan perairan yang mungkin ada.

� Bangunan lepas pantai diharapkan dapat mendukungberbagai kegiatan di sebuah lapangan minyak/gas berbagai kegiatan di sebuah lapangan minyak/gas seperti halnya eksplorasi, produksi, penyimpanan, danjuga transportasi minyak/gas yang diperoleh (dalampresentasi ini, bangunan lepas pantai untuk kegiatanpengeboran/eksplorasi dan transportasi tidakdisertakan).

Kategori

� FIXED Type

� FLOATING Type

Fungsi Bangunan Lepas Pantai

� Production

� Storage

� Ekspor

Jenis-Jenis Bangunan Lepas Pantai

� Fixed Platform (Jacket Structure)

� Compliant Tower

� Gravity Based Structure (GBS)

� Tension Leg Platform

� SPAR Platform

� FPS / FPSO

Summary

� Fasilitas bangunan-bangunan lepas pantai yang telah disebutkan di atas, sering disebut sebagai host facility.

� Pemilihan fasilitas seperti apa yang digunakan juga dipengaruhioleh bagaimana sebuah lapangan akan dikembangkan, jumlahreserve minyak/gas yang tersedia, jarak transportasinya ke fasilitaspenerima di darat atau di laut (receiving facility), dan tentunyasecara signifikan dipengaruhi oleh ekonomis atau tidaknya fasilitassecara signifikan dipengaruhi oleh ekonomis atau tidaknya fasilitasyang akan dipilih dalam pengembangan lapangan minyak/gas.

� Dalam perkembangannya pada produksi minyak/gas, term “host facility” ini bisa juga berupa bangunan di darat (onshore plant) yang juga dihubungkan kepada sumber minyak/gas lepas pantaioleh sebuah sistem bawah laut. Onshore plant ini bisa merupakanfasilitas penerima untuk memproses minyak/gas dan untuk kemudiandiekspor melalui sistem transportasi darat ataupun sistemtransportasi bawah laut (subsea flowline/pipeline).

SUBSEA TECHNOLOGY

� Sistem bawah laut secara general dapat diartikan sebagaisistem multi-komponen yang ada di dasar laut untukmendukung kegiatan operasi minyak/gas lepas pantai, yang biasanya bertujuan untuk menjadi solusipengembangan sebuah lapangan minyak/gas jika fasilitasbangunan lepas pantai di permukaan laut tidak dapatdirealisasikan, ataupun bertujuan untuk menjadi bagian daribangunan lepas pantai di permukaan laut tidak dapatdirealisasikan, ataupun bertujuan untuk menjadi bagian darisebuah sistem transportasi/produksi minyak/gas yang berintegrasi baik dengan sebuah bangunan lepas pantaiyang ada di permukaannya (offshore structure) maupundengan sebuah bangunan darat (onshore plant). Dalampenggunaannya, sistem bawah laut ini telah digunakanpada kedalaman perairan hingga lebih dari 1500m.

Rules and Regulation

� http://www.dnv.com/resources/rules_standards/

Subsea Layout

Host Type

� Tied-back ke floating structure

� Tied-back ke fixed platform

� Tied-back ke onshore plant

� Komponen-komponen sistem bawah laut

� Tied-back to fixed platform

� Tied-back to floating structure

� Tied-back to onshore plant

Fungsi

� Sistem Produksi

� Sistem Ekspor

� Tipikal skematik Sistem Produksi

� Tipikal skematik Sistem Ekspor

SUBSEA, UMBILICALS, RISERS AND FLOWLINE

� Multi-disiplin

� Multi-komponen

� Instrumentasi dan Kontrol

� Struktural dan Geoteknikal

� Mekanikal dan Proses

Subsea Production System /Subsea Processing System

� Sebuah subsea production system adalah sebuah komponen dalam sebuah sistem bawah laut yang merupakan integrasi dari valves, pipings dan fittings, serta subsea production tree, yang terkoneksi dengan sebuah sumur bawah laut terkoneksi dengan sebuah sumur bawah laut (subsea wells). Subsea production tree dalam kesehariannya sering juga disebut sebagai “X-mas tree”.

� X-mas Tree

� Subsea Production System

Subsea Template

� Subsea template adalah komponen struktur yang dibuat untuk menjadi “rumah” bagi instrument-instrumendi dalam sebuah subsea production system, khususnyauntuk melindungi subsea production tree.

� Untuk fungsi yang sama, subsea template dapat juga� Untuk fungsi yang sama, subsea template dapat jugadigunakan pada subsea manifold.

� Template ini bertujuan untuk memberikan ruang bagiinstrument-instrumen lainnya seperti valves, koneksi, piping, dlsb, sekaligus sebagai fungsi perlindunganterhadap beban-beban yang jatuh dari permukaanlaut ke dasar laut (dropped object).

Subsea Manifold & End Termination

� SUBSEA MANIFOLD

� Subsea manifold adalah sebuah struktur gravity yang bertujuan untuk menjadi tempat berkumpulnya beberapa flowline/pipeline, dan kemudian beberapa flowline/pipeline, dan kemudian bermuara kepada satu flowline/pipeline untuk mentransportasikan fluida ke host facility-nya.

� Struktur ini biasanya berada di dasar laut dengan berpondasikan pipa (suction anchor) yang berpenetrasi ke bawahnya.

� Subsea Manifold

� END TERMINATION

� Sebuah komponen struktural dalam sebuah sistembawah laut untuk memfasilitasi koneksi interface antaraflowline/pipeline atau umbililcal dengan komponenstruktur lainnya. struktur lainnya.

� Komponen ini juga bisa menjadi fungsi “penutup” padaujung sebuah flowline/pipeline. Sesuai dengan jeniskomponen yang berkoneksi padanya, struktur ini seringdisebut dengan berbagai nama, antara lain: pipeline end termination (PLET), riser end termination (RET), umbilical end termination.

� End Termination

Subsea Flowline/Pipeline

� Flowline/pipeline adalah salah satu komponen dominan dalam sebuah sistem bawah laut. Sesuai dengan namanya, komponen ini berbentuk pipa “yang diletakkan di atas dasar laut”, yang bertujuan untuk mentransportasikan fluida bertujuan untuk mentransportasikan fluida (minyak/gas) atau fluida-fluida jenis lain yang terikut dalam produksi minyak/gas.

Risers

� Riser adalah komponen sistem bawah laut yang berbentuk pipa, yang juga bertujuan untuk transportasi fluida (minyak/gas).

� Perbedaannya adalah bahwa Riser merupakan � Perbedaannya adalah bahwa Riser merupakan interface pipa penghubung antara flowline/pipeline yang ada di dasar laut dengan host facility-nya yang ada di permukaan laut.

� Berdasarkan jenis pipanya, Riser dapat dibedakan menjadi 2 jenis:

� Rigid Riser

� Flexible Riser

Umbilicals

� Umbilicals adalah sebuah komponen sistem bawah lautyang merupakan bundelan tubing, kabel-kabel kontrol, konduktor elektrikal, dlsb, yang dibungkus oleh sebuahlapisan yang kuat, yang diinstal dari host facility-nyamenuju sebuah subsea production system.

� Tujuannya adalah untuk mengirimkan fluida kontrol dan arus� Tujuannya adalah untuk mengirimkan fluida kontrol dan aruselektrik yang dibutuhkan untuk mengawasi (monitoring) subsea wells, dan mengendalikan (controlling) fungsi darisubsea production system termasuk instrumen-instrumenpendukungnya yang terintegrasi (valves, X-mas tree, piping). Biasanya terdapat juga beberapa tubes yang bertujuanuntuk me-monitor tekanan, dan memasukkan fluida kimiayang diperlukan di sekitar subsea wells yang dialirkan darihost facility-nya.

Spools/Jumper

� Spools/Jumper adalah sebuah komponen dalam sistembawah laut yang merupakan interface penghubung antaraflowline/pipeline dengan komponen subsea structure (subsea production system atau subsea manifold) yang terkait dengannya.

� Komponen spool/jumper ditujukan untuk memberikan� Komponen spool/jumper ditujukan untuk memberikanfleksibilitas terhadap tiap ujung-ujung pipaflowline/pipeline, akibat perpindahan axial/lateral padatiap ujung-ujung tersebut. Perpindahan axial/lateral padasetiap ujung-ujung flowline/pipeline biasanya disebabkanoleh akumulasi beban lateral pada flowline/pipeline yang ada di dasar laut, dan juga oleh akumulasi pemuaian axial pada flowline/pipeline akibat temperatur fluida(minyak/gas) yang dialirkan.

� Z-shaped spool (horizontal connection)

� U-shaped spool (vertical connection)

ENGINEERING HIGHLIGHTS

� Loads

� Dynamic and Fatigue Analysis

� Stress Structural Analysis

� Mechanical Design� Mechanical Design

� Global Buckling

� Local Analysis

Loads

� Hydrodynamic Loads (Wave and Current)

� Earthquake Loads

� Dead Load

� Live Load� Live Load

� Wind Load

Dynamic and Fatigue Analysis

� Cyclic Loading

� Dynamic Analysis due to Waves and Floaters Response

� Fatigue Capacity due to Cyclic Loadings� Fatigue Capacity due to Cyclic Loadings

Stress Structural Analysis

� Structural Analysis

� Pipe Stress Analysis

Mechanical Design

� Perhitungan Ketebalan Pipa

� Perhitungan Stabilitas Pipa

Global Buckling

Local Analysis

PENUTUP