BIT

      BIT

            Untuk mendapatkan kedalaman yang diharapkan diperlukan suatu alat yang letaknya dipasang di ujung rangkaian pipa pemboran yang dinamakan mata bor atau bit. Mata bor atau bit adalah alat yang terpasang di ujung paling bawah dari rangkaian pipa yang langsung berhadapan dengan formasi atau batuan yang dibor. Adanya putaran dan beban yang diperoleh dari rangkaian pipa bor di atasnya akan menyebabkan mata bor itu menghancurkan batuan yang terletak di bawah sehingga akan menembus semakin dalam bebatuan tersebut. Lumpur yang disirkulasikan akan keluar melalui mata bor dan menyemprotkan langsung ke batuan yang sedang dihancurkan di dasar luang bor. Semprotan ini akan ikut membantu menghancurkan batuan-batuan itu. Batuan yang disemprot oleh lumpur tadi akan lebih mudah lagi dihancurkan oleh mata bor,sehingga dengan demikian akan diperoleh laju pemboran yang lebih cepat.

   JENIS BIT

Secara umum dalam proses pemboran, pahat pemboran dapat digolongkan menjadi empat jenis, yaitu :

  Wing Bit

Wing bit terbuat dari sebuah nipple baja yang pada ujung bawahnya diberi sayap, dilass kuat dengan bahan penguat. Diantara sayap-sayap terdapat lubang nozzle untuk aliran cairan pemboran menyemprot secara kuat ke arah bawah sehingga membantu membersihakan dasar lubang bor.

Wing bit hanya digunakan untuk mengebor lapisan tanah yang lunak, biasanya hanya untuk mengebor trayek conductor atau surface casing. Pemeliharaan pahat ini cukup mudah, karena hanya melakukan rewelding dan rebuilding apabila pahat telah aus atau rusak.

  Theree Cone Roller Rock Bit

Pahat ini mempunyai 3 buah cone bergigi-gigi yang dapat berputar karena ditumpu dengan Roller Bearing. Gigi-gigi yang menyatu dengan cone dan diperkeras dengan bahan pengeras disebut Mill Tooth Bit. Cone yang dipasangi gigi-gigi yang terbuat dari Tungsten Carbide disebut Insert Bit.

Pahat bor model ini sangat banyak jenisnya, menyesuaikan berbagai macam sifat batuan, dari lapisan yang lunak sampai yang keras. Pembuatan bit harus sesuai dengan Standard IADC (International Association Of Drilling Contractors) dengan code masing-masing yang dapat dikomparasikan.

    Fixed Cutter Bit

Fixed Cutter Bit merupakan bit yang tidak mempunyai cone yang dapat berputar, bentuknya menyerupai wing bit. Pahat ini dikenal dengan nama PDC Drill Bit (Polycrystalline Diamond Compact) dan Natural Diamond Drill Bit, mempunyai performance yang lebih baik dibandingakn dengan Cone Bit, dan dapat menghasilkan interval pemboran yang panjang karena umur pemakaian juga lebih panjang.

PDC Bit juga dibuat berbagai ukuran, dari 2” - 5½” untuk Slim Hole dan sampai 17½” pada pemboran biasa, bit jenis ini juga dibuat untuk lapisan tanah yang sangat lunak sampai lapisan tanah yang sangat keras. Untuk lapisan yang lunak mempunyai cutter yang besar-besar  dan semakin keras lapisannya semakin kecil cutternya. Pada akhir-akhir ini, pahat jenis ini paling banyak digunakan, interval lubang bor yang terbentuk oleh tiap pahat lebih panjang sehingga mengurangi jumlah trip rangkaian pemboran untuk mengganti pahat.

   Coring Bit

Coring bit adalah jenis pahat khusus yang digunakan untuk melakukan pengambilan contoh batuan dari dasar lubang bor, lazimnya disebut pengintian. Pahat inti ini pada bagian tengahnya berlubang sehingga ada formasi batuan yang tidak terpotong oleh pahat dan masuk ke dalam barrel khusus daria lat pengintian dan nantinya akan terbawa keluar dari lubang bor sewaktu mencabut rangkaian pipa.

Jenis-jenis core bits antara lain Blade core barrel head, Tungsten Carbide Insert Core Barrel Head, Roller Core Barrel Head, PDC Core Barrel Head, Natural Diamond Core Barrel Head. Ukuran yang standard untuk core bit adalah : 3½” sampai 6¼” 

                                                          

      FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU PEMBORAN

  Karakteristik Batuan

Beberapa macam karakteristik batuan yang berpengaruh pada laju pemboran antara lain adalah:

a.      Drillability

Drillability memperlihatkan tingkat kemudahan suatu batuan untuk dibor. Pada umumnya drillability suatu batuan akan semakin berkurang seiring bertambahnya kedalaman serta semakin kompak dan keras suatu batuan.

b.     Hardness

Hardness suatu batuan menunjukan tingkat ketahanan suatu batuan terhadap goresan. Mohs membuat 10 tingkat skala kekerasan mulai dari Talc dengan tingkat kekerasan 1 sampai Intan dengan tingkat kekerasan 10, namun secara umum kekerasan batuan dikelompokkan menjadi tiga bagian yaitu: Batuan lunak dengan skala Mohs dibawah 4 (Fluorite), batuan sedang dengan skala mohs antara 4 sampai 7 (Fluorite sampai Quartz) dan batuan keras dengan skala Mohs besar dari 7 (Quartz).

c.      Abrassiveness

Abrassiveness merupakan sifat menggores dan mengikis batuan yang dapat menyebabkan keausan pada gigi-gigi pahat. Setiap batuan mempunyai sifat abrasivitas yang berbeda-beda. Batuan beku mempunyai tingkat abrsivitas yang besar. Hal ini dikarenakan cutting hasil gerusan mata bor umunya berbentuk runcing, tajam dan pipih, sehingga dibutuhkan pahat dengan “gauge” yang punya pelindung khusus.

d.     Fracturing

Fracturing yang dimaksud merupakan rekahan alami yang terdapat pada lapisan produktif. Ketika mata bor memasuki zona ini, laju pemboran akan bertambah secara mendadak, kondisi ini dapat mempercepat kerusakan pada bantalan dan ”bearing” pahat.

    Pengaruh Parameter Bor

   Parameter-parameter yang dimaksud adalah:

a.      Weight On Bit (WOB) dan Banyaknya Putaran Pahat (RPM)

WOB dan RPM merupakan faktor mekanik yang berpengaruh langsung terhadap laju pemboran. Beban pada pahat merupakan suatu beratan yang diberikan agar dapat menembus suatu formasi batuan. Pengaturan WOB juga ditujukan untuk mendapatkan kondisi ”string” yang kaku sehingga mengurangi deviasi lubang. Dalam kondisi normal, WOB diberikan berkisar antara 60 – 80%. RPM sendiri menyatakan banyaknya putaran pahat per menit. Peningkatan RPM yang melebihi kecepatan putaran kritisnya akan dapat menimbulkan getaran (vibrasi) pada drill string sehingga pemboran menjadi tidak efektif.

Jika kedua parameter bor ini dioptimalkan, laju penetrasi akan bertambah sampai pada suatu batas tertentu, dan apabila telah melampui batas tersebut tidak akan terjadi peningkatan laju penetrasi.

b.     Bit Hydraulic

Faktor hidrolika sangat berpengaruh dalam mencapai laju pemboran yang optimal. Hidrolika pahat disini didefinisikan sebagai penggunaan debit aliran dan tenaga yang ditimbulkan oleh semburan lumpur melalui nozzle kedalam lubang bor guna membersihkannya dari cutting. Ada beberapa hal yang mempengaruhi hidrolika pahat, yaitu:

1.      Tenaga dan kapasitas pompa lumpur

Kemampuan kerja pompa lumpur tergantung dari diameter liner, panjang stroke dan jumlah stroke per menit (SPM).

2.    Jet velocity dan ukuran nozzle.

Pembersihan cutting dari lubang bor merupakan faktor yang sangat penting. Cutting yang tertinggal dalam lubang bor akan menyebabkan kerja pahat menjadi terganggu saat menggerus formasi karena akan terjadi proses re-grinding. ”Jet velocity” tidak membor lubang akan tetapi membantu membersihkan cutting dari dasar lubang. Luas penampang nozzle sangat berpengaruh pada besar kecilnya jet velocity suatu pahat. Semakin kecil ukuran nozzle maka akan semakin tinggi jet velocity suatu pahat.

3.      Pressure Loss pada Pahat

Besarnya ”pressure loss” pada pahat juga ditentukan oleh nozzle yang digunakan.

4.      Bit Hydraulic Horse Power (BHHP)

BHHP merupakan besarnya tenaga yang dibutuhkan untuk membersihkan lubang dari cutting, dimana besarnya tergantung dari energi fluida yang keluar dari pahat. BHHP ditentukan oleh jumlah tenaga yang tersedia (horse power pompa). BHHP dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut ini.

             Derajat Kerusakan Pahat

    Identifikasi derajat keausan pahat dapat ditinjau dari beberapa segi yaitu :

1.      Kerusakan / keausan gigi pahat

Keausan dan ketumpulan gigi pahat dinyatakan dalam perdelapan bagian dari ketinggian gigi pahat yang telah aus. Keausan ini disimbolkan dengan “T” (Teeth), dimulai dari T1 sampai T8.

2.      Posisi Cone terhadap tempat kedudukannya

Posisi cone terhadap tempatnya dinyatakan dengan notasi “B” (Bearing).

3.      Pengecilan diameter pahat

Pahat yang telah dipakai seringkali mengalami pengecilan diameter, yang biasanya disebabkan oleh gesekan dengan formasi, terutama formasi dengan tingkat abrsive yang tinggi. Untuk menandai adanya pengecilan diameter pahat, digunakan notasi “G” (gauge) dan notasi ”I” (In-gauge) bila tidak terjadi pengecilan diameter pahat.

               Kode IADC

Pada tahun 1972 IADC membuat daftar klasifikasi ”Rolling Cutter Bit” dengan maksud untuk mempermudah dalam pemilihan pahat. Rolling Cutter Bit atau Tree Cone Bit terdiri dari dua jenis yaitu:

1. Milled Tooth Bit

2. Tungsten Carbide Insert Bit

            Kode IADC terdiri dari tiga angka, dimana masing-masing angka menunjukkan arti yang berbeda. Penggolongan Tree Cone Bit terdiri dari tiga angka, misalnya IADC 1.2.3, digit pertama menunjukkan jenis gigi yang terdiri lagi dari delapan tingkatan; angka 1 sampai 3 menunjukkan jenis ”Milled Tooth”, angka 4 menunjukkan jenis pahat khusus, dan angka 5 sampai 8 menunjukkan jenis ”Insert Bit”. Digit kedua menunjukkan tingkat kekerasan dari tiap-tiap jenis formasi yang mampu ditembus oleh pahat dengan jenis gigi yang ditunjukkan digit pertama tadi, yaitu lunak, sedang dan keras. Sedangkan angka ketiga menunjukkan ciri-ciri khusus bantalan dan rancangan lainnya.

Sebagai contoh: Pahat Rolling Cutter Bit dengan IADC 5.2.7 mempunyai arti sebagai berikut; angka 5 menunjukkan jenis gigi merupakan ”insert” yang digunakan untuk membor formasi lunak sampai sedang dengan ”compressive strength” batuan rendah. Angka 2 menunjukkan bahwa pahat digunakan untuk formasi dengan kekerasan sedang. Angka 7 menunjukan bahwa pahat tersebut dilengkapi “friction bearing” dan “gauge protection”. Penentuan bentuk gigi-gigi pahat disesuaikan dengan formasi yang akan dibor. Untuk formasi lunak giginya lebih panjang dan runcing dengan jumlah yang lebih sedikit serta kerucut dan bantalannya lebih kecil, sedangkan untuk formasi yang keras bentuk giginya lebih pendek dan besar serta kerucut dan bantalannya lebih besar.

Pada ”Tungsten Carbide” gigi-giginya berbentuk kancing atau “button” dengan bentuk cendrung membundar. Gigi-gigi ditanamkan pada permukaan kerucut pemotongnya. Sama halnya dengan pahat “Roller Cone”, kemampuan penetrasi pahat PDC (Polycristalline Diamond Compat) juga dipengaruhi oleh karakteristik batuan, beban pada pahat (WOB), banyaknya putaran pahat per menit (RPM) serta hydrolika lumpur.

Dengan parameter yang sesuai pahat PDC mampu lebih cepat membor formasi dibanding dengan pahat lain, dengan konsekuensi timbulnya torsi yang besar. Torsi yang terlalu besar dapat menimbulkan in-efisiensi biaya operasional, dimana ”footage” pahat akan semakin kecil. Untuk mereduksi torsi pada PDC ini, dilakukan evolusi seperti memperbesar sudut ”Back rakes”, memperkecil ukuran ”cutter” serta menambahkan ”gage” khusus pada pahat.

Pahat PDC bisa di ”re-run” selama cutting elemen yang terpakai tidak lebih dari 50%. Rusaknya ”cutter” pada pahat PDC juga dapat disebabkan oleh perubahan formasi secara tiba-tiba, ”junk” di dalam lubang, penambahan WOB yang berlebihan dan ”broken formation”.

Sedangkan body pahat bisa rusak karena adanya penambahan kecepatan aliran fluida pada pahat dan abrasi akibat bergeseran dengan material cutting yang keras. Derajat keausan pahat PDC utamanya dilihat dari sisa ”cutter” pada pahat. Cutter yang aus dibedakan atas delapan tingkatan dengan skala 0 sampai 8. Angka 0 menunjukkan bahwa cutter masih utuh dan belum terpakai, sedangkan angka 8 menunjukkan cutter telah habis dipakai. Keausan Bearing atau seals untuk pahat PDC dinotasikan dengan ”X”, sedangkan untuk ”Gauge” tetap ditentukan menggunakan dengan ”Ring Gauge” dengan notasi sebagai berikut:

1.   ”IN” digunakan jika pahat masih dalam kondisi ”In-Gauge”.

2.   Sedangkan kondisi ”Undergauge” bila ukuran ”Cutter” mendekati 1/16”.

Dalam proses pemboran diperlukan pula evaluasi pemboran khususnya terhadap pahat  atau bit pemboran. Pengevaluasian pahat dilakukan untuk membuat proses pemboran khususnya kerja dari pahat atu bit menjadi lebih optimal, dan semua parameter yang dievaluasi mempengaruhi laju penetrasi pemboran yang pada akhirnya akan berpengaruh terhadap biaya pemboran secara keseluruhan.