BOP system

Blowout merupakan suatu kejadiaan yang tidak dapat diperkirakan dengan pasti khusunya pada saat dilakukan pemboran sumur-sumur eksplorasi, dan blowout dapat berakibat membahayakan jiwa para pekerja bor, menghancurkan rig dan merusak lingkungan. Karena bahaya yang terbesar yang menimpa rig adalah semburan liar atau blowout yang tidak terkendali dengan baik. Peralatan untuk menanggulangi masalah itu adalah Pencegah Semburan Liar (PSL) atau Blowout Preventer (BOP). BOP memiliki berbagai macam ukuran, dan jenisnya, berikut adalah data mengenai jenis dan tekanan BOP :

Ukuran dan Tekanan Kerja BOP Hydril

Flange Or Clamp Size	Minimum Vertical Bore (inches)	Maximum Pressure Ratings (in Pounds)
		500	2000	3000	5000	10000
6	7	…	MSP	GK	GK	…
7	7	…	…	…	…	GK
8	9	…	MSP	GK	GK	…
9	9	…	…	…	…	GK
10	11	…	MSP	GK	GK	…
11	11	…	…	…	…	GK
12	13	…	…	GK	…	…
13	13	…	…	…	GK & GL	GK
16	16 ¾	…	GK	GK	…	…

    Komponen – komponen BOP Sistem

Blowout prevention system terjadi dari 3 sub komponen utama, yaitu :

1.      Bop Stack 

2.      Accumulator

3.      Supporting system

    Komponen – komponen BOP stack

BOP stack merupakan peralatan dengan valve tekanan tinggi yang didesain untuk menahan tekanan lubang bor bila terjadi "kick", terdiri dari :

1.      Annular Preventer.

Ditempat paling atas dari susunan BOP stack. Annular Preventer berisi rubber packing element yang dapat menutup lubang annulus baik lubang dalam keadaan kosong ataupun ada rangkaian pipa bor.

2.      Ram Preventer

Fungsi Ram Preventer adalah Menutup ruang annulus dengan drill pipe ataupun tanpa drill pipe, yang terdiri dari :

·            Pipe Ram : ram yang hanya dapat menutup lubang annulus untuk ukuran pipa tertentu.

·            Blind ram : digunakan untuk menutup lubang bor pada waktu rangkaian pipa bor tidak berada dalam lubang bor.

·            Shear ram : memotong drill pipe dan seal sehingga lubang bor kosong (open hole).

3.      Drilling Spools

Drilling spools adalah suatu alat tambahan pada BOP stack dan terletak antara bottom flange dengan BOP dan bisa dipasang choke line dan kill line, sesuai kebutuhan oprasi.

4.      Casing Head Spool (well head).

Merupakan alat penutup, pemegang dan untuk sealing pada bagian atas casing yang berfungsi sebagai fondasi BOP Stack.

   Accumulator

Pemasangan pencegahan semburan liar sistim hidrolik tersebut baru bisa berfungsi jika ada alat pengontrolnya. Peralatan control pencegah semburan liar terdiri atas pompa hidrolik yang menyediakan tekanan kepad katup control lubang empat.

Satu katup untuk satu PSL, bekerja untuk mengarahkan aliran untuk hubungan tutupan dan hubungan tutupan tiap pencegahan semburan liar. Pompa tekan dapat terdiri dari pompa yang digerakkan dengan pneumatic atau listrik. Yang terkenal adalah pompa pneumatic (air oprated). Pada dewasa ini peralatan control memakai accumulator.

Suatu accumulator adalah botol   tekan atau preassure bottle yang mula-mula diisikan dengan nitrogen bertekanan, yang dapat dipompakan cairan kedalam, nitrogen didalam mengalami kompresi.

Accumulator-accumulator tersebut satu sama lain dihubungkan dengan system manifold. Alat tersebut umumnya tersedia dalam tekanan kerja 1500 Psi, 2000 Psi, 3000 Psi. Accumulator dengan system 3000 Psi umumnya paling baik karena sangat efisien.

Jumlah botol accumulator yang dibutuhkan tergantung dari jumlah cairan yang harus dipindahkan pada system tesebut, kapasitas cairan sebenarnya dari suatu accumulator yaitu volume cairan dan gas nitrogen yang dapat tersimpan dalam accumulator. Kapasitas nominal botol termasuk fitting didalamnya, dan umumnya data tersebut diberikan oleh pabrikan

Pompa accumulator dijalankan secara pneumatic atau elektris. Pompa-pompa dengan penggerak ganda sebaiknya dipakai, seandainya salah satu tenaga penggerak gagal beroperasi.

Menurut anjuran dari API pompa-pompa yang digerakkan oleh satu jenis sumber daya harus dapat menutup pencegah sembur annulus ukuran pipa yang dipakai, membuka katup choke line hidrolis dan mendapatkan tekanan minimum 200 Psi diatas tekanan pengisian awal selama dua menit.

   Supporting System

1.        Choke Manifold

Pencegah Semburan Liar atau PSL berfungsi untuk menutup sumur jika terjadi semburan liar atau kick. Jepitan-jepitan yang sudah diatur mengontrol pembebanan fluida sumur dalam keadaan bertekanan. Paling sedikit dibutuhkan dua buah jepitan atau choke, karena choke tersebut sering tererosi atau buntu. Agar pemindahan dari satu choke ke choke yang lain dapat dilakukan dengan cepat maka choke tersebut dihubungkan dengan manifold.

Choke yang dipakai adalah jenis variable atau adjustable chokes memungkinkan penggantian ukuran jepitan dengan cepat yang sangat dibutuhkan dalam mematikan sumur.

Choke manifold dipergunakan untuk mengalirkan fluida kick, mengatur dan menerima aliran dari sumur untuk dapat dialirkan keseparator.

Choke Line menyalurkan fluida sumur ke choke dan saluran-saluran tersebut harus mempunyai tekanan kerja yang sama atau lebih besar dari tekanan kerja PSL yang dipergunakan. Choke line pada umumnya berdiameter dalam minimal 3 ½” dan tekanan kerja minimal sama dengan tekanan kerja BOP yang dipasang. Untuk sumur-sumur eksplorasi (sumur bertekanan tinggi) dipasang BOP group dengan tekanan antara 5000 Psi sampai dengan 10.000 Psi.

2.        Kill Line

Kill line adalah saluran untuk memompakan fluida pemboran jika keadaan lubang bor kosong dan posisi blind ram tertutup.

Kill line juga berfungsi untuk memompakan fluida pemboran kedalam lubang sumur dalam keadaan sumur ada string atau pipa bor pada saat pipe ram tertutup. Dan mengisi annulus untuk bull heading kalau pemompaan pipa bor tidak bisa dilakukan.

Pipa Ram Preventer

Pipa Ram preventer di pakai pada hampir semua kegiatan oprasi pemboran dan minimal dipakai satu buah yaitu bila sumur tersebut bertekanan rendah dan pemboran masih relatif dangkal.

Bagian depan Ram yang bertemu dilengkapi dengan penyekat karet tebal dan kedua bagian tersebut saling menutup pipa pada pipa yang ada di dalam sumur. Satu ukuran dari ram tersebut hanya dapat menutup satu ram ukuran pipa. Ram tersebut di pakai untuk berbagai macam keperluan menutup berbagai macam ukuran pipa dan jenis seperti : Tubing, Drill Pipe,dan Cassing yang dapat dimasukan melalui BOP tersebut.

   Macam – macam Pipa Ram Preventer 

1.      Cameron QRC Preventer

Cameron QRC ( Quick Ram Change ) merupakan ram tipe preventer pertama dipabrikan dan dijual tahun 1945. Semula BOP tersebut dioprasikan secara manual dan penggantian ram jauh lebih cepat bila dibanding jenis – jenis sebelumnya.

Cameron QRC dioprasikan oleh dua buah silinder hidrolik. Didalam tiap silinder tersebut terdapat dua buah piston. Sebuah piston di tiap sisi mengulur keluar dan pada ujungnya dirangkai dengan choke.

Pada pertengahan coke suatu rod menghubungkannya dengan ram melalui bonnet tekanan hidrolik yang diberikan ke operating cilinder mendorong pipa ke piston kedalam atau keluar untuk menutup atau membuka ram tersebut.

Ram dari Cameron QRC berbentuk silindris pada silinder bagian belakangnya terdapat paritan untuk memasang seal. Pada bagian depan Ram tersebut ada suatu tempat untuk dipasang karet penyekat pada bagian tengah. Karet penyekat inilah yang akan menyekat annulus secara baik.

Bila Ram menutup, tekanan fluida sumur juga akan menekan ram dari bagian belakangnya, sehingga semakin tinggi tekanan tertutup sumur tersebut semakin baik sealed off dari Rams tersebut tidak begitu memerlukan tekanan hidrolik tutup lebih tinggi lagi.

2.    Cameron SS Preventer

Cameron QRS dan SS banyak di pakai pemboran Workover atau well service. Ukuran dari jenis kedua tersebut mempunyai ketinggian yang kecil karena BOP ini merupakan double BOP dan sekaligus sebagai space saver, karena merupakan satu body dan hanya berflensa dua buah.

Untuk menghemat ketinggian, Ram pada BOP tipe SS ini berbentuk oval tidak silindrisseperti yang terdapat pada jenis QRC, namun rancangan umum serta karakteristiknya sama dengan jenis QRC.

Tiap – tiap ram digerakan oleh sepasang silender pada bonnet yang sama pada setiap bonnet, ada satu pasang silinder hidrolik yang sama. Bilamana bonnet tersebut di lepas bautnya, bertindak untuk mendorong bonnet menjahui body dan mendorong rams kearah luar sehingga rams tersebut dapat diganti.

Suatu locking screw mengulir masuk ke tiap ram dan mengarah keluar bonnet melalui packing. Locking screw tersebut bergerak keluar – masuk bersama ram, bila BOP tersebut dibuka atau ditutup dan sekaligus sebagai penunjuk posisi ram. Ukuran Cameron BOP tipe SS ini umumnya mulai dari 6’’ – 14’’ dan pressure ratingnya 3000 Psi dan 5000 Psi. 

3.    Cameron Tipe F Blowout Preventer

Cameron tipe F BOP yang diperkenalkan pada tahun 1958 tersebut mempunyai corak yang lain Cameron terdahulu. Ada suatu as yang memanjang melintang lubang ram pada tiap wingnya. As tersebut mempunyai packing pada setiap ujungnya sehingga mengimbangi tekan. Bila BOP ini dalam keadaan bertekanan, keperluan torsi yang mengimbangi reaksi packing adalah tenaga yang hanya diperlukan untuk menutup ram.

As tersebut dilengkapi / membawa ram dan roler assembly pada ram bila ia bekerja. Hal tersebut sedemikian rupa sehingga apabila asnya diputar, ram tersebut bergerak masuk dan keluar.

Untuk menggerakkan as tersebut dipakai kelengkapan operator yang satu sama lain adalah interchangable yaitu antara : hidrolik oprator, pneumatic operator, dan manual oprator. Oprator - oprator tersebut hanya mempunyai satu locking screw, memungkinkan kedua ram tersebut dikunci pada suatu posisi, alat tersebut dapat diambil dari pemakaian, dan penggantian dapat dilaksanakan pada keadaan bertekanan.

Pada BOP jenis F ini ramnya oval, seperti ram jenis SS dan mempunyai desain serupa dengan jenis QRC. Ram tersebut diganti juga dengan cara membuka baut-baut bonnet dan membukanya kesamping. Akhirnya oprator menggerakan ke posisi ganti yang mungkin ram keluar dari badan dan dapat diganti.

BOP tipe F ini dibuat dengan hubungan Flange seperti pada jenis QRC, dalam model double studed seperti halnya pada BOP tipe SS, dan didalam model campuran yang digabung, misalnya, dua buah BOP dengan drilling spools didalam satu nyawa badan sehingga dapat mengurangi penyambungan lensa. Mencegah semburan liar ini dibuat dalam ukuran mulai dari 6 – 20’ dengan pressure rating dari 2000 Psi sampai dengan 15000 Psi. Keunggulan BOP jenis F bila dibanding dengan jenis-jenis sebelumnya ialah as yang imbang tekan yang dapat mudah diputar sewaktu badan BOP dalam keadaan bertekanan.

Hal tersebut kadang kala perlu bila BOP yang melebihi batas dalam susunan BOP tersebut sedang bekerja menjepit pipa dan dikehendaki untuk menutup bagian bawahnya untuk menahan tekanan tersebut

4.    Cameron Tipe U Blowout Preventer

Cameron Tipe U Blowout Preventer ini mempunyai ciri sebagai berikut :

·         Tekanan Oprasi Moderat

Semua BOP tipe U mempunyai perbandingan Ratio 7 : 1, keperlun tekanan operasi adalah tekanan sedang. Rating Pressure untuk  mengoperasikan BOP yang dalam keadaan bangun yaitu 5000 Psi, dalam keadaan yang luar biasa dapat dipakai sampai tekanan 5000 Psi. 

·         Tekanan Sumur Tidak Mencapai Oprating Silinder.

Batang Piston  yang bergerak mempunyai seal sebanyak tiga ; Hycar Lypscal, Platic Energiseal, Secondary Seal. Dan O-ring Seal.

Diantara plastic Energi dan O-ring tersebut ada hubungan ke udara sehingga tidak memungkinkan tekanan sumur dapat mencapai Operating Cylinder.

·         Rams Dapat Dikunci Tutup Dengan Remote Hydroulic Control.

Mekanisme hydrolik mengunci Ram tertutup dengan Remot Control, Ram tersebut tetap tertutup bila tekanan penggerak dilepas.

·         Tersedia Dengan Hubungan Klam.

Hubungan vertical tersedia dalam hubungan Flensa dan Side Outlet dengan hubungan klamp.

·         Terbebas Dari Hydrogen Sulfide.

Semua karet-karet yang tersingkap ke cairan sumurnya tahan terhadap hydrogen sulfide. Cameron reinforced bonnet seal memastikan kerapatan titik seal tersebut senada dengan O-ring kecuali ditambah dengan Fabric Reinforcement yang mencegah goresan dan jepitan serta suhu.

Seal tersebut hanya perlu diganti bila kelihatan rusak dan bukan pada setiap kali mengganti Ram. Pencegah semburan liar Shaffer banyak juga dipakai selain pencegah semburan liar buatan pabrik Cameron Iron Work Inc.

5.    Shaffer Tipe LWS Peventer

Shaffer tipe LWS Peventer pemakaiannya utama didarat dan bukan dilepas pantai. Pencegahan semburan liar ini mempunyai Ram pipa yang terdiri atas tiga bagian utama yaitu : Balok Ram (The Ram Block), Karet Ram (The Ram Rubber), dan Pemegang Ram (The Ram Holder).

Pencegahan semburan liar type LWS tersebut terbuat dari baja  ringan, ukuran PSL mempunyai inside diameter 4 1/16’ sampai dengan 11’ dan trayek tekanan kerja dari 3000Psi sampai dengan 10000Psi dan tersedia single dan double studded flange type.

Untuk pekerjaan-pekerjaan produksi workover atau kerja ulang tersedia. Pencegahan sumur liar type LWS serta type TM untuk tekanan rendah.

Khusus untuk Pencegah Semburan  Liar model PM (Shaffer Sentionel) ada dua macam, pertama adalah yang manual dengan putaran rangkai, dan kedua yang dioprasikan dengan hidrolik.

   Annular Blowout Preventer

Suatu annular umumnya mempunyai elemen perapat karet massive berbentuk toroidal yang pada posisi kendur mempunyai lubang bagian dalam bentuk menyesuaikan pipa bore.

Elemen perapat ini terdapat didalam dan dilengkai suatu alat untuk mengerut atau melekatkan elemen perapat sedemikian rupa untuk menutup lubang sumur dan menahannya agar tidak bocor. Hal tersebut dapat dilakukan baik dengan pipa didalam maupun dengan lubang terbuka.                              

Karena fleksibilitas elemen perapat ini besar, mencegah sembur annulus dapat menutup pada sembarang ukuran pipa Drill Pipe, Drill Collar, Tool Joint, atau Kelly yang kebetulan didalam lubang ketika pencegah semburan annular tersebut ditutup. Dibawah ini adalah data Annular Preventer buatan Hydril :

Data Annular Preventer Hydril

Type	Ukuran BOP Inch	M.S.P.R Psi	Vert Bore Inch	Tekanan control Hydraulic Max Psi	Volume Fluida hydraulic untuk menutup gal	Volume Fluida hydraulic untuk membuka gal
GK	6	3000	7	1500	2.42	1.90
GK	6	5000	7	1500	3.86	3.30
GK	7	10000	7	1500	9.42	7.08
GK	10	3000	11	1500	7.43	5.54
GK	10	5000	11	1500	9.81	8.00
GK	11	10000	11	1500	25.10	19.00
GK	12	3000	13	1500	11.36	8.94
GK	13	5000	13	1500	18.00	14.00
GK	16	3000	16	1500	21.02	15.80
MSP	20	2000	20	1500	26.39	16.09

  Jenis-jenis Annular BOP

1.      Hydrill Type GK Preventer

Pencegah semburan liar annulus yang terkenal adalah dari pabrik Hydrill yaitu : type GK. Pada elemen perapat (D) dari hydrill type GK tersebut terdapat derajat anyaman jaringan baja atau stellwebs yang bersatu dengan karet yang berguna untuk memperkuat dan memandu aliran pada karet. Pencegah semburan liar ini ditutup dengan cara mempergunakan tekanan hidrolik pada piston annular yang berukuran besar.

Piston tersebut mempunyai permukan konis pada bagian atasnya yang bersinggungan dengan elemen perapat. Begitu piston diangkat dengan tekanan hidrolik, maka biji mengerut dan menutup. Sekali penutupan rapat terjadi tekanan sumur pada piston membantu ketidak bocoran.

Sebagian dari system pengguna PSL Hydrill yaitu penggunaan katup pengatur tekanan Pressure Regulating Valve dalam Hydrolic Closing Supply. Katup ini dipergunakan untuk membatasi jumlah tekanan supply pada piston yang sedang menutup pada kerapatan penutupan minimum.

Bila hal tersebut terjadi pipa bocor atau tubing, dapat dilepas atau dibuka melalui BOP dalam keadaan bertekanan tanpa harus membuka BOP atau mengganti setting tekanan hydraulic.

Begitu satu join diangkat masuk ke dalam elemen perapat, joint tersebut mendorong kembali karet, kekuatan elemen perapatan terhadap piston naik, jadi tekann hidrolik naik namun hal tesebut dikurangi oleh pressure control valve sehingga piston dapat mundur dan memungkinkan elemen perapat cukup membuka untuk membebaskan joint tersebut. Begitu  joint tersebut lewat melalui karet, kekuatan pada piston dikurangi, mengurangi tekanan tutup hidrolik.

                             

Kemudian katup pengatur tekanan mengatur untuk memberi lebih banyak cairan guna menutup elemen perapat kembali terhadap pipa tersebut pada posisi semula.

2.      Hydril Type GL

Hidril type GL hampir sama dengan hydril type GK, namun ada perbedaan-perbedaan antara lain yaitu : sudut dari contactor piston atau wedge dan baja penguat didalam elemen karet. Tekanan tutup untuk hydrill tersebut umumnya 1500 Psi, dan dapat digunakan untuk lepas pantai.