Paduan Alumunium Untuk Pipa Pengeboran Panas Bumi 1

1. PENDAHULUAN

Tujuan dari artikel  ini adalah untuk menentukan peluang penggunaan logam paduan  aluminium (ADP) sebagai pipa pemboran  di lingkungan pengeboran panas bumi.

Saat ini teknologi bidang pemboran sedang melakukan ujicoba untuk membor sumur lebih dalam, lebih cepat, dan mampu mengurangi biaya. Tujuannya adalah  untuk menjadikan energi panas bumi menjadi lebih ekonomis dan mampu bersaing.

Paduan logam alumunium yang digunakan sebagai pipa pemboran kadang-kadang disebut sebagai  pipa pemboran aluminium ringan yang sudah digunakan di rusia selama bertahun-tahun. Logam ini memiliki keuntungan antara lain:

  1. Memungkinkan pipa pemboran dengan diameter casing yang lebih besar dan dinding yang lebih tebal akan meningkatkan aliran fluida di annulus (karena area annulus menjadi lebih sempit)
  2. Mengurangi “pressure loss” dari dalam pipa pemboran, sehingga pompa yang dibutuhkan dengan spesifikasi lebih rendah, namun hasil yang diperoleh sama
  3. Mengurangi beban derrick dan beban per panjang pipa dibanding  pipa baja
  4. Meningkatkan gaya apung dalam cairan pemboran, sehingga rig yang digunakan lebih kecil atau menghasilkan penekanan yang lebih dalam dengan kondisi rig yang digunakan saat ini
  5. Mengurangi sejumlah tegangan beberapa parameter desain pemboran

Skope materi yang akan dipelajari melalui artikel  ini adalah:

  1. Batasan temperatur
  2. Beban kritis tekukan (buckling load)
  3. Kekuatan material
  4. Kandungan kimia fluida panas bumi
  5. Kehilangan tekanan fluida pemboran dan hidrolik
  6. Perbandingan beban
  7. Peralatan  sambungan
  8. Analisa keekonomian

Paduan alumunium untuk pipa pemboran (ADP) sudah digunakan secara luas oleh negara Russia sejak tahun 1960-1970, dan bahkan telah mewakili 50% total pipa pemboran di Russia. Namun ketika ADP digunakan pada saat itu, terjadi kegagalan yang menyebabkan penggunaan kembali pipa pemboran dari baja hingga 85%. Kegagalan tersebut disebabkan oleh kegagalan sambungan antar pipa yang menjadi  kendala utama pemakaian ADP pada tahun 1960-1970. Namun setelah Russia melakukan proyek pemboran dalam dari 1970 – 1983, ADP direvitalisasi sehingga lebih aman digunakan dibandingkan dengan menggunakan sambungan baja. Saat ini (2010) lebih dari 120,000 meter ADP sudah digunakan di Russia dan bagian barat Siberia.  Penyedia ADP saat ini adalah “Aquatic company Primer aluminum pabricator and supplier”. Hasil dari pengalaman perusahaan ini mengembangkan, memproduksi, dan menggunakan ADP, maka menjadi dasar Standar internasional ISO 15546 (paduan alumunium untuk pipa pemboran untuk digunakan pada perusahaan minyak dan gas).

Ada banyak keuntungan ADP yang dapat meningkatkan efektivitas operasi pemboran dan mengurangi biaya. Salah satu contohnya adalah berat ADP tanpa sambungan adalah 50% lebih ringan dibanding pipa dari baja, sedangkan berat ADP dengan sambungan 58%  dari pipa baja. Dari beban yang ringan ini akan mengurangi beban derrick dan beban hook. Beban hook menjadi berkurang sebagai hasil dari berkurangnya gaya tarik akibat adanya pengurangan beban ADP. Hal ini dapat mengakibatkan rig pemboran yang lebih kecil dapat menghasilkan sumur yang lebih dalam.

Berkurangnya beban ADP memungkinkan kita menggunakan pipa bor dengan diameter lebih besar dan ketebalan yang lebih tebal dan lebih kuat dibanding pipa dari baja. Dengan lebih besarnya diameter pipa pemboran, maka secara otomatis akan mengurangi daerah anulus, oleh karena itu akan meningkatkan kecepatan fluida pemboran serta mengurangi kehilangan tekanan didalam pipa pemboran. Dengan kondisi tersebut, maka akan mengurangi daya kebutuhan pompa fluida yang dibutuhkan, dan pada akhirnya akan menghemat modal dan biaya bahan bakar.

Berkurangnya beban ADP juga meningkatkan “buoyancy effect”   sebesar 10 lb/gal (ppg) lumpur (1.1982 g/cm3) yang beratnya sekitar 1/2 berat ADP di udara. Pengurangan ini akan mengurangi tegangan axial, tegangan tekuk, dan menjadikan pemboran lebih aman.

Dari keuntungan-keuntungan yang ada, ADP memiliki beberapa kelemahan:

  1. Tingginya konduktivitas termal alumunium dibandingkan logam baja, permasalahan akan timbul pada stabilitas ADP pada temperatur tinggi
  2. Penurunan berat akan mengurangi burst strength (kekuatan pecah) dan beban tekuk pipa pembora

Untuk mengurangi biaya, memaksimalkan efisiensi rig, dan memperoleh kedalaman pemboran yang lebih dalam,  penggunaan ADP (alumunium drill pipe) adalah sebuah solusi.  Oleh karena itu keuntungan, keterbatasan, dan rentang aplikasi ADP perlu dipelajari dan diteliti lebih akurat, untuk bisa dimanfaatkan pada industri panas bumi, khususnya di di lapangan Indonesia.

One comment

  1. wah, menarik sekali!
    Saya juga tertarik dengan energi panas bumi setelah tahu kalau potensi panas bumi Indonesia itu paling top di dunia, tapi mungkin karena cost awalnya yang gede banget, jadi tidak sepopuler angin, air, atau matahari.

    Boleh saya minta izin untuk dijadikan referensi paper? Terima kasih.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s