Drill Stem

 

DRILL STEM

 

 

Drill stem (Batang Bor) adalah suatu rangkaian pipa-pipa penghubung dari swivel sampai kemata bor dan mempunyai fungsi utama untuk :

 

·         Menurunkan dan menaikkan mata bor

 

·         Memberikan beban pada mata bor untuk penembusan/ pemecahan batuan.

 

·         Menyalurkan dan meneruskan gaya putar ke mata bor

 

·         Menyalurkan lumpur bor (cairan pemboran) bertekanan tinggi ke mata

 

bor.

 

Batang bor berpegangan pada wash pipe dan travelling block dan memanjang melalui lubang meja putar sampai kedasar lubang sumur, sebagai sebuah poros pemutar mata bor.

 

 

Batang bor terdiri dari :

 

-       Kelly (pipa segi)

 

-       Upper kelly cock dan lower kelly cock

 

-       Kelly saver sub ( sambungan penghemat pipa segi )

 

-       Drill pipe

 

-       Drill collar

 

-       Spesialized down hole tools

 

 

2.1 Kelly (Pipa Segi /Pipa Pemutar)

 

Kelly adalah suatu pipa baja yang sangat kuat dan tebal, badannya

 

berbentuk  segi-segi,  untuk  memungkinkan  dapat  diangkat  naik  turun  dan

 

diputar oleh Rotary table.

 

Fungsi dari Kelly adalah :

 

·         Penghubung antara swivel dan Rangkaian Pemboran untuk dapat menaikkan, menurunkan dan memutar.

 

·         Meneruskan tenaga gerak putar dari Rotary Table ke Rangkaian Pemboran.

 

 

TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.1  Rangkaian Pipa Bor

 

 

·         Memungkinkan Rangkaian Pemboran bergerak turun sambil berputar selama pemboran.

 

·         Sebagai sarana penerus aliran sirkulasi cairan pemboran dari swivel menuju ke rangkaian dibawahnya.

 

Kelly merupakan bagian tunggal yang paling panjang di antara bagian batang bor. Panjangnya total sekitar 40 ft, tapi ada juga yang 43, 46, dan 54 ft. Kelly harus lebih panjang dari setiap satu single pipa bor (yang kira – kira 30 ft panjangnya) karena pada waktu penambahan joint (Batangan) pipa bor, kita harus menaikan pipa ini sampai tingginya mencapai sebagian dari Kelly, di atas pemutar. Hal ini untuk menyediakan cukup tempat untuk mengebor ke bawah pipa yang baru tersebut.

 

40   - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN

 

2.1.1    Konstruksi Kelly

 

Bentuk dasar dari kelly ada tiga macam, yaitu segi tiga (triangular), segi empat (square) dan segi enam (hexagonal). Yang umum dipakai pada saat ini adalah square kelly an hexagonal kelly. Bagian tengah kelly yang berbentuk segi-segi disebut drive surface section, ini adalah bagian permukaan yang berkaitan dengan kelly drive bushing untuk dapat diputar sambil turun atau naik.

 

Bagian ujung atas dari kelly terdapat top upset (semacam tool joint), mempunyai ulir kiri, yang berfungsi untuk penyambungan dengan upper kelly cock dan swivel. Ulir kiri dibagian atas kelly ini dimaksudkan agar pada saat kelly diputar oleh rotary table kekanan, ulir ini tidak akan terlepas. Intinya semua peralatan yang penyambungannya dengan ulir dan bekerja diatas rotary table, semuanya menggunakan ulir kiri.

 

Bagian ujung bawah dari kelly terdapat bottom upset (semacam tool joint) mempunyai ulir kanan, yang berfungsi untuk penyambungan dengan lower kelly cock dan kelly saver sub, untuk disambungkan ke drill pipe.

 

2.1.2    Spesifikasi Kelly

 

Untuk memesan sebuah Kelly, perlu menyebutkan spesifikasi yang lengkap, seperti :

 

·           Type Kelly, Square  atau Hexagonal

 

·           Ukuran Nominal, 2.1/2 inc, 3 inc, 3.1/2 inc, 4.1/4 in, 5.1/4 inc, 6 inc untuk Square Kelly dan mulai 3 inc sampai 6 inc untuk Hexagonal.

 

·           Ukuran Panjang total, 40 ft, 46 ft atau 54 ft.

 

·           Upper Connection, Standard 6.5/8 in Reg LH atau Optional 4.1/2 in Reg LH.

 

·           Lower Connection, 2.3/8 in IF RH, 2.7/8 in IF RH, 3.1/2 in IF RH, 4.1/2 in IF RH 5.1/2 in FH RH atau 6.5/8 in FH RH.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 41

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.2 Konstruksi Kelly

 

 

 

2.1.3   Pemeliharaan Kelly

 

Dalam Operasi Pemboran, Kelly merupakan alat yang paling berat kerjanya, menerima beban tegangan, tekanan dan beban putar yang paling berat, maka harus sering diperiksa kondisinya untuk dilakukan perawatan dan pemeliharaan yang sebaik-baiknya. Pada waktu tidak dipergunakan kelly harus dalam keadaan bersih dan tersimpan didalam selongsong kelly (kelly scabbard). Kelly tidak dapat dipergunakan lagi apabila bengkok atau melengkung, apabila bagian segi-seginya sudah membulat. Bengkoknya telly dapat diakibatkan oleh :

 

·  Perlakuan yang tidak benar, misalnya pada waktu membuka sambungan di atas rotary table tidak ditahan dengan rotary tong yang benar.

 

·  Terjadi kecelakaan, misalnya jatuh pada waktu diangkut.

 

·  Diangkat dengan sling dan transport tidak menggunakan scabbards.

 

42   - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN

 

Bengkoknya sebuah kelly dapat diluruskan dengan alat pelurus hydraulic kelly straightner, namun masih perlu dilakukan pemeriksaan apakah tidak terjadi keretakan setelah diluruskan.

 

Terjadinya proses pembulatan pada kelly merupakan hal yang tidak dapat dihindari secara total, namun dapat dikurangi kecepatan ausnya dengan perlakuan yang benar, sebagai berikut :

 

·         Pergunakan drive bushing roller assembly yang baru pada penggunaan Kelly yang baru.

 

·         Atur shim pada roler ass, untuk memperkecil clearence.

 

·         Drive roller assembly harus diganti secara periodik, sehingga clearance keausan dapat dikurangi.

 

 

2.1.4    Upper Kelly Cock

 

Merupakan suatu valve yang dipasang antara swivel dan kelly. Fungsi utamanya (pada saat tertutup) adalah untuk menjaga agar tidak terjadi tekanan dari lubang bor yang bertekanan tinggi.

 

2.1.5    Lower Kelly Cock

 

Adalah suatu keran yang terletak diantara kelly dan kelly saver sub, tugas utamanya untuk menutup lubang dalam pipa agar tidak ada semburan dari dalam pipa bila ada tekanan dari sumur atau dapat pula untuk menahan lumpur dari kelly sewaktu melaksanakan penyambungan, sehingga terhindar lumpur tumpah tercecer.

 

2.2 Drill Pipe

 

Drill Pipe atau Pipa Bor adalah pipa baja yang dibuat khusus untuk mengebor, merupakan sambungan pipa terpanjang dalam susunan rangkaian pipa pemboran, terletak diantara kelly dan drill collar. Fungsi Drill Pipe adalah :

 

·         Menghubungkan kelly dengan drill collar

 

·         Memperpanjang drill stem untuk memungkinkan penambahan kedalaman lubang bor.

 

·         Memungkinkan menaikkan dan menurunkan pahat bor.

 

·         Meneruskan tenaga gerak putar dari rotary table ke pahat bor.

 

·         Sebagai laluan sirkulasi cairan pemboran

 

 

TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 43

 

Type drill pipe menurut beratnya antara lain standard drill pipe, heavy weight drill pipe dan alumunium drill pipe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.3 Bagian-bagian Drill Pipe 2.2.1 Konstruksi Drill Pipe

 

Drill pipe terdiri dari tiga bagian, yaitu pipa (body) dan connection pada kedua ujungnya yang disebut tool joint. a. Body pipa

 

Body drill pipe diperkuat dengan dipertebal pada tiap ujungnya agar kuat untuk menerima tegangan tarik yang tinggi ditempat sambungan dengan Tool Joint.

 

·         Penebalan diujung pipa ini disebut Upset.

 

·         Penebalan kearah keluar disebut External Upset (EU)

 

·         Penebalan kearah dalam disebut Internal Upset (IU)

 

·         Penebalan kearah luar dan dalam disebut Internal External Upset (IEU)

 

44   - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN

 

 

 

b.   Tool joint

 

Pada ujung Upset ada tambahan potongan pipa yang tebal lagi yang berguna untuk tempat sambungan ulir, disebut tool joint. Dengan tool joint inilah drill pipe disambung satu dengan lainnya, baik antara drill pipe itu sendiri atau antara drill pipe dengan peralatan lain. Setiap batang drill pipe mempunyai sebuah tool joint yang berulir dalam disebut box dan sebuah tool joint yang berulir luar disebut pin.

 

2.2.2    Spesifikasi dan Identifikasi Drill Pipe

 

Spesifikasi Drill Pipe meliputi :

 

·         Ukuran drill pipe, diukur dari diameter luar body pipa.

 

·         Ukuran yang standard : 2.3/8”, 2.7/8”, 3.1/2”, 4”, 4.1/2”, 5”, 5.1/2”,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.4  Pengukuran ID Drill Pipe

 

·         Berat nominal, adalah berat rata-rata drill pipe per foot termasuk berat tool joint. Drill pipe grade E mempunyai berat nominal : 2.3/8” 6.65 lb/ft, 2.7/8” 10.40 lb/ft, 3.1/2” 13.3 lb/ft, 4” 14.00 lb/ft, 4.1/2” 16.60 Lb/ft, 5” 19.50 lb/ft, 5.1/2” 21.90 lb/ft.

 

·         Grade, menunjukkan kualitas baja sebagai bahan yang dibuat drill pipe. Minimum Yield Strength Grade D 55000 Psi, Grade E 75000 Psi,

 

·         Grade 95 (X) 95000 Psi, Grade 105(G) 105000 Psi, Grade 135(S) 135000 Psi.

 

TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 45

 

·         Panjang , diukur dari shoulder box sampai shoulder pin. Range I antara 18 sampai 22 Feet

 

Range II antara 27 sampai 30 Feet Range III antara 38 sampai 45 Feet

 

·         Spesifikasi Drill Pipe dapat diidentifikasikan dari cap atau tanda yang terdapat di pangkal ulir tool joint pin, contoh : ZZ 6 70 N E, artinya ZZ nama perusahaan pembuat Tool Joint, bulan 6 th 1970 pasang lass pada body pipa, N nama perusahaan pembuat body pipa, Grade E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.5  Pengukuran OD Drill Pipe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.6  Pengukuran Ulir Drill Pipe

 

Kode warna band

 

	Tool joint and drill pipe classification			Number and Color of Band
	Premium Class			Two white
	Class 2			One yellow
	Class 3			One orange
	Scrap			One red

 

46   - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN

 

2.3 Heavy Weight Drill

 

Heavy Weight Drill Pipe dikembangkan sejak tahun 1960, adalah merupakan pipa yang menyerupai drill pipe, berdinding lebih tebal dan lebih berat. Fungsi HW DP adalah :

 

1.    Sebagai rangkaian transisi dengan berat antara drill pipe dan drill collar, dan dibuat dengan bentuk menyerupai drillpipe agar lebih mudah dalam handingnya.

 

2.    Sebagai pemberat yang fleksibel pada rangkaian pemboran berarah (directional drilling)

 

3.    Sebagai rangkaian pemberat pada rig kecil untuk mengebor lubang yang relatif kecil diameternya.

 

 

·         Menyerupai drill pipe biasa, mempunyai tool joint pin dan box, dibuat dengan bentuk menyerupai drillpipe agar lebih mudah dalam handingnya.

 

·         Body pipa lebih tebal dibanding DP biasa dan mempunyai center upset untuk melindungi dari keausan / abrasi.

 

·         Ukuran HWDP disebutkan sesuai dengan ukuran diameter body tengah, yang standard adalah : 3.1/2”, 4”, 4./2”, 5”, 5.1/2” dan 6.5/8”

 

2.3.2    Karakteristik dimensi HW DP

 

·      Dinding pipa lebih tebal  1”

 

·      Tool joint lebih besar

 

·      Bagian tengah pipa berdiameter lebih besar untuk menjaga keausan body pipa

 

·      Beberapa pabrik membuat Spiral Groove pada bagian pipa yang menebal, untuk membuat lubang lebih bersih dan mengurangi resiko differential pressure stacking.

 

·      Biasanya bagian tengah dan bagian tool joint dilapisi dengan bahan pengeras tambahan.

 

2.3.3    Rekomendasi cara penggunaan HW DP

 

·         Pada lubang bor vertikal, pakai HW DP secukupnya diantara DC dan DP sehingga titik transisi berada pada rangkaian HW DP, sekitar18– 21 joint.

 

TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 47

 

·        Bila diameter lubang bor melebihi 4” dari diameter HW DP, maka

 

HW DP tidak boleh kena beban kompresi.

 

·        Untuk Directional Drilling dipakai sampai 60 joint.

 

2.3.4   Pemeliharaan HW DP

 

Seperti pipa-pipa yang lain, maka terhadap HW DP juga perlu diperiksa secara periodik terhadap kemungkinan fatique crack pada tool joint dan body pipa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.7  HWDP

 

2.4 Drill Collar

 

Drill collar adalah pipa baja yang tebal dan relatif sangat berat. Dalam susunan rangkaian pemboran terletak diantara pahat bor dan drill pipe. Pada bagian dalam terdapat lubang untuk saluran fluida pemboran. Fungsi drill collar adalah :

 

·         Memberikan beban pada pahat bor, sehingga pahat dapat menembus lapisan tanah yang terkadang cukup keras.

 

·         Memberikan effek kekakuan rangkaian pemboran bagian bawah, untuk mempertahankan kelurusan lubang bor.

 

·         Untuk menempatkan bottom hole assembly, terutama pada pemboran berarah.

 

·         Dengan beratnya drill collar ini akan memberi efek tegangan tarik pada seluruh drill pipe yang diatasnya, sehingga akan cenderung lurus selama proses pemboran.

 

48   - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.8 Drill Collar

 

 

2.4.1    Konstruksi Drill Collar

 

Konstruksi drill collar dapat dikatakan cukup sederhana, hanya merupakan pipa tebal dan berat yang pada ujung-ujungnya dibuat ulir box dan pin. Ada 4 tipe dasar dari drill collar, yaitu :

 

1.    Drill collar standard, bodynya bulat halus mempunyai ulir box diatas dan ulir pin dibagian bawah.

 

2.    Drill collar spiral, pada permukaan bodynya dibuat alur berbentuk spiral.

 

3.    Square drill collar, permukaan bodynya berbentuk persegi empat.

 

4.    Non magnetic drill collar, terbuat dari stainless steel (non magnetic), umumnya berbentuk seperti dc standard atau spiral.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.9 Spiralled Drill Collar

 

TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.10 Non Magnetic Drill Collar

 

 

2.4.2    Spesifikasi Drill Collar

 

Drill Collar yang standard masih sering dipergunakan pada pemboran sumur, namun cara menyambung memerlukan waktu lebih lama karena harus memasang DC Clamp terlebih dahulu untuk safety jangan sampai merosot jatuh kedalam lubang bor.

 

Drill collar spiral, dipergunakan pada pemboran yang banyak menembus lapisan-lapisan porous. Dengan adanya paritan spiral pada body drill collar maka akan mengurangi luas permukaan body c yang menempel pada dinding lubang bor sehingga dapat mengurangi kemungkinan terjepitnya rangkaian pemboran yang diakibatkan oleh Differential Pressure (perbedaan tekanan antara tekanan formasi dengan tekanan hydrostatic cairan pemboran). Pada ukuran dc yang sama, dc spiral mempunyai berat berkurang 4 %

 

Square Drill Collar, dipergunakan hampir sama dengan dc Spiral, yaitu memperkecil kemungkinan differential sticking. dc ini jarang dipergunakan

 

50   - TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN

 

karena torsi yang timbul cukup besar dan apabila terjadi Twist Off (patah) sulit memancingnya.

 

Non Magnetic Drill Collar, dipergunakan khusus pada operasi pemboran berarah (Directional Drilling), agar peralatan pengukur kemiringan dan arah yang ditempatkan di atas pahat tidak terpengaruh oleh medan magnit drill collar, tetapi hanya terpengaruh oleh medan magnit bumi, sehingga hasil pengukuran dapat lebih akurat.

 

2.4.3  Ukuran Drill Collar
Out Side Diameter	: 3.1/8”	sampai	14”
In Side Diameter	: 1.1/4”	sampai	3”
Panjang	: 10, 15, 20, 30, 31, 32, 42 Ft
Koneksi	: 2.3/8 Reg, 2.3/8 IF, 2.7/8 IF, 3.1/2 IF, 4 FH, 4 IF,
	4.1/2  IF, 6.5/8 Reg, 7.5/8 Reg, 8.5/8 Reg.

 

 

2.4.4    Penanganan Drill Collar

 

1.    DC thread protector (cast steel) harus dipasang untuk mengangkat melalui Vdoor ram

 

2.    Connection harus dibersihkan dengan solvent dan di lap besih, periksa teliti kerusakan

 

3.    Thread compound yang dipakai harus berisi 40-60% berat powder metallic zinc atau 60% berat powder timah dan tidak lebih 0,3% berat kandungan total sulfur.

 

4.    Ulir Lift Sub harus besih dan diperiksa, di lumasi setiap trip. Apabila pin rusak jangan dipakai

 

5.    Lakukan pemindahan pembukaan sambungan pada setiap tripping, dan berikan kesempatan crew untuk melihat teliti setiap 2 -3 trip adakah terjadi gall dan wash out pada shoulder

 

6.    Thread protector harus dipasang pada pin dan box apabila laydown drill collar

 

7.    Sebelum menyimpan drill collar harus dibersihkan dan diperbaikai shouldernya bila ada kerusakan bila mungkin

 

 

 

 

 

TEKNIK DAN PERALATAN PEMBORAN - 51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.11 Protector Drill Collar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.12 Drill Collar Tipe Slip Atau Slip And Elevator Recess