KEGUNAAN DAN PERALATAN ELECTRICT SUBMERSIBLE PUMP (ESP)
Pompa ESP (Electrict Submersible Pump)
Pompa ESP merupakan pompa centrifugal yang terdiri dari beberapa stages.
Setiap stage terdiri dari satu impeler yang bergerak (rotor ) dan satu difusser
yang bersifat diam (stator). Ukurang dari stage menentukan banyaknya fluida
yang dapat di pompakan, sedangkan jumlahnya akan menentukan total head capacity (daya angkat/ dorong) dan
jumlah horse power yang diperlukan.
Pompa ESP secara keseluruhan dari
pompa dan motornya ditenggelamkan kedalam fluida, pompa ini digerakkan dengan
motor listrik melalui suatu proses motor (shaf)
yang memutar impeller pompa.
1.1 Syarat-syarat
Pemilihan Pompa ESP
1. Laju produksi antara 200
- 60.000 STB/day
2. Produktivity index tinggi
3. WFL (Working Fluid Level)
tinggi
4. Sumur tidak mempunyai
problem kepasiran
5. Tersedia peralatan ESP
1.2 Kelebihan Dan
Kekurangan Pompa ESP
A. Kelebihan
1. Dapat beroperasi pada
kecepatan tinggi.
2. Dapat bekerja pada smur
yang dalam yaitu 15.000 ft
3. Mampu memompa fluida
dalam jumlah besar yaitu 200 – 60.000 B/d
4. Dapat memisahkan gas yang
mungkin mengganggu proses pemompaan.
5. Sesuai dipergunakan pada
sumur-sumur yang mempunyai PI tinggi.
6. Sesuai dipasang pada
sumur-sumur miring karena tidak ada bagian-bagian yang bergerak baik di
permukaan maupun di dalam sumur.
7. Panas yang ditimbulkan
oleh putaran motor akan mengatasi masalah paraffin dan fluida yang
viscositasnya tinggi pada temperatur yang rendah.
8. Biaya peralatan relative
kecil jika dibandingkan dengan laju produksi yang diperoleh.
B. Kekurangan
1. Biaya Pertama pemasangan
ESP relatif lebih mahal dibanding dengan system
artificial lift yang lain
2. Kurang baik pada sumur
yang memiliki problem kepasiran
3. Pada sumur produksi
dengan reservoir yang tidak kompak dimana akibat dari pemompaan dengan rate dan kecepatan yang tinggi, bisa
menyebabkan pasir terlepas dari sedimennya dan masuk ke dalam pompa sehingga
pompa mengalami abrasi.
4. Pada sumur yang saturated
reservoir (reservoir jenuh) dengan tekanan lapisan di bawah tekanan saturasi
maka gas dalam cairan yang dipompakan bisa menurunkan efisiensi pompa dan bisa
terjadi gas locking.
5. Menimbulkan emulsi yang
diakibatkan dari perputaran impeller pompa yang tinggi.
6. Mempercepat terjadinya water conning. Akibat dari pemompaan
dengan rate yang tinggi maka akan
memacu terjadinya water conning.
terutama pada perforasi yang `dekat dengan water
oil contact.
1. Under load (amper motor lebih rendah dari yang normal)
Di
sebabkan oleh :
·
Produksi yang kecil
·
Voltage yang tinggi atau berlebihan
·
Pompa yang terlalu besar
·
Produksi yang banyak membawa gas
2. Over load (amper motor lebih tinggi dari normal)
Di
sebabkan oleh :
·
Voltase yang rendah/kurang
·
Bertambahnya berat jenis fluida yang di pompakan
·
Terjadinya kerusakan pada reda cable
·
Pompa stuck
3. Motor terbakar
Disebabkan
oleh :
·
Motor bekerja overload
·
Air/fluida masuk ke motor
·
Reda unit bekerja underload
(low production)
·
Motor terlalu sering di-star
Secara
umum peralatan electrical submersible pump dapat dibagi menjadi dua bagian,
yaitu :
1.5. Peralatan
di Atas Permukaan
1.
Wellhead
Wellhead atau kepala sumur dilengkapi dengan tubing hanger
yang mempunyai lubang untuk cable
pack-off atau penetrator. Cable
pack-off ini biasanya tahan sampai tekanan 3000 psi. Tubing hanger
dilengkapi juga dengan lubang untuk hidraulic
control line, yaitu saluran cairan hidraulik untuk menekan subsurface ball valve agar terbuka.
Wellhead juga harus dilengkapi dengan “seal” agar tidak bocor pada lubang untuk kabel dan line. Wellhead ini di desain untuk tahan terhadap tekanan 500 psi sampai
3000 psi.
2.
Junction Box
Junction
box ditempatkan di antara
kepala sumur dan switchboard untuk
alasan keamanan. Gas dapat mengalir keatas melalui kabel dan naik ke permukaan
menuju switchboard, yang bisa
menyebabkan terjadinya kebakaran, karena itu kegunaan dari junction box ini yaitu sebagai tempat
pelepasan gas yang merambat naik ke permukaan melalui kabel switchboard. Junction
box biasanya 15 ft (minimum) dari kepala sumur dan normalnya berada
diantara 2 sampai 3 ft di atas permukaan tanah.
Fungsi dari junction
box antara lain :
·
Sebagai
ventilasi terhadap adanya gas yang mungkin bermigrasi kepermukaan melalui kabel
agar terbuang ke atmosfer.
·
Sebagai
terminal penyambungan kabel dari dalam sumur dengan kabel dari swichboard.
3.
Swichboard
Swichboard merupakan pusat pengendalian, monitor arus motor,
meberikan perlindungan terhadap kelebihan beban yaitu pada saat terjadinya
hubungan singkat (short circuit). Swichboard ini
berfungsi sebagai alat pengontrol sekaligus sebagaai pelindung terhadap ESP
apabila terjadi overload ataupun
underload. Pada swichboard ini juga
terdapat ammeter chart yang berfungsi
sebagai pembacaan terhadap pompa ESP yang sedang beroperasi. Dengan ammeter chart bisa di ketahui apakah
pompa ESP ini mati atau hidup dan juga dapat mengetahui berapa kali restart
per hari selain itu bisa juga untuk pembacaan apabila terdapat gas yang
masuk kedalam pompa ESP. Pada kondisi pembacaan ammeter chart yang normal, perekaman ammeter akan menggamar kurva simetris dan halus. Realisasi operasi
normal dapat menghasilkan kurva yang sedikit diatas atau dibawah ampere name plate tetapi selama kurva
simetris dan konsisten dari hari ke hari, maka sistem ini beroperasi dengan
benar.
4.
Transformer
Merupakan alat untuk
mengubah tegangan listrik, baik untuk menaikan atau menurunkan tegangan yang di perlukan untuk motor. Alat ini terdiri dari core (inti) yang dikelilingi oleh coil dari lilitan kawat tembaga.
Keduanya, baik core maupun coil
direndam dengan minyak trafo sebagai pendingin dan isolasi. Perubahan tegangan
akan sebanding dengan jumlah lilitan kawatnya. Biasanya tegangan input
transformer diberikan tinggi agar didapat ampere
yang rendah pada jalur transmisi, sehingga tidak dibutuhkan kabel (penghantar)
yang besar. Tegangan input yang tinggi akan diturunkan dengan menggunakan step-down transformer sampai dengan
tegangan yang dibutuhkan oleh motor.
1.6.Peralatan
Dibawah Permukaan
Peralatan di bawah
permukaan dari electrical submersible
pump ini merupakan peralatan
yang berada di bawah wellhead dan
berada di dalam sumur diantaranya yaitu :
1)
Centralizer
Berfungsi untuk menjaga
kedudukan pompa dan motor agar tidak bergeser atau selalu
ditengah-tengah sehingga akan
mendapatkan pendinginan yang sempurna dan untuk melindungi kabel agar tidak
terjadi kerusakan akibat gesekan dengan casing saat pemasangan atau penurunan
pompa.
2)
Motor
Motor berfungsi untuk memutar pompa ESP dengan jalan
merubah electrical energi yang
diberikan kepada motor melalui kabel
yang berasal dari permukaan untuk
menjadi tenaga mechanical energi.
Beberap unsur penting yang ada pada ESP motor diantaranya yaitu stator (housing), rotor (rotating) dan ESP Oil. Jenis
motor electrical submersible pump adalah motor listrik induksi dua kutub tiga fasa yang diisi
dengan minyak pelumas khusus yang mempunyai tahanan listrik (dielectric
strength) tinggi. Beberap fungsi
dari minyak yang ada pada motor ini yaitu :
1) Sebagai pelumas
2) Sebagai tahanan (isolasi)
3) Sebagai media penghantar panas motor yang
ditimbulkan oleh perputaran rotor ketika motor tersebut sedang bekerja.
Minyak ini harus mempunyai
spesifikasi tertentu yang sudah di tentukan oleh pabrik yaitu berwarna jernih ,
tidak mengandung bahan kimia, dielectric
strength tinggi, dan tahan panas. Minyak yang di isikan kedalam motor nantinya
akan mengisi semua celah-celah yang ada dalam motor yaitu rotor dan stator.
Motor ESP ini berfungsi sebagai
tenaga penggerak dari pompa (prime mover).
Motor ini mempunyai dua bagian pokok yaitu :
1)
Rotor (gululngan kabel
halus yang berputar)
2)
Stator (gulungan kabel
halus yang stasioner dan menempel pada badan motor).
Stator mengindikasikan aliran
listrik dan mengubah menjadi tenaga putaran pada rotor. Dengan berputarnya
rotor maka poros (shaft) yang berada
ditengah nya akan ikut berputar, sehingga poros yang saling berhubungan akan
ikut berputar pula (protektor, intake dan pompa).
3)
Protector
Protector sering
juga disebut dengan seal section terletak
diatas pompa di bawah intake. Pada protektor ini juga terjadi sabungan shaft antara shaft motor dan shaft
pompa sehingga nantinya gaya putar dari motor dapat tersampaikan ke motor.
Fungsi utama dari protektor ini
sendiri yaitu :
1)
Penghubung antara motor
kepompadengan peralatan shaft
2)
Menahan cairan yang
masuk kedalam wellbore agar tidak
langsung masuk kedalam motor
3)
Menyamaratakan tekanan
yang ada didalam motor dengan tekanan yang datang dari wellbore
4)
Memberikan kesempatan
kepada minyak yang ada didalam motor untuk memuai dan menyusut sebagai akibat
perubahann temperatur dari motor pada saat bekerja atau dimatikan.disebabkan
oleh panas dan dingin start atau stop.
4)
Intake
Intake ini
dipasang dibawah pompa dengan caran menyambungkan sumbunya (shaft) memakai coupling . intake
merupakan slauran masukanya fluida dari dasar sumur menuju ke pompa dan
nantinya akan di pompakan ke permukaan. Intake
ada yang dipasang menjadi satu dengan housing
pompa (integrated), tetapi ada juga
yang terpisah. Berikut ini beberapa jenis intake
yang sering dipakai diantarnaya :
1)
Standard intake,
dipakai untuk sumur dengan GLR rendah. Jumlah gas yang masuk pada intake harus kurang dari 10% sampai
dengang 15% dari total volume fluida. Intake
mempunyai lubang untuk masuknya fluida ke pompa dan dibagian luar dipasang
selubung (screen) yang gunanya untuk
menyaring partikel masuk ke intake
sebelum masuk kedalam pompa.
2)
Rotary Gas Separator dapat
memisahkan gas sampai dengan 90%, dan biasanya dipasang untuk sumur sumur
dengan GLR tinggi. Separator jenis ini tidak direkomendasikan untuk di pasang
pada sumur sumur yang abrasive.
3)
Static gas
separator atau sering disebut reverse gas
separator, yang dipakai untuk memisahkan gas hingga 20% dari fluida.
5)
Pompa
Pompa merupakan alat yang berfungsi
untuk memindahkan fluida ke permukaan terdiri dari sederet stages-stages yang
diproses didalam housing pada kedua
ujungnya dibatasi dengan head dan base pompa. Satu stage dari pompa
terdiri dari impeler dan difuser, dimana impeler nya berputar dan difuser nya
sebagai kompresi yang akan merubah menjadi tekanan. Stages tersebut di susun
secara vertikal dan banyak dari stages di sesuaikan dengan kebutuhan pompa yang
akan di gunakan untuk mendorong fluida.
Prinsip kerja dari pompa ini yaitu
fluida yang masuk melalui intake akan
diterima oleh stage awal atau stage paling bawah dari pompa, kemudian impeller
akan mendorongnya masuk sebagai akibat proses centrifugal maka fluida tersebut
akan terlempar keluar dan diterima oleh diffuse. Oleh diffuser ini tenaga
kinetis fluida akan diubah menjadi tenaga potensial (tekanan) dan diarahkan ke
stage selanjutnya. Pada proses tersebut fluida memiliki energi yang semakin
besar dibandingkan dengan pada pertama kali masuk nya fluida. Kejadian tersebut
terjadi terus menerus sehingga tekanan head
pompa berbanding linier dengan jumlah stages, artinya semakin banyak stage yang
dipasang maka akan semakin besar kemampuan pompa untuk mengangkat fluida.
6)
ESP Cable
Kabel berfungsi untuk menghantarkan
arus listrik dari panel board ke
motor (downhole sumur). Kabel yang di
pakai adalah jenis tiga konduktor. Peran utama dari kabel tersebut adalah
sebagai media penghantar arus listrik dari swichboard
sampai ke motor di dalam sumur. Kabel yang digunakan harus tahan terhadap tegangan
tinggi, temperatur tinggi tekanan migrasi gas dan tahan terhadap cairan dari
sumur. Untuk itu maka kabel
harus memmpunyai isolasi dan sarung yang baik.
Bagian-bagian
kabel biasanya terdiri dari :
1)
Konduktor
2)
Isolasi
3)
Sarung
4)
Jaket
Ada dua jenis kabel yang biasa dipakai yaitu round dan flat cable. Pada jenis round
cable dibagian luar sarungnya dibungkus lagi dengan karet (rubber jacket). Biasanya kabel jenis round ini memiliki ketahanan yang lebih
lama daripada jenis flat cable,
tetapi memerlukan ruang penempatan yang lebih besar.
7)
Tubing Check Valve
Tubing
check valve
digunakan pada sumur yang fluidanya rendah karena fluida yang turun dari tubing
akan memaksa pompa untuk memutar arah yang berlawanan dan akan membawa akibat
buruk pada impeller dan difusser. Dengan check
valve maka hal tersebut dapat dihindari dan bila motor dihidupkan kembali
akan dapat beroperasi dengan cepat. Tubing check
valve ini biasanya di pasang pada tubing
(2-3 join) di atas pompa. Jadi
umumnya check valve digunakan agar
tubing tetap terisi penuh dengan fluida sewaktu pompa mati dan mencegah supaya
fluida tidak turun ke bawah.
8)
Tubing Bleeder Valve
Bleeder
valve berfungsi sebagai jalan keluar fluida didalam
tubing sewaktu pompa diangka sehingga pada waktu pompa di angkat ke permukaan
sudah tidak membawa fluida lagi. Blader
valve ini dipasang satu joint di
atas check valve.
This is dummy text. It is not meant to be read. Accordingly, it is difficult to figure out when to end it. But then, this is dummy text. It is not meant to be read. Period.
ConversionConversion EmoticonEmoticon