PERANCANGAN POMPA TORAK 3 SILINDER UNTUK INJEKSI LUMPUR KEDALAMAN FT DENGAN DEBIT 500 GPM

Transkripsi

1 PERANCANGAN POMPA TORAK 3 SILINDER UNTUK INJEKSI LUMPUR KEDALAMAN FT DENGAN DEBIT 500 GPM Setiadi Tugas Akhir Pembimbing Prof. Dr. Ir. I Made Arya Djoni, M.Sc

2 Latar Belakang Duplex double acting reciprocating pump (-) heavy (-) complex (-) expensive

3 Perumusan masalah Tripliex single acting pump (+) variabilitas (+) lighter (+) compact (+) cheap Pompa harus mampu mensirkulasikan lumpur pemboran dari mud pit ke sumur dan kembali ke mud pit Kerugian tekanan sepanjang aliran Power minimum pompa

4 Batasan Masalah 1. Pompa yang dirancang adalah jenis triplex single acting 2. Fluida kerja Non-newtonian fluid berupa lumpur pemboran 3. Kondisi steady state 4. Properties fluida dianggap konstan 5. Posisi sumur pemboran vertikal 6. Analisa elemen mesin pada kondisi statis, tegangan dan beban maksimum 7. Perancangan elemen mesin pompa tidak mambahas gearbox 8. Drive mover diabaikan 9. Perencanaan komponen pompa pada Power End : sambungan batang torak, batang torak, poros engkol, dan bantalan.

5 Fungsi lumpur pemboran Mengangkat cutting ke permukaan Mendinginkan dan melumasi drill string dan bit Membuat lapisan mud cake Menahan sebagian berat drill pipe Media logging

6 Lumpur pemboran (drilling muds) Termasuk fluida nonnewtonian Umumnya dikategorikan sebagai bingham plastic Berupa campuran barite dan air (water base) Sebelum masuk ke pompa torak dilakukan treatment Setelah dilakukan treatment ukuran partikel menjadi 2-3 mikrometer

7 Pompa Torak Energi mekanis diubah menjadi energi aliran Memiliki satu atau lebih silinder yang berisi piston Kapasitas diatur oleh putaran poros engkol Mengalirkan fluida dengan tekanan tinggi Self priming

8 Triplex single acting Menggunakan tiga buah piston Bertujuan meningkatkan kapasitas dan menjadikan aliran fluida lebih seragam Variabilitas 1,047

9

10 Alur Perencanaan Pompa Torak Data : debit, properties fluida, installasi Perhitungan total kerugian tekanan Perhitungan WHP dan BHP Mencari diameter silinder Penentuan rasio stroke dan diameter Penentuan putaran dan effisiensi pompa Mencari panjang langkah piston Perencanaan komponen pompa Finish

11 Perancangan dimensi pompa torak Debit 500 GPM Rasio stroke dan diameter 2,15 Putaran pompa 80 RPM Eff. Volumetris 99% Ψ = S/D = 2,15 Panjang langkah -> 14,2 inch Diameter silinder : Q = F.S.k.n Ψ = S/D = 2,15 Diameter silinder -> 6,6 inch

12 Power Pompa

13 Mencari kecepatan aliran Mencari apparent viscosity Menentukan jenis aliran Mencari besar kerugian tekanan Mencari luas penampang Mencari besar kerugian tekanan

14 700 HP Triplex single acting mud pump Drill pipe Drill collar Annulus Equipment - Cased hole annulus - Open hole/drill pipe annulus - Open hole/drill collar annulus Drill bit Surface equipment Kerugian tekanan (psi) 363, , , , , , ,8761 Total kerugian tekanan 2033,0718

15 Perancangan Komponen Pompa Torak Sambungan batang torak Bantalan Batang torak Poros engkol

16 Analisa gaya pada sistem pompa torak

17 Sambungan Batang Torak Direncanakan panjang 30 inch Material Alloy Steel Gaya maksimum yang bekerja : N Analisa buckling dan peninjauan Critical stress (Euler s) : Diameter batang 4 inch Flange : Diameter luar : 8,8 inch Diameter pitch baut : 6,4 inch Jumlah baut : 5 buah Tebal : 30 mm Diameter lubang baut : 20 mm

18 Batang Torak Direncanakan panjang : 977,34 mm Material Cast Iron Resultan gaya yang bekerja : ,15 N Tegangan bending maksimum < UTS

19 Batang Torak Direncanakan panjang : 977,34 mm Material Cast Iron Resultan gaya yang bekerja : ,15 N Ø Ecc. Sleeve : 600 mm Ø Bantalan : 730 mm Tegangan bending maksimum < Teg. Ijin Tebal = 44 mm Ø luar pin : 180 mm Tegangan bending maksimum < Teg. Ijin Dia. Dalam = 150 mm

20 Batang Torak Direncanakan panjang : 977,34 mm Material Cast Iron Resultan gaya yang bekerja : ,15 N Ø luar pin : 180 mm Ø Bantalan : 245 mm Tebal = 44 mm Ø luar pin : 180 mm Tegangan bending maksimum < Teg. Ijin Dia. Dalam = 150 mm

21 Poros Utama (Main journal) Torsi yang bekerja pada poros dari analisa gaya, T = ,52 Nm Resultan gaya yang bekerja pada poros, F = ,15 N Material AISI 4130 Alloy Steel D = 200 mm

22 Poros Utama (Main journal) Torsi yang bekerja pada poros dari analisa gaya, T = ,52 Nm Resultan gaya yang bekerja pada poros, F = ,15 N Material AISI 4130 Alloy Steel D = 600 mm t = 176 mm

23 Bantalan Single row cylindrical roller bearing SKF seri 600 Needle roller bearing Total bearing seri 8Q4/W33XYA2 Double row cylindrical roller bearing SKF seri 6000

24 Penutup Kesimpulan : Kedalaman sumur feet dan debit 500 GPM : dia. Silinder 6,6 inch, stroke 14,2 inch, daya 700 HP Panjang sambungan batang torak 101,6 mm, diameter 762 mm Batang torak : panjang 977,34 mm dan tebal web 44 mm Eccentric sleeve : diameter 600 mm dan tebal 176 mm Main journal : diameter 200 mm Bantalan : roller bearing Saran : Penelitian topik perancangan pompa torak lebih banyak Perancangan bagian Fluid End

25 TERIMA KASIH MOHON SARAN DAN MASUKAN