BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI Blow out adalah suatu peristiwa mengalirnya minyak, gas atau cairan lain dari dalam sumur minyak dan gas ke permukaan atau di bawah tanah yang tidak bisa dikontrol. Peristiwa ini bisa terjadi ketika tekanan hidrostatis lumpur pemboran lebih kecil dari tekanan formasi. Blow out umumnya terjadi pada saat pemboran sumur eksplorasi minyak dan gas. Untuk mencegah terjadinya blow out digunakan peralatan pemboran yang disebut alat pencegah sembur liar (blow out preventer). Blow out biasanya diawali dengan adanya kick yang merupakan intrusi fluida bertekanan tinggi kedalam lubang bor. Intrusi ini dapat berkembang menjadi blow out bila tidak segera diatasi. Fungsi utama dari sistem pencegahan semburan liar (BOP Sistem) adalah untuk menutup lubang bor ketika terjadi kick. Blow out terjadi karena masuknya aliran fluida formasi yang tak terkendalikan ke permukaan. Blow out biasanya diawali dengan adanya kick yang merupakan suatu intrusi fluida formasi bertekanan tinggi kedalam lubang bor. Fluida kick ini kemudian dialirkan melalui choke line ke separator untuk dipisahkan berdasarkan jenis fluidanya. Kemudian semua fluida dialirkan ke choke manifold. Air atau lumpur yang terproduksi akan ditampung di sebuah kolam. Apabila saat operasi berlangsung, kemudian sirkulasi mengurangi kekurangan 7

2 8 lumpur, maka lumpur ini akan digunakan setelah disamakan sifatnya dengan lumpur yang digunakan saat sirkulasi. Lalu apabila ada gas yang terproduksi, valve choke manifold akan dibuka menuju ke obor (flare) untuk dibakar. Begitu pula dengan minyak yang terproduksi, minyak akan dibakar disebuah kolam terpisah. Choke manifold inilah yang berfungsi mengatur keluaran fluida yang terproduksi akibat kick. Choke manifold dioperasikan secara manual, yaitu dengan cara diputar oleh seorang rig operator. Kemudian dibuatlah sebuah simulasi buka tutup choke manifold valve dengan remote control. Tujuannya ialah untuk mempermudah buka tutup valve. Agar lebih efisien dalam hal waktu, jarak, dan keamanan. Simulasi ini membutuhkan relay, solenoid valve, remote control, serta power supply. Simulasi ini akan disusun untuk mewakili buka tutup choke manifold valve di lapangan. Dengan menggunakan air dan udara sebagai fluida yang terproduksi dan melewati solenoid valve sebagai choke manifold. 2.1 Choke manifold Choke manifold merupakan suatu kumpulan valve-valve atau fitting dengan beberapa outlet (keluaran) yang dikendalikan secara manual. Bekerja pada BOP Stack dengan high presure line disebut Choke Line. Saat dioperasikan, choke manifold membantu menjaga tekanan balik dalam lubang bor untuk mencegah terjadinya intrusi fluida formasi. Lumpur bor dapat dialirkan dari BOP Stack kesejumlah valve (untuk membatasi aliran dan

3 9 langsung ke balong penyimpanan), mud gas separator pada mud conditioning area dijaga sampai lubang bor dapat dikontrol kembali. Fungsi utama dari sistem pencegahan semburan liar (BOP Sistem) adalah untuk dapat menutup lubang bor ketika terjadi kick. Blow out terjadi karena masuknya aliran fluida formasi yang tak terkendalikan ke permukaan. Blow out biasanya diawali dengan adanya kick yang merupakan suatu intrusi fluida formasi bertekanan tinggi kedalam lubang bor. Keadaan ini dapat berkembang menjadi blow out apabila tidak segera diatasi. Choke manifold ini dioperasikan secara manual yaitu dengan cara membuka valve searah jarum jam untuk menutup dan arah sebaliknya untuk membuka valve. Gambar 2.1 Choke manifold Valve

4 Relay Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan dengan listrik dan merupakan komponen elektromekanikal yang terdiri dari 2 bagian utama yakni elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar/switch). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan relay yang menggunakan elektromagnet 5V dan 50 ma mampu menggerakan armature relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A. Gambar 2.2 Relay

5 11 Beberapa fungsi relay yang telah umum diaplikasikan ke dalam peralatan elektronika diantaranya adalah : 1. Relay digunakan untuk menjalankan fungsi logika (Logic Function). 2. Relay digunakan untuk memberikan fungsi penundaan waktu (Time Delay Function). 3. Relay digunakan untuk mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan bantuan dari signal tegangan rendah. 4. Ada juga relay yang berfungsi untuk melindungi motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan tegangan ataupun hubung singkat atau yang sering disebut arus pendek (Short). Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai istilah Pole and Throw : Pole : Banyaknya kontak yang dimiliki oleh sebuah relay. Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah kontak. Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi : Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 terminal, 2 terminal untuk saklar dan 2 terminalnya lagi untuk coil. Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 terminal, 3 terminal untuk saklar dan 2 terminalnya lagi untuk coil. Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 terminal, diantaranya 4 terminal yang terdiri dari 2 pasang terminal saklar sedangkan 2

6 12 terminal lainnya untuk coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 saklar yang dikendalikan oleh 1 coil. Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki terminal sebanyak 8 terminal, diantaranya 6 terminal yang merupakan 2 pasang relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) coil. Sedangkan 2 terminal lainnya untuk coil. Selain golongan relay diatas, terdapat juga relay-relay yang Pole dan thrownya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3 PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4 PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya. Berikut gambaran sistem kerja relay dengan beberapa prinsip kerja Pole dan throw. Gambar 2.3 Jenis Relay Berdasarkan Pole dan Throw

7 13 Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu : 1. Electromagnet (Coil) 2. Armature 3. Switch Contact Point (Saklar) 4. Spring (Per) Gambar 2.4 Prinsip Kerja Relay Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu : Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup). Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka).

8 14 Berdasarkan gambar diatas, sebuah besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan coil yang berfungsi untuk mengendalikan besi tersebut. Apabila kumparan coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnet yang kemudian menarik armature untuk berpindah dari posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi open atau tidak terhubung. Kemudian apabila tidak dialiri arus listrik, armature akan kembali lagi ke posisi awal (NC). Coil yang digunakan oleh relay untuk menarik contact point ke posisi close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil. Berikut ini spesifikasi relay yang digunakan : Kapasitas Relay : 10A 250 VAC / 125 VAC 10A 30 VDC / 28 VDC Jumlah Relay : 4 Modul Tegangan Kerja : 5 V Arus masing-masing Relay : ma Tipe Kerja : Normally Open (NO) dan Normally Close (NC) 2.3 Solenoid Valve Solenoid valve pneumatic adalah katup yang digerakan oleh energi listrik, mempunyai kumparan sebagai penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan plunger yang dapat digerakan oleh arus AC maupun DC. Solenoid valve pneumatic atau katup (valve) solenoid mempunyai lubang keluaran, lubang masukan, lubang

9 15 jebakan udara (exhaust) dan lubang Inlet Main. Lubang Inlet Main, berfungsi sebagai terminal/tempat udara bertekanan masuk (service unit), lalu lubang keluaran (Outlet Port) dan lubang masukan (Inlet Port), berfungsi sebagai terminal atau tempat tekanan angin keluar yang dihubungkan ke pneumatic. Sedangkan lubang jebakan udara (exhaust), berfungsi untuk mengeluarkan udara bertekanan yang terjebak saat plunger bergerak atau pindah posisi ketika solenoid valve pneumatic bekerja. Solenoid valve atau katup listrik merupakan elemen control yang paling sering digunakan dalam suatu aliran fluida. Tugas alat ini adalah untuk menghentikan aliran fluida (shut off), membua jalur aliran fluida (release), dan juga mengalirkan atau mencampurkan fluida. Gambar 2.5 Solenoid Valve

10 16 Gambar 2.6 Struktur Solenoid Valve Keterangan: 1. Valve Body 2. Inlet Port 3. Outlet Port 4. Coil (kumparan) 5. Coil Windings 6. Kabel supply tegangan 7. Piston (Plunger) 8. Spring 9. Orifice Solenoid Valve bekerja secara elektromekanikal dimana mereka mempunyai kumparan (coil) sebagai penggeraknya. Ketika kumparan tersebut mendapatkan supply tegangan DC, maka kumparan tersebut akan berubah menjadi medan

11 17 magnet. Medan magnet tersebutlah yang akan menggerakkan piston (plunger) yang ada di dalamnya untuk bergerak naik ke atas. Sehingga fluida yang ada di dalamnya dapat dialirkan. Begitu juga sebaliknya, apabila kumparan tersebut tidak dialiri tegangan, maka piston akan turun untuk menutup aliran fluida. Spring yang ada di dalamnya berfungsi untuk menekan piston agar tetap terjaga dalam keadaan tertutup apabila tidak diberi tegangan. Apabila piston bergerak naik, maka fluida akan mengalir melewati saluran kecil di dalam valve (nozle). Gambar 2.7 Prinsip Kerja Solenoid Valve Berikut ini spesifikasi solenoid valve yang digunakan : Model : 2W Tegangan : 12 V DC Diameter Orifice : 2,5 mm Body Material : Brass Kerja Fluida : Air, Udara, dan Minyak Tipe : Normally Close

12 18 Pipe Size : 1/4" Seal Material: NBR Kisaran Tekanan : 0 kg/cm 2 ~ 10 kg/cm 2 Temperatur Fluida : -5 ~ 80 C Ukuran (Panjang x Lebar x Diameter) : 80mm x 40mm x 25mm Berat : 320 gram 2.4 Wireless Remote control Wireless atau jaringan tanpa kabel adalah suatu komunikasi antar dua titik atau lebih dimana gelombang elektromagnetik (melewati udara) membawa signal sebagian atau seluruh bagian dari jalur komunikasi. Gambar 2.8 Wireless Remote control

13 19 Model peralatan wireless salah satunya adalah remote control, berupa suatu alat tanpa kabel yang dapat mengendalikan sesuatu, misalnya mainan atau televisi dan radio. Setiap perubahan yang terjadi dalam medan magnet itu akan menciptakan medan-medan listrik. Dan sebaliknya, setiap perubahan yang terjadi dalam medan-medan listrik itu akan menciptaken medan-medan magnet. Saat arus listrik (AC atau alternating current) bergerak melalui kabel atau sarana fisik (konduktor) lainnya, maka, beberapa bagian dari energinya akan terlepas ke ruang bebas di sekitarnya, lalu membentuk medan magnet atau alternating magnetic field. Kemudian, medan magnet yang tercipta dari energi yang terlepas itu akan menciptakan medan listrik di ruang bebas, yang kemudian akan menciptakan medan magnet lagi, lalu medan listrik lagi, medan magnet lagi, dan seterusnya, hingga arus listrik yang asli atau yang pertama terhenti. Bentuk energi yang tercipta dari perubahan-perubahan ini, disebut dengan radiasi elektromagnetik (electromagnetic radiation), atau biasa kita kenal sebagai gelombang radio. Dengan kata lain radio dapat didefinisikan sebagai radiasi dari energi elektromagnetik yang terlepas ke udara atau ruang bebas. Alat yang menghasilkan gelombang radio itu biasa dinamakan transmitter. Lalu alat yang digunakan untuk mendeteksi dan menangkap gelombang radio yang ada udara tersebut dinamakan receiver. Agar kedua alat ini (transmitter dan receiver) lebih fokus saat mengirim, membuat pola gelombang, mengarahkan, meningkatkan, dan menangkap sinyal

14 20 radio, dari dan ke udara, maka dibantulah dengan alat lain, yaitu antena. Transmitter, receiver, serta antena yang kemudian disatukan dalam semua peralatan wireless itulah, maka sebuah alat bisa berkomunikasi, mengirim dan menerima data melalui gelombang radio, atau biasa disebut dengan wireless. Begitu banyak stasiun Radio dengan frekuensi yang berbeda-beda agar tidak saling bertabrakan. Gelombang radio yang akan dikirimkan ke udara tersebut bisa diatur frekuensinya. Yaitu dengan cara mengatur atau memodifikasi arus listrik yang berada pada peralatan pengirim (transmitter) dan penerima (receiver) tadi. Kemudian jarak yang menjadi pemisah antar frekuensi dinamakan spectrum. Bagian terkecil dari spectrum disebut dengan band. Selanjutnya untuk mengukur jumlah perulangan dari satu gelombang ke gelombang yang terjadi dalam hitungan detik, digunakan satuan Hertz (Hz). Sinyal radio umumnya berada pada frekuensi ribuan Hertz (KHz), jutaan Hertz (MHz), atau milyaran Hertz (GHz). Dengan mengatur frekuensi itulah maka sinyal radio bisa tidak saling bertabrakan satu sama alainnya. Wireless remote control ini memiliki 4 buah tombol, masing-masing berhubungan dengan port D0, D1, D2, D3. Jika salah satu tombol pada remote control ditekan, port yang bersangkutan akan menghasilkan sinyal high sehingga dapat menjalankan relay. Jika tombol dilepas, sinyal akan kembali low.

15 21 Transmitter Sinyal Receiver Paralel Data Input Tombol Switch Output Gambar 2.9 Prinsip Kerja Wireless Remote control Wireless remote control ini memiliki 4 wireless channel yang bekerja pada frekuensi 315 / 433 MHz menggunakan PT2262 dan PT2272. Modul receiver menggunakan sirkuit LC oscilator yang membentuk sebuah penguat. Sinyal output decode, memiliki bandwidth receive yang lebar, sekitar 10MHz, namun secara default MHz dengan daya 5V DC. Pada remote transmitter, ada sebuah antena yang dapat dipanjangkan dan dipendekkan kembali, sehingga dapat lebih membantu untuk mengirim sinyal ke receiver (signal transmitting). Panjang antena ini mencapai 8,5 cm. Namun yang terlihat/keluar dari casing hanya sekitar 5 cm. Remote transmitter dilindungi oleh casing cover yang terbuat dari plastik. Casing cover ini sekaligus menjaga tombol karet pada remote tetap pada posisinya. Berikut ini spesifikasi Wireless remote control yang digunakan : Tegangan Kerja Remote : 12V DC (Baterai remote) Konsumsi Arus Remote : 10 ma

16 22 Frekuensi transmisi : 315 atau MHz Jarak transmisi : m Jumlah tombol : 4 Channel Tegangan Kerja Receiver : 5V DC Konsumsi Arus Receiver : 4.5mA Suhu kerja : -10 o C sampai dengan +70 o C Sensitivitas Receiver (dbm) : -98 db Ukuran : 41 mm x 22 mm x 6.6 mm