MAKALAH TEKNIK PENGEBORAN DAN PENGGALIAN JENIS-JENIS PEMBORAN

Transkripsi

1 MAKALAH TEKNIK PENGEBORAN DAN PENGGALIAN JENIS-JENIS PEMBORAN Oleh: EDI SETIAWAN NIM Dosen Mata Kuliah: Mulya Gusman, S.T, M.T PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2014

2 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan Makalah yang berjudul Jenis-jenis Pemboran sebagai salah satu syarat memenuhi tugas Mata Kuliah Teknik Pengeboran dan Panggalian pada Prodi S1 Teknik Pertambangan, Universitas Negeri Padang. Pada kesempatan ini penulis juga ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan serta dukungan baik secara moril maupun material. Penulis dengan segala keterbatasannya menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan makalah ini, oleh karena itu penulis menerima segala kritik dan saran yang sifatnya membangun dalam penyempurnaan makalah ini. Akhir kata, penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan dapat digunakan sebaik-baiknya. Padang, Oktober 2014 Penulis i

3 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...i DAFTAR ISI...ii DAFTAR GAMBAR...iii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Identifikasi Masalah... 1 C. Batasan Masalah... 1 D. Rumusan Masalah... 2 E. Tujuan Penulisan... 2 F. Manfaat Penulisan... 2 BAB II PEMBAHASAN A. Definisi dan Tujuan Pemboran... 3 B. Jenis-jenis Pemboran Jenis Pemboran Berdasarkan Tujuannya Jenis Pemboran Berdasarkan Lokasinya Jenis Pemboran Berdasarkan Bentuk Lubangnya Jenis Pemboran Berdasarkan Mekanisme Kerjanya Jenis Pemboran Berdasarkan Sirkulasi Fluidanya Jenis Pemboran Berdasarkan Jenis Fluida yang Digunakan BAB III PENUTUP A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA ii

4 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Bor Spiral (Auger Drill)... 5 Gambar 2. Bor Bangka... 6 Gambar 3. Bor Tumbuk (Percussive Drilling)... 7 Gambar 4. Bor Putar (Australia Drilling Industry, 1996) Gambar 5. Bor Hidraulik (Australia Drilling Industry, 1996) Gambar 6. Sistem Sirkulasi Fluida Pemboran iii

5 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pemboran adalah kegiatan membuat lubang vertikal ke dalam tanah yang dalam keadaan tertentu dapat juga dilakukan secara miring (Sudarno, 1980). Pemboran miring ini disebut juga pemboran berarah (directional drilling). Industri pertambangan dalam kegiatannya tidak terlepas dari kegiatan pemboran. Pemboran merupakan salah satu kegiatan vital yang biaya pelaksanaannya tidak murah dalam industri pertambangan. Oleh sebab itu pelaksanaannya perlu perencanaan yang matang sesuai peruntukannya apakah untuk keperluan eksplorasi, pembuatan lubang isian bahan peledak, konstruksi ventilasi dalam tambang bawah tanah, maupun untuk penirisan tambang. Perencanaan pemboran ini meliputi pemilihan jenis pemboran yang akan dilakukan. Pemilihan jenis pemboran yang tepat akan memberikan hasil sesuai keinginan dan biaya pelaksanaan yang lebih murah. B. Identifikasi Masalah Seperti telah disebutkan dalam latar belakang, ada hal yang penting dalam hubungan antara pemilihan jenis pemboran dengan efisiensi biaya serta kesesuaian hasil. Pemilihan jenis pemboran yang tepat akan mengurangi jumlah biaya yang dikeluarkan dengan tidak mempengaruhi hasil yang didapat. C. Batasan Masalah Karena keterbatasan waktu, biaya, dan kemampuan penulis, maka selanjutnya masalah yang akan dibahas terbatas mengenai jenis-jenis pemboran. 1

6 2 D. Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dalam makalah ini diajukan dalam bentuk pertanyaan (questions) sebagai berikut: 1. Apa itu pemboran? Apa tujuan dilakukannya pemboran? 2. Apa saja jenis-jenis pemboran yang dikenal? E. Tujuan Penulisan Tujuan penyusunan makalah ini adalah untuk melengkapi Tugas Mata Kuliah Teknik Pemboran dan Penggalian dengan dosen pengampu Bpk. Mulya Gusman, S.T, M.T disamping dalam upaya pembelajaran dan pengenalan mengenai jenis-jenis pemboran secara lebih mendalam. F. Manfaat Penulisan Manfaat yang diharapkan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Manfaat Praktis Bagi penulis, seluruh rangkaian kegiatan penyusunan makalah diharapkan dapat memantapkan pemahaman mengenai jenis-jenis pemboran. 2. Manfaat Akademis Bagi civitas akademika Universitas Negeri Padang, khususnya di Teknik Pertambangan, makalah ini diharapkan dapat menjadi dokumen yang berguna untuk dijadikan referensi bacaan maupun acuan pembelajaran.

7 BAB II PEMBAHASAN A. Definisi dan Tujuan Pemboran Menurut Sudarno dalam bukunya yang berjudul Teknik Eksplorasi, pemboran adalah kegiatan membuat lubang vertikal ke dalam tanah. Dalam keadaan tertentu pemboran dapat juga dilakukan secara miring (directional drilling) atau disebut juga pemboran berarah. Tujuan pemboran bermacam-macam, pemboran tidak saja dilakukan dalam industri pertambangan tetapi juga untuk bidang-bidang lain sehingga secara keseluruhan kegiatan pemboran bertujuan sebagai berikut: Eksplorasi mineral dan batubara, Eksplorasi dan produksi air tanah, Eksplorasi dan produksi gas, Eksplorasi dan produksi minyak, Peledakan, Geoteknik, Ventilasi tambang, Penirisan tambang, Keperluan perhitungan cadangan, Perolehan data geologi, Pengontrolan tambang, dan Pembuatan lubang pipa air untuk PDAM dan kabel listrik untuk PLN, dan lain-lain. C. Jenis-jenis Pemboran Jenis-jenis pemboran dapat digolongkan menjadi beberapa kategori, yaitu berdasarkan tujuannya, berdasarkan lokasinya, berdasarkan bentuk lubangnya, berdasarkan mekanisme kerjanya, berdasarkan sirkulasi fluidanya, dan berdasarkan jenis fluida yang digunakannya. 3

8 4 1. Jenis-Jenis Pemboran Berdasarkan Tujuannya Tujuan suatu pemboran dapat bermacam-macam, yaitu: 1. Pemboran Inti, yaitu suatu pemboran yang bertujuan untuk memperoleh contoh batuan dalam bentuk inti (core), dari kedalamn 0 sampai kedalaman tertentu. Pemboran ini biasa disebut dengan diamond drilling. 2. Pemboran Stratigrafi, bertujuan untuk memperoleh gambaran mengenai urutan stratigrafi suatu daerah. Di perminyakan pemboran semacam ini biasa disebut dengan pemboran lubang kecil (slimhole drilling) karena biasanya diameter lubangnya kecil. 3. Pemboran Struktur, bertujuan untuk mendapatkan gambaran struktur geologi suatu tempat. 4. Pemboran Eksplorasi (Wildcat Drilling), yaitu pemboran uji untuk menguji apakah suatu formasi mengandung bahan galian atau tidak. Pemboran semacam ini adalah fase yang paling mendebarkan dalam pencarian minyak bumi ataupun mineral. 5. Pemboran Peledakan, pemboran yang dilakukan untuk membuat lubang isian bahan peledak. 6. Pemboran Air Tanah, pemboran yang bertujuan untuk mengetahui kondisi akuifer maupun untuk keperluan konstruksi sumur bor. 2. Jenis-jenis Pemboran Berdasarkan Lokasinya a. Pemboran Darat (On Shore) Pemboran darat adalah pemboran yang titik lokasinya berada di daratan. Istilah lainnya adalah on shore drilling. b. Pemboran Lepas Pantai (Off Shore) Pemboran lepas pantai adalah pemboran yang titik lokasinya di lepas pantai. Akan tetapi dapat dimasukkan juga untuk pemboran lepas pantai jika lokasi pemborannya berada di lingkungan yang berair seperti di danau, sungai dan rawa.

9 5 3. Jenis-jenis Pemboran Berdasarkan Bentuk Lubangnya a. Pemboran Lurus (Straight Hole Drilling) Dari titik permukaan, lubang dibuat lurus vertikal sampai menjangkau titik target. Pemboran digolongkan straight hole drilling, apabila: - Pemboran masih dalam suatu kerucut dengan sudut 5 derajat, untuk ketinggian kerucut ft. - Lubang boleh membelok asal kemiringannya tidak kurang 3 derajat/100ft. b. Pemboran Berarah (Directional Drilling) Pemboran yang dilakukan dengan membelokan pipa ke arah titik target yang tidak berada lurus dengan titik permukaan. Faktor penyebab dilakukan pemboran berarah adalah geografi dan pertimbangan ekonomi. 4. Jenis-jenis Pemboran Berdasarkan Mekanisme Kerjanya a. Pemboran Manual atau Pemboran Tangan (Hand Drill) Penggunaan alat ini biasanya pada kegiatan eksplorasi dangkal seperti placer deposit, dan residual deposit. Ada dua jenis alat bor ini, yaitu bor tangan spiral (auger drill) dan bor bangka. 1) Bor Spiral (Auger Drill) Bor ini bekerja seperti pembuka tutup botol dan dapat di putar dengan tang yang hanya dapat mencapai kedalaman beberapa meter saja. Gambar 1. Bor Spiral (Auger Drill)

10 6 2) Bor Bangka Alat bor ini di kembangkan di Indonesia, dimana suatu alat selubung atau casing di beri platfrom dan di atasnya ada beberapa orang sebagai pemberi beban. Prinsip kerja bor bangka sama dengan bor spiral atau tumbuk. Gambar 2. Bor Bangka b. Pemboran Mekanis Pemboran mekanis dilakukan dengan menggunakan mesin sehingga mampu membor hingga kedalaman sangat dalam dengan keadaan bawah permukaan sangat keras sekalipun. Jenis-jenis pemboran mekanis, antara lain: 1) Pemboran Tumbuk (Percussive Drilling) Percussive drilling adalah metode pemboran yang menggunakan aksi tumbukan untuk melakukan penetrasi terhadap batuan. Komponen utama percussive drilling adalah piston. Energi tumbukan piston diteruskan ke batang bor dan mata bor dalam bentuk gelombang kejut yang bergerak sepanjang batang bor untuk meremukkan permukaan batuan.

11 7 Gambar 3. Bor Tumbuk (Percussive Drilling) Keunggulan mesin bor tumbuk dibandingkan dengan mesin bor putar, antara lain: 1) Lebih ekonomis (Harga murah, biaya operasi rendah, biaya transportasi murah dan persiapan rig dapat dilakukan dengan cepat 2) Menghasilkan contoh pemboran yang lebih baik 3) Lebih mempermudah pengenalan lokasi 4) Tanpa sistem sirkulasi 5) Kemungkinan kontaminasi karena proses pemboran relatif kecil Sedangkan keterbatasan mesin bor tumbuk dibandingkan dengan mesin bor putar antara lain: 1) ROP (Rate of Penetration atau laju pemboran) sangat rendah 2) Sling cable tool sering putus

12 8 2) Pemboran Putar (Rotary Drilling) Rotary drilling adalah metode pemboran yang menggunakan aksi putaran untuk melakukan penetrasi terhadap batuan. Pada metode ini ada dua jenis mata bor, yaitu tricone bit dengan hasil penetrasinya berupa gerusan dan drag bit dengan hasil penetrasinya berupa potongan (cutting). Teknik pemboran dengan metode rotary drilling dapat dikelompokkan kedalam empat metode, yaitu: 1) Metode Putar dengan Sistem Sirkulasi Langsung (Direct Circulation Rotary Methods) Prinsip kerja dari teknik pemboran ini adalah memanfaatkan momen putar yang berasal dari drill string (stang bor) yang dihubungkan dengan prime over melalui gear reduction system. Pada down hole system yang ujungnya dipasang mata bor (drilling bit) akan berputar di dalam lubang bor dan mendapat tekanan dari drill rod. Akibat gesekan dan tumbukan mata bor dengan batuan, akan terbentuk potongan-potongan batuan yang berukuran kecil yang disebut dengan serbuk pemboran atau cutting. Lumpur bor yang terdiri dari materials bentonite water base atau oil base, keluar melalui mata bor dan selanjutnya ke permukaan melalui anulus lubang bor sambil membawa partikel hasil pemboran (cutting) ke permukaan. Sesampainya di mud drilling tank, partikel yang dibawa dari dasar sumur akan diendapkan dan selanjutnya lumpur bor dimasukkan lagi melalui pompa lumpur (mud pump). 2) Metode Putar dengan Udara (Air Rotary Methods) Prinsip kerja dari air rotary methods hampir sama dengan metode direct rotary methods. Bedanya hanya terletak pada fungsi lumpur pemborannya. Pada metode direct rotary methods lumpur bor diganti dengan angin dari kompresor. Metode ini

13 9 biasanya dilakukan untuk pengeboran pada batuan keras atau pada pekerjaan pemboran untuk proses peledakan dinamit atau pada pekerjaan pertambangan. 3) Metode Tumbuk dengan Putaran Udara (Air Rotary Percussion Methods) Metode ini merupakan kombinasi dari air rotary methods dengan teknik percussion. Untuk mengangkat drill cutting dari dalam lubang bor ke permukaan menggunakan tekanan angin dari kompresor. Sedangkan untuk menumbuk batuan pada saat pemboran menggunakan pneumatic hammer yang berputar dengan jumlah impact antara tumbukan per detik. 4) Metode Putar dengan Sirkulasi Terbalik (Reverse Circulation Rotary Methods) Metode ini sama dengan metode direct rotary. Metode ini khusus digunakan untuk pengeboran dengan diameter besar minimum 40 1,8 meter dengan kondisi batuan yang unconsolidated. Degan metode ini, lumpur dari annulus lubang bor dipompa keluar dengan bantuan pompa lain sehingga permukaan lumpur selalu berada di level permukaan tanah. Dengan demikian, kemungkinan terjadi runtuhan pada dinding sumur bor pada saat pemboran dilakukan akan dapat diperkecil. Kapasitas pemompaan (kecepatan aliran di dalam pipa stang bor harus sekitar 2 m/sec).

14 10 Gambar 4. Bor Putar (Australia Drilling Industry, 1996) 3) Pemboran Putar Hidraulik (Hidraulic Rotary or Rotary-Percussive Drilling) Rotary-percussive drilling adalah metode pemboran yang menggunakan aksi tumbukan yang dikombinasikan dengan aksi putaran, sehingga terjadi proses peremukan dan penggerusan batuan. Metode ini terbagi menjadi dua, yaitu: 1. Top hammer Pada metode ini, aksi putaran dan tumbukan dihasilkan di luar lubang bor yang kemudian ditransmisikan melalui batang bor yang menuju mata bor. 2. Down the hole hammer Pada metode ini, aksi tumbukan dihasilkan di dalam lubang bor yang dialirkan langsung ke mata bor, sedangkan aksi putarannya dihasilkan di luar mata bor yang kemudian ditransmisikan melalui batang bor menuju mata bor.

15 11 Gambar 5. Bor Hidraulik (Australia Drilling Industry, 1996) 5. Jenis-jenis Pemboran Berdasarkan Sirkulasi Fluidanya Fungsi utama fluida pemboran adalah mengangkat material pahatan (cutting) hasil dari mata bor (drill bit) dari dasar sumur ke atas permukaan melalui anulus, selain itu fluida pemboran juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan antara tekanan hidrostatik (hidrostatic pressure) dengan tekanan formasi (formation pressure) agar fluida reservoir tidak masuk ke dalam lubang bor selama kegiatan pemboran. Berikut ini adalah beberapa fungsi lain dari fluida pemboran, yaitu: a. Membersihkan lubang bor dari fragmen hasil dari pahatan (bit) kemudian membawanya ke permukaan. b. Menjaga stabilitas dari dinding lubang pemboran. c. Mendinginkan dan melumasi drill string dan bit selama kegiatan pemboran. Berdasarkan sirkulasi fluidanya, metode pemboran dapat dibagi atas:

16 12 a. Sirkulasi Langsung (Direct Circulation) Fluida bor dipompakan dari mud pit ke mata bor melalui bagian dalam stang bor kemudian kembali lagi ke permukaan akibat tekanan pompa melalui rongga anulus. b. Sirkulasi Terbalik (Reverse Circulation) Fluida bor dari mud pit bergerak melalui rongga anulus, kemudian kembali lagi ke permukaan akibat gaya hisap pompa melalui bagian dalam stang bor. Gambar 6. Komponen Sistem Sirkulasi Pemboran 6. Jenis-jenis Pemboran Berdasarkan Jenis-jenis Fluida yang Digunakan Ada tiga macam jenis fluida pemboran yang umum digunakan, yaitu: a. Water Based Mud Lumpur pemboran yang paling banyak digunakan adalah waterbase mud (80%). Komposisi lumpur ini terdiri dari air tawar atau air asin, clay dan chemical additives. Komposisi ini ditentukan oleh kondisi lubang bor.

17 13 b. Oil Based Mud Oil based mud digunakan pada pemboran dalam hot holes, formasi shale, dan sebagainya. Lumpur ini lebih mahal, tetapi mengurangi terjadinya korosi pada rangkaian pipa bor. c. Air or Gas Based Mud Keuntungan dari lumpur jenis ini terutama adalah dapat menghasilkan laju pemboran yang lebih besar. Karena digunakan kompressor, kebutuhan peralatan dan ruang lebih sedikit.

18 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan Dari keseluruhan isi makalah, dapat disimpulkan bahwa: 1. Pemboran adalah kegiatan membuat lubang vertikal ke dalam tanah. Dalam keadaan tertentu pemboran dapat juga dilakukan secara miring (directional drilling) atau disebut juga pemboran berarah. 2. Tujuan pemboran bermacam-macam, misalnya untuk eksplorasi, peledakan, pengumpulan data geoteknik, ventilasi tambang, penirisan tambang, untuk keperluan perhitungan cadangan, pengontrolan tambang, pembuatan pipa air PDAM, dan lain sebagainya. 3. Jenis-jenis pemboran dapat digolongkan menjadi beberapa kategori, yaitu berdasarkan tujuannya, berdasarkan lokasinya, berdasarkan bentuk lubangnya, berdasarkan mekanisme kerjanya, berdasarkan sirkulasi fluidanya, dan berdasarkan jenis fluida yang digunakannya. 4. Berdasarkan tujuannya, pemboran dapat dibagi atas pemboran inti, pemboran stratigrafi, pemboran struktur, pemboran eksplorasi, pemboran peledakan, dan pemboran air tanah. 5. Berdasarkan lokasi kerjanya, pemboran dibagi atas pemboran darat (on shore) dan pemboran lepas pantai (off shore). 6. Berdasarkan bentuk lubangnya, jenis pemboran dibagi atas pemboran lurus (straight hole drilling) dan pemboran berarah (directional drilling). 7. Berdasarkan mekanisme kerjanya, pemboran terbagi atas pemboran manual (hand drilling) dan pemboran mekanis. Pemboran manual dibagi lagi atas bor manual dan bor bangka, sedang bor mekanis dibagi atas bor tumbuk (percussive drilling), bor putar (rotary drilling), dan bor putar hidrolik (hydraulic rotary). 8. Berdasarkan sirkulasi fluidanya, pemboran dapat dibagi atas pemboran sirkulasi langsung (direct circulation) dan sirkulasi terbalik (reverse circulation). 14

19 15 9. Berdasarkan jenis fluida yang digunakan, pemboran dibagi atas pemboran water-based mud, oil-based mud, dan air or gas-based mud. B. Saran Pemboran merupakan salah satu kegiatan vital yang biaya pelaksanaannya tidak murah dalam industri pertambangan. Oleh sebab itu pelaksanaannya perlu perencanaan yang matang sesuai peruntukannya apakah untuk keperluan eksplorasi, pembuatan lubang isian bahan peledak, konstruksi ventilasi dalam tambang bawah tanah, maupun untuk penirisan tambang. Perencanaan pemboran ini meliputi pemilihan jenis pemboran yang akan dilakukan. Pemilihan jenis pemboran yang tepat akan memberikan hasil sesuai keinginan dan biaya pelaksanaan yang lebih murah.

20 DAFTAR PUSTAKA Afis Metode Pemboran (wawasanpertambangan.blogspot.com, online, diakses pada 21 Oktober 2014) Anonim Sistem Sirkulasi (Circulation System) Fluida (ngelmumigas.wordpress.com, online, diakses pada 21 Oktober 2014) Deny Juanda Puradimaja. Teknologi Pemboran dan Konstruksi Sumur Bor. Bandung: ITB Fitri Noviyanti Metode pemboran ( online, diakses pada 21 Oktober 2014) Rachmat Risejet Pemboran Tambang Terbuka (Drilling Open Pit) ( online, diakses pada 21 Oktober 2014) Savio Keilira Pengeboran pada Tambang Terbuka ( online, diakses pada 21 Oktober 2014) Sudamo, Ign. Iman Wahyono. Teknik eksplorasi 1. Jakarta Yoga Ramadhan Jenis-Jenis Pemboran Minyak dan Gas Bumi (teknikpemboranmigas.blogspot.com, online, diakses pada 21 Oktober 2014) 16