FLOWLINE, MANIFOLD DAN SEPARATOR (1) HP: 085269878796 Email: fadhlist_ui@yahoo.com A. FLOWLINE & MANIFOLD Fluida dari sumur dialirkan melalui flowline, manifold dan header selantjutnya menuju ke stasiun pengumpul/pemisahan. Flowline adalah pipa penyalur minyak dan gas bumi dari suatu sumur menuju tempat pemisahan. Flowline biasanya memiliki diameter 2-4 inch (tergantung dari kapasitas sumur). Agar aliran tidak kembali dalam sumur (back flow) maka pada tiap flowline dipasang sebuah check valve. Manifold adalah sekumpulan valve yang dideretkan untuk mengatur aliran masuk ke header dan separator yang dikehendaki. Ada 3 macam manifold: 1. Production Manifold 2. Test manifold 3. Gas lift manifold Header adalah tempat bermuaranya aliran fluida dari flowline yang terletak diatas manifold dan tentu saja berdiameter lebih besar dari flowlines. Ada beberapa system manifold: 1. Individual Well Flowline Biasanya sistem ini dijumpai pada lapangan minyak&gas yang kecil. Pada system ini, flowline dari tiap sumur langsung dihubungkan dengan lapangan pengumpul melalui test manifold atau production Header. Pada system ini, well testing dapat langsung dilakukan dari titik sentral, sehingga menjadi fleksibel. 2. Satellite Production Manifold Biasanya sistem ini dijumpai pada lapangan minyak&gas yang luas. Pada system ini, flowline yang cukup pendek dari tiap sumur dihubungkan dengan pusat pengumpulan minyak&gas dengan menggunakan pipa yanglebih besar yang biasa disebut production lateral, dan juga dihubungkan dengan test line Hal ini ditujukan untuk menghindari penggunaan individual flowlines yang sangat panjang sehingga bisa menyebabkan pressure drop yang besar.
Sebenarnya system-system diatas dapat dimodifikasi sesuai dengan kondisi lapangan dan tentu saja dengan pertimbangan-pertimbangan serta perhitunganperhitungan tertentu. B. SEPARATOR Secara umum separator berfungsi untuk memisahkan fluida produksi menjadi dua atau tiga fasa. Supaya pemisahan lebih sempurna, maka sebuah separator harus: 1. Mengontrol dan mengarahkan energi fluida-fluida yang masuk pada saat memasuki separator. 2. Memiliki residence time (waktu tinggal) yang cukup lama. 3. Meminimalkan terjadinya turbulensi gas dan menurunkan kecepatan gas. 4. Mencegah terjadinya pencampuran kembali gas, air dan minyak. 5. Adanya pressure control yang memadai untuk outlet gas. 6. Adanya level control yang memadai. 7. Memiliki peralatan pengaman jika terjadi overpressure. 8. Memiliki alat-alat visual untuk pemeriksaan kondisi-kondisi operasi. Separator diklasifikasikan berdasarkan bentuk, tekanan kerja dan fasa pemisahan. Berdasarkan bentuk, separator dibedakan atas: 1. Separator Horizontal Separator ini sangat cocok untuk fluida yang memiliki GOR yang tinggi dan membutuhkan residence time yang agak lama dalam pemisahan. Separator Horizontal dapat menghandle kapasitas yang lebih besar, karena memiliki luas bidang kontak antara gas cairan pada bagian pemisah gas lebih lebar dan panjang. Liat Gambar 1 untuk melihat bentuk separator horizontal Gambar 1. Skema Separator Horizontal 1,4
2. Separator Vertical Sangat baik untuk fluida yang memiliki GOR rendah dan tekanan yang agak rendah. Separator ini cocok untuk fluida yang mengandung pasir atau lumpur. Gambar 2. adalah skema dasar sebuah separator vertical Gambar 2. Skema Separator Vertical 1,4 3. Separator Spherical Pada umumnya digunakan di lapangan minyak yang kecil atau sebagai test unit karena kapasitasnya terbatas serta memiliki ruangan permukaan terbatas. Gambar 3. adalah skema dasar sebuah separator spherical.
Gambar 3. Skema Separator Spherical 1,4 Berdasarkan fasa pemisahan, separator dibedakan atas: 1. Separator dua fasa, memisahkan fasa cairan dan fasa gas 2. Separator tiga fasa, memisahkan air, minyak dan gas Berdasarkan fungsinya, separator dibagi: 1. test separator, untuk menentukan laju produksi sumur 2. production separator, untuk memisahkan fluida produksi dari berbagai sumur
Gambar 4. peralatan pada sebuah separator 1,4 Pada Gambar 4. merupakan skema peralatan yang ada pada separator horizontal 3 fasa, baik alat internal maupun alat eksternal. Pada dasarnya, semua peralatan (devices) tersebut sama untuk semua jenis separator. Adapun Alat-alat pada intenal separator: 1. Deflector plate Pelat ini dipasang didepan saluran masuk separator dan bisa berbentuk lempeng datar/cekung/cembung. Pelat deflector berguna untuk menghasilkan momentum tumbukan antara fluida masuk dengan pelatnya sendiri, sehingga dengan momentum tersebut bisa memisahkan antara gas dan cairan, selain itu pelat deflector juga berfungsi memperlambat aliran dalam separator. 2. Weir Weir adalah sebuah dinding yang dipasang didalam bejana. Dinding ini memiliki fungsi untuk menahan cairan sebelum meninggalkan bejana, sehingga membantu meningkatkan residence time dan pemisahan oil dan water bisa terjadi disini 3. Horizontal Baffle dipasang dekat permukaan liquid untuk mencegah tejadinya gelombang yang bisa teseret oleh aliran gas. 4. Vertical Baffle dipasang pada setengah lingkaran vessel untuk menenangkan gelombang sehingga pemisahan antara minyak dan air lebih cepat. 5. Demister pad Dipasang pada outlet gas untuk menangkap kembali liquid yang masih terikut pada gas sebelum keluar dari separator. Bentuk dari peralatan ini berupa rajutan kawat yang disisipkan
6. Straightening Vanes Berupa pelat-pelat pelurus yang betujuan untuk menghilangkan turbulensi gas sesudah tejadinya separasi 7. Centrifugal devices umumnya sentrifugal devices digunakan pada separator vertical untuk menimbulkan gaya sentrifugal pada fluida yang masuk, sehingga dengan adanya gaya sentrifugal akan menyebabkan fraksi hidrokarbon akan terlempar kedinding dan selanjutnya jatuh ke dasar separator, sedangkan gas-gas ringan bergerak kebagian atas bejana melewati bagian tengah bejana. 8. Float shield Dipasang sebagai instrument pengontrol level 9. Vortex breaker Dipasang pada liquid outlet yang bertujuan untuk mencegah timbulnya pusaranpusaran minyak yang nantinya akan membebaskan gas didalam minyak 10. Weir Box Dipasang pada bagian liquid untuk menahan minyak yang menuju ke outlet dan mencegah terjadinya gelombang. Dan external devices sebuah separator adalah: 1. Inlet pipe Pipa penghubung antara separator dan pipa masukan 2. level controller untuk mengontrol ketinggian permukaan cairan 3. pressure controller untuk mengontrol tekanan di dalam separator 4. pressure gauge untuk mengetahui tekanan dalam separator 5. safety valve 6. rupture disk 7. gas outlet pipe pipa untuk pengeluaran gas 8. liquid outlet pipe (oil&water) pipa untuk pengeluaran cairan (oil dan water) 9. gauge glass untuk mengetahui level atau ketinggian cairan didalam separator 10. drain pipe
2.1 Aturan-Aturan Dasar Dalam Mendesain Sebuah Separator Sebelum melakukan sizing sebuah separator, pertama kali kita harus mengetahui aturanaturan (rules) dasar dalam mendesign separator tersebut. Yaitu 1. Aturan-aturan Dasar untuk Separator Vertical Beberapa aturan-aturan dasar untuk separator vertical, yaitu: 1. minimum inside diameter 24 2. inside diameter dan panjang T/T (tanget to tangent) haruslah kelipatan 6 3. normal L/D adalah 2 sampai 5 4. jarak minimum antara center inlet nozzle dan puncak tangent adalah 0.5 dn + 3-0 dimana dn adalah diameter inlet nozzle. 5. jarak minimum antara demister dan puncak tangent line adalah 1-0 atau membentuk sudut 60 o (lihat Gambar. 5) Gambar 5. Sudut antara demiser dengan puncak tangent 2
Beberapa contoh dasar-dasar aturan desain dari separator vertical yaitu A. Separator Vertical 2 fasa (liquid-vapor) dengan Demister Gambar 6. Aturan umum Vertical separator 2 fasa (liquid-vapor) 2 M = 1-0 or α 60 o H = ketebalan demister 4 atau 6 G = minimum ½ dn + 2 0 F = normal 30 second atau minimum ½ dn + 2 0 D = Vessel diameter, tergantung pada kecepatan pemisahan (disengagement velocity). Kecepatan pemisahan tidak dibahas pada bagian 1, dan akan dibahas pada bagian 2. E = normal 2 menit C = liquid surge (normal inflow with no outflow) B = liquid hold up (normal outflow with no inflow) A = 10 untuk jenis float
B. Separator Vertical 3 fasa: Gambar 7. Aturan umum Vertical separator 2 fasa 2 N = minimum 12 atau α 60 o P = normal 4 atau 6 (tergantung vendor data) M = minimum ½ dn + 2-0 F = ½ dn + 24 E = 2 min C = fasa light liquid surge (normal inflow with no outflow) B = fasa light liquid hold up (normal outflow with no inflow) K = dn + 6 H = fasa heavy liquid surge (normal inflow with no outflow) J = fasa heavy liquid hold up (normal outflow with no inflow) A = 10 minimum untuk jenis float L/D = 1-3
2. Aturan-aturan Dasar untuk Separator Horizontal Untuk mendesain sebuah separator horizontal, kita harus mengacu kepada beberapa aturan umum, yaitu: 1. minimum inside diameter separator 24 2. inside diameter serta panjang T/T (tangent to tangent) separator harus kelipatan 6 3. nilai normal L/D 2 sampai 5 4. jarak HHLL dengan bagian atas haruslah 0.25D atau 18 (diambil nilai yang terbesar). Beberapa contoh dasar-dasar desain dari separator horizontal yaitu A. separator horizontal 2 fasa: Gambar 8. Aturan umum Horizontal Separator 2 fasa 2 A = minimum 6 B = liquid hold up (normal outflow with no inflow) C = liquid surge (normal inflow with no outflow) D = vessel diamaeter E = minimum 6 atau 30 detik dari HLL ke HHLL pada flow normal F = sama dengan item E L/D 3 M = minimum 0.2 D atau 18 N = ketebalan demister + 0.5 dm atau minimal 12 PP = 2 dn + 6
B. separator horizontal 3 fasa: Gambar 9. Aturan umum Horizontal separator 3 fasa 2 H = minimum 5 menit hold up (normal outflow with no inflow) dari fasa yang paling ringan J = minimum 5 menit hold up (normal outflow with no inflow) dari fasa yang paling berat K = minimum 10 Q = minimum 6 Daftar Pustaka: 1. Utoyo, Dadang. et al, Produksi Training Level 1&2, Gulf Indonesia Resources, LTD,2001 2. FLUOR DANIEL Design manual 3. GPSA Volume 1 Section-7, Separator and Filter 4. Halim, Fadhli, Proses Operasi Produksi di lapangan minyak ConocoPhillips- Ramba, Laporan Kerja Praktek-UI