Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Presentasi Tugas Akhir (MN19832) Perancangan Awal Floating Storage and Offloading (FSO) untuk Lapangan Minyak Kakap di Laut Natuna Oleh : Prasetyanto Utomo NRP : 4109100021 Dosen Pembimbing : Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc., Ph.D NIP. 19640210 198903 1 001
Latar Belakang Industri perminyakan di Indonesia berkembang sangat pesat. Proses eksplorasi masih kurang memenuhi kebutuhan Eksplorasi diperluas ke laut lepas 40 35 30 25 Oil Consumtion Milion ton 20 15 10 5 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Year Sumber : (BP Statistical review of energy June 2012)
Latar Belakang Untuk memenuhi proses Produksi dan Penyimpanan di Lapangan Minyak Kakap maka diperlukan FSO baru.
Latar Belakang FSO (Floating Storage and Offloading) adalah bangunan terapung yang digunakan oleh industri lepas pantai untuk penyimpanan minyak hasil olahan sebelum diangkut ke darat
Perumusan Masalah Bagaimana menentukan variabel dan parameter dalam proses desain FSO yang sesuai dengan kebutuhan lapangan minyak di Laut Natuna? Bagaimana bentuk Lines Plan dari FSO agar sesuai dengan payload berupa berat muatan? Bagaimana verifikasi hasil desain dengan design criteria meliputi: kekuatan memanjang FSO stabilitas FSO, motion characteristics FSO, motion acceleration FSO dan roll period FSO agar ukuran utama FSO bersifat valid atau diterima (acceptable)?
Batasan Masalah Batasan masalah dari penulisan tugas akhir ini adalah : Modul dan fasilitas penyimpanan disusun sesuai dengan kebutuhan Pembahasan hanya dilakukan untuk perairan dimana FSO beroperasi Perhitungan stabilitas menggunakan kriteria standar IMO Resolution A.749 (18) Intact Stability (IS) Code for All Types of Ships Covered by IMO Instruments Chapter 3 Perhitungan konstruksi menggunakan Rules for The Classification and Construction of Seagoing Steel Ships, Volume II Rules for Hull, Edition 2006. Input data berupa berat machinery, electric, dan helideck disesuaikan dengan estimasi dari research final report
Batasan Masalah Tidak membahas mengenai faktor korosi pada FSO. Output gambar berupa Lines Plan, General Arrangement dan Midship Section Hidrodinamika dan beban dinamis dari green sea load diabaikan. Mooring analysis dan Ultimate Strength diabaikan
Maksud & Tujuan Menentukan desain yang dapat digunakan dalam wilayah lapangan minyak Kakap dalam aplikasinya dan dapat digunakan untuk persiapan desain FSO berikutnya. Menentukan bentuk Lines Plan dari FSO agar sesuai dengan payload berupa berat muatan. Menghitung berat konstruksi dan mendesain penampang melintang FSO. Menghitung kekuatan memanjang FSO. Menghitung stabilitas FSO. Memprediksi motion characteristic FSO. Menghitung acceleration motion FSO. Menghitung roll period FSO. Menentukan ukuran utama FSO yang acceptable
Manfaat Dapat memberikan desain dan ukuran utama FSO yang dapat digunakan oleh operator dalam wilayah lapangan minyak Kakap di Laut Natuna. Dapat digunakan sebagai referensi mahasiswa untuk analisis selanjutnya maupun penelitian lain yang sejenis
Initial Hull Dimention 55.00 50.00 45.00 DWT - B y = 0,00025x + 11,31227 R² = 0.64333 B 40.00 35.00 30.00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 DWT y =0,00025x + 11,31227 =41.3 B = 41.3 m
Average Ratio Of FPSOs & Modern Tanker Vessel Type LBP/B LBP/D B/D T/D B/T Proposed FPSO (North Sea) 5.49 10.10 1.84 0.66 2.78 Purpose built FPSO/FSU (North Sea) 5.97 11.10 1.86 0.65 2.88 Purpose built FPSO/FSU (overseas) 5.19 9.45 1.82 0.67 2.70 FPSO conversion (overseas) 6.57 13.20 2.01 0.76 2.64 50-70000 DWT tanker 6.30 2.47 - - 70-100000 DWT tanker 5.64 2.96 - - 100-200000 DWT tanker 5.58 2.83 - - Result : LBP = 214.44 m LBP = 215.5 m D = 22.69 m Frame Spacing (800 mm) D = 23.2 m T = 15.20 m T = 14.85 m B = 41.3 m B = 41.6 m Sumber : Margins of safety in FPSO hull strength
LWT DWT Buoyancy Superposition and Point of Mass check Archimedes Law Calculation
LWT Componen Hull Steel Weight Living Quarters Helicopter Deck Machinery Longitudinal Bulkhead Transverse Bulkhead LWT Per pos
LWT Calculation st. Steel Living Quarters Helicopter Deck Long. Bulkhead Transv. Machinery W Q (ton) (ton) (ton) (ton) Bulkhead (ton) (ton) (ton/m) 0-1 378.873 0.5 81.82 461.20 40.0 1-2 412.664 619.0 0.5 81.82 98.5 1212.47 105.2 2-3 432.448 648.7 81.82 555 1717.94 149.1 3-4 373.367 560.1 81.82 98.5 1015.24 88.1 4-5 339.198 81.82 98.5 519.51 45.1 5-6 342.573 81.82 424.40 36.8 6-7 346.271 81.82 98.5 526.58 45.7 7-8 342.573 81.82 424.40 36.8 8-9 329.518 81.82 411.34 35.7 9-10 342.573 81.82 98.5 522.89 45.4 10-11 342.573 81.82 424.40 36.8 11-12 334.825 81.82 98.5 515.14 44.7 12-13 334.825 81.82 416.65 36.2 13-14 334.825 81.82 416.65 36.2 14-15 342.573 81.82 98.5 424.40 36.8 15-16 346.271 81.82 428.09 37.2 16-17 328.280 81.82 98.5 508.59 44.1 17-18 342.573 81.82 424.40 36.8 18-19 343.811 81.82 425.63 36.9 19-20 331.599 81.82 98.5 555 1066.91 92.6 S1 = 7022.2 1827.7 1 1636.5 886.4 1110.000 12286.83 1066.6
DWT Componen Fresh Water Reject Water Diesel Oil Lub Oil DWT Per Pos Crew & Provisions Slops Ballast
DWT Calculation Fresh Reject Diesel Lub Crew & DWT Slops Station Capacity Water Water Oil Oil Provision (ton) Weight Weight Weight Weight Weight Weight 0-1 0.00 1-2 0.00 2-3 2138.11 3.75 2141.86 3-4 6250 2138.11 3.75 3634.79 12163.63 4-5 6250 3634.79 10021.76 5-6 6250 6386.97 6-7 6250 1817.40 908.70 9113.07 7-8 6250 1817.40 908.70 9113.07 8-9 6250 2138.112 8525.08 9-10 6250 2138.112 8525.08 10-11 6250 6386.97 11-12 6250 6386.97 12-13 6250 6386.97 13-14 6250 6386.97 14-15 6250 6386.97 15-16 6250 6386.97 16-17 6250 6386.97 17-18 6250 6386.97 18-19 6250 6386.97 19-20 474.84 = 100000.00 4276.22 4276.22 3634.79 1817.40 7.50 7269.58 123948.12
Archimedes Check Buoyancy by CSA 142.721 ton Total Weight (LWT + DWT) 143.416 ton Errors(Absolute) 694.51 ton Errors (%) 0.14 % Status: Accepted Centre of Buoyancy -0.240 m Centre of Gravity -0.137 m Errors(Absolute) 0.10 m Errors (%) 0.04 % Status: Accepted
Archimedes Check Stress (s) due to max Bending Moment at: Still Water Sagging &Hogging Modulus Inertia Result
Still Water Shear Force & Bending Moment (with linear correction) M'(x)swmax = 543254.081629510 ton.m = 54325408162.95 kg.cm
Sagging and Hogging 3000 2500 2000 1500 1000 500 0-500 -1000-1500 -2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 4000 3000 2000 MWV MSW MT Scale 1 : 20 for MSW 1 : 500 for MWV & MT Hogging M'(x)swmax = 963238.3970358 ton.m = 9818943904.54 kg.cm Sagging M'(x)swmax = 926512.2852990 ton.m = 9444569676.85 kg.cm 1000 0-1000 -2000-3000 MSW MWV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 MT FINAL PROJECT EXAMINATION NAVAL ARCHITECTURE & SHIP BUILDING SEPULUH NOPEMBER 05/11/2013 INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Strength s Check
Srength s Check on 50% Capacity
Srength s Check on 0% Capacity
Intact Stability No. e [ m. rad ] GZ qmax GM 0 30 o 40 o 30 o - 40 o 30 o [ X o ] [ feet ] [ m ] 1 2.5015 4.1670 1.6655 19.308 48.83 42.88 13.07 2 5.3436 9.0381 3.6945 14.941 47.04 28.56 8.71 3 10.8794 18.8997 8.0202 9.618 46.14 22.46 6.84 Kriteria IMO Regulation A. 749 (18) Status e 0.30o 0.055 e 0.40o 0.09 e 30,40o 0.03 h o 30 0.2 f max 25 o GM 0 0.15 Accepted Accepted Accepted Accepted Accepted Accepted OK Accepted Accepted Accepted Accepted Accepted Accepted OK Accepted Accepted Accepted Accepted Accepted Accepted OK
Motion Characteristics (RAO) X : Surge Y : Sway Z : Heave RX : Roll RY : Pitch RZ : Yaw
Motion Accelerations Acceptance Criteria : (NORDFORSK 1987)[Faltinsen, 2005] acceleration limitation for merchant ship dan heavy manual work with maximum value of acceleration which less than 0.07g or 0.68 ms -2. Spots need to be inspect : Centre of Gravity Around Chain Stopper Around Helideck and Living Quarters
Motion Accelerations Heli Deck & Living Quarters Centre of Gravity South West Chain Stopper South East North West North East
Motion Accelerations Acceleration < 0.07g (0.68 ms -2 ) Status : Accepted
Rolling Period Reference (Acceptance Criteria) : Ship Stability for Masters & Mates: Bryan Barrass and D.R Derrett, 2006 Formula : T θ = 2π (I xx / GM)
Rolling Period B G'Mo Period Ixx Kxx T 41.60 3.78 16.91 3492573 14.144 15.98635 41.60 5.32 14.25 2173443 14.144 13.46694 41.60 4.93 14.80 959298.8 14.144 13.99346 Remarks good good good stiff good best good tender 8 20 25 30-35 T (second)
Kesimpulan Menghasilkan main dimention berupa L = 215,2 m D = 23.2 m B = 41,6 m T = 14,85 m C B = 0.973 C M = 0.9998 C P = 0.9732 C WP = 0.9661 Output berupa Lines Plan Barge Shaped FSO yang sesuai dengan payload Analisis Statis perhitungan hukum archimedes sudah memenuhi kekuatan memanjang sudah memenuhi persyaratan Klasifikasi Pengecekan stabilitas terhadap IMO Regulation A.749 (18) menghasilkan secara keseluruhan perhitungan stabilitas barge-shaped FSO ini diterima Motion acceleration pada setiap titik tinjau memenuhi kriteria motion acceleration (tidak melebihi 0.07g atau sebesar 0.68 ms -2.
Terima Kasih