Bab-09 Vertical Well Drill String Design

Bab 9. Vertical Well Drill String Design 9.1. Pendahuluan Dril Drilll stri string ng memb member erik ikan an suat suatu u hubu hubung ngan an anta antara ra rig rig dan dan paha pahat. t. Masalah-masalah yang berhubungan dengan desain drill string yang tidak tepat diantaranya adalah wash out, twist off, dan collapse failure. Komponenkomponen utama suatu drill string ialah : 1. Kelly 2. Drillpipe . Drill collar !. "it #uga termasuk dalam rangkaian adalah aksesoris seperti hea$y-weight drill pipe, %ar, stabili&er, reamer, shock sub, dan bit sub. 'uatu contoh dari rangkaian drill string adalah terlihat pada (ambar ).1. Drill string memiliki beberapa fungsi, diantaranya : 1. 'ebagai saluran fluida dari rig ke pahat 2. Mentransmisikan gerakan rotasi ke pahat . Memberikan beban yang dibutuhkan ke pahat !. Menurunkan dan menaikkan pahat di dalam sumur Di samping itu drill string %uga mempunyai beberapa fungsi tambahan yang khusus, yaitu : 1. Memberikan kestabilan rangkaian di dalam lubang sumur dengan tu%uan untuk meminimumkan $ibrasi dan bit %umping 2. Memungkinkan diadakan tes tekanan dan fluida formasi melalui drill string . Memun Memungk gkink inkan an diada diadaka kan n e$alu e$aluasi asi form formasi asi melal melalui ui pipa pipa keti ketika ka peralatan logging tidak dapat di%alankan pada open hole.

Gambar 9.1. Rangkaian drill string23) Vertical Well Drill String Desig

1

9.2. Perhitungan itik !etral *engetahuan tentang letak titik netral pada suatu pipa yang tergantung secara bebas adalah sangat penting dalam desain drill string string, casing dan pipa. Klinkenberg men%elaskan bahwa titik netral adalah suatu titik dimana distribusi stress adalah isotropik, merupakan suatu titik dimana tiga %enis stress utama +aksial, radial, tangensial adalah bernilai sama + a   r   t  ubinski menyatakan bahwa titik netral merupakan suatu titik yang membagi rangkaian ke dalam dua bagian yaitu berat dari bagian yang lebih atas, atas, yang tergantung tergantung pada ele$ato ele$atorr, serta serta berat berat dari dari bagian bagian yang lebih bawah yang besarnya adalah sama dengan gaya yang beker%a pada u%ung bawah drill string. #ika tidak terdapat fluida, titik netral adalah titik dengan stress aksial nol, sedangkan pada pipa yang tergantung bebas adalah terletak pada dasar dimana tiga stress utama berharga sama. umus untuk menghitung titik netral tanpa adanya fluida :

n

F W a

................................................................................................+)-1 /itik netral dengan adanya fluida

n

F W a   A s

......................................................................................+)-2

/itik netral dengan adanya differential pressure

n

F W a   i Ai   e Ae

.........................................................................+)-

/itik itik netr netral al tubin tubing g yang yang terk terkun unci ci packe packerr serta serta adany adanya a diff differ erent entia iall pressure terhadap packer pa cker..

n

A p   i   e  W a   i Ai   e Ae

.........................................................................+)-!

dimana 0 (aya eksternal, lbf F

W

0 "erat rata-rata di udara dari pipa per satuan pan %ang,

lbmin

2

 i

0 Densitas fluida di dalam tubing, lbmin

 e

0 Densitas fluida di annulus, lbmin

A Ai

0 uar area dinding tubing +in 0 uas bidang yang sesuai dengan D tubing, in2

Ae

0 uas bidang yang sesuai dengan 3D tubing, in2

A p

0 uas bidang yang sesuai dengan D packer, in2

pi

0 /ekanan /ekanan di dalam pipa pada u%ung bawah, ba wah, psi

p e

0 /ekanan /ekanan di luar pipa p ipa pada u%ung bawah, bawah , psi Vertical Well Drill String Design

Distribusi stress pada berbagai $ariasi kasus dihitung dengan bentuk persamaan-persamaan berikut : *ipa tergantung bebas tanpa adanya fluida  a



 xW a A s

.........................................................................................+)-4

 pi ' r i 2 2  pe ' r e 2   pi ' p e '   r e 2  r i 2         2 2   .............................+)-5 r 2 2 2  r e  r i   r e  r i   r d   pi ' r i 2 2  pe ' r e 2   pi ' pe '   r e 2  r i 2         2 2   ..............................+)-6 t 2 2 2  r e  r i   r e  r i   r d  *ipa tergantung bebas dengan adanya fluida  a



F a  F b  xW s A s

.............................................................................+)-7

*ipa terkunci oleh packer dan tergantung bebas  a



F a  xW s

....................................................................................+)-)

A s

dimana F b   LAs  gaya apung

F a  A p  Ai P i  A p  Ae P e dimana P e 0 /ekanan /ekanan di luar pipa pada kedalaman yang diinginkan, psi,

Pi 0

/ekanan di dalam diinginkan,psi,

pipa

pada

r d

0 #arak radius yang men%adi pengamatan, in,

r i

0 Diameter dalam pipa, in,

r e x

0 diameter luar pipa, in, 0 #arak dari u%ung bawah pipa, in, 

,  ,  t

a r serta tangensial +psi.

kedalaman

yang

bertur berturut ut-t -tur urut ut adal adalah ah stre stress ss aksial aksial,, radi radial al,, dan dan

9.3. Perhitungan Desain Drill String 8ntuk menghindari buckling atau buckling pada drill pipe, maka titik netral bending harus terletak pada drill collar. Dalam praktek penggunaan drill string dan kondisi pemboran yang normal, titik netral akan terletak pada drill collar dan bukan pada drill pipe. Desain drill string tergantung pada ukuran dan dan kedal kedalama aman, n, bera beratt lumpur lumpur,, safet safety y facto factorr tensi tension on dan danata atau u margi margin n of o$erpull yang diinginkan, pan%ang dan berat drill collar, serta ukuran dan kelas drill pipe yang diinginkan. 'eleksi dari suatu drill string yang tersedia Vertical Well Drill String Desig

3

adalah berdasarkan pada +1 tension, +2 collapse, + shock loading, dan +! torsi yang dibutuhkan. 9.3.1 ensi"n "erat total yang ditanggung top %oint drill pipe adalah :

P  Ldp  W dp  Ldc  W dc B F ...........................................................+)-19 dimana :

B F  1 

 m 65 .5

dimana: " adalah bouyancy factor +faktor penyangga. ;* telah menabelkan kekuatan dan sifat-sifat fisik drill pipe seperti pada /abel /abel ).1 sampai sampai 177. 8ntuk 8ntuk memberi memberikan kan safety safety factor factor tambah tambahan, an, maka biasanya hanya digunakan )9< yield strength dari tabel.

4

Vertical Well Drill String Design

abel 9.1. Data t"rsi"nal dan tensile drill #i#e baru23)

1 'i&e 3D

n

2 =on >eight /hds ? @oupli ng lb



)4

194

14



)4

194

14

2 7

!.74

!65

59

5557

746!

)6716

12)92

15)44

165961

2 67

5.54 5.74

5249 797

6)16 1927

7641 1115

11241 1!4!)

1721! 14)92

164962 1621!

1)499 1)925

2!7675 2!!52!

E

19.!9 ).49

1144! 1!1!5

1!54 16)17

15165 1)794

296)7 24!5

21!!! 1)!25!

26149 2!5957

99972 261)69

74729 !)565

1.9 14.49

17441 21975

2!)7 25697

24)62 2)429

)2 6)4!

26145) 22664

!)77 !977!7

791)6 !41574

!77724 479))4

11.74

1)!6!

2!557

2625!

494!

29644

2)22)9

2946

!1459

1!.99 14.69

2277 24719

2)!)7 25)2

259 51!

!1)17 !5!47

2744) 2!117

51!4! !19449

))492 !4654

415!5 47!1

1.64

24)96

2715

5269

!55

2699!

!29!

679!6

!75951

15.59 29.99

9796 5)91

)922 !56!1

!19 41551

44!4 55!21

9447 !1247

!17696 42229

!52671 46691

4)499! 6!22!!

22.72 15.24

!9)12 49!!

41721 !!7)

46265 !)952

65!1 596)

!612) 2796

4)5)9 !1444)

54)64 !4)92

)!729 4)941

1).49 24.59

!1156 42246

421!! 551)2

465 614)

6!199 )!952

)44)4 491!!

491976 561414

447 6!2291

612969 )4!2!)

1).29 21.)9 2!.69

!!96! 49619 4546!

44725 5!2 61559

5169 69))! 6)29!

!

!E

4

4E

 ! 4 5 /orsional DataA /orsional Bield 'trength, ft-lg

6 7 19 /ensile Data "ased on Minimum CaluesAA oad at the Minimum Bield 'trength,lb

6)2 62171 !61!2) 42194 55))24 )1267 !6115 44571 511)5 67579) 1917 !)6222 52)71! 5)5111 7)!)))  5 47 24.29 69479 7)!92 )7712 1269! !7)!5! 51))77 574249 77194 ! A "ased on the shear strength eFual to 46.6< of minimum yield strength and nominal wall thickness Minimum torsional yield strength calculated from Fuation +7.4! AA Minimum tensile strength 0 +minimum unit tensile yield strength +cross section area, in 2

Vertical Well Drill String Desig

5

abel 9.2. Data c"lla#se dan tekanan internal drill #i#e baru23) 1 'i&e 3D

n 2 7 2 67 E

!

!E

4

4E

5 47

2 =on >eight /hds ? @oupling lb !.74



! 4 5 @ollapse *ressure "ased on Minimum Calues, psi

6 7 ) 19 nternal *ressure at Minimum Bield 'trength, psi.

 119!9

)4 1)7!

194 14!45

14 1)94

 19499

)4 199

194 1!699

14 17)99

5.54 5.74

144)) 19!56

1)64) 12)!9

217) 1!929

2796) 169!

14!6! ))96

1)599 124!7

2155 175)

2674 1672

19.!9 ).49 1.9 14.49 11.74 1!.99 14.69 1.64 15.59 29.99 22.72 15.24 1).49 24.59 1).29 21.)9 2!.69 24.29

1549) 19991 1!11 1566! 771 114! 127)5 616 19)2 12)5! 1!714 5)7 ))52 1499 59) 7!1 19!5! !677

29)11 12966 16766 212!6 ))67 1!72 154 7!12 12654 15!21 17654 7197 12925 16199 5)!2 1991) 12) 421

2112 1944 1)647 2!7! 19697 147)5 17944 7)45 1724 171!) 296!1 7515 12))) 17)99 61 1964 1!91 4499

2)615 146!7 24!9! 91)! 12517 291!1 221 1927 1566 24 25556 )71 14562 2!99 79) 1256) 1692 595

15425 )424 1799 1577 74)6 19727 12!5) 6)9! )72) 124!2 1!47 6669 )49 1124 6244 7514 ))9 547

29) 12954 16!79 2127 1977) 1615 146)! 19912 12!49 14775 17!62 )7!2 1296 15524 )17) 19)12 124!! 7271

216 14 1)29 246 1295 1414) 16!45 11955 1651 16447 29!16 19767 19! 1764 19145 12951 1754 )14

2)6!6 161!4 2!7!9 997 14!6! 1)!)1 22!!! 1!227 165) 22464 25249 1)75 16194 2524 1947 14496 16725 11657

=3/: @alculations are based on formulas in ;* "ul 4@

6


abel 9.3. Data t"rsi"nal dan tensile drill #i#e lama $ %P& Premium 'lass23) 1 'i&e 3D

n 2 7 2 67 E

!

!E

4

4E


 ! 4 5 /orsional Bield 'trength "ased on 8niform >ear, ft-lb

 624

)4 !61)

194 4214

14 5694

 657)

)4 )6)7

194 196549

14 17!96

5.54 5.74

!711 52

59) 7929

564 7754

754) 11)6

196515 195)!5

151 14!54

149552 1!)624

1)69) 1)249

19.!9 ).49 1.9 14.49 11.74 1!.99 14.69 1.64 15.59 29.99 22.72 15.24 1).49 24.59 1).29 21.)9 2!.69 24.29

7747 119)! 1!51 151!5 1419 171)5 29956 29!9 2!1) 2757 1476 26596 2274 !94!! !65! )75 !!29 44655

11229 1!942 171)1 29!42 1))2 29!7 24!17 247!! 9465 52 !9919 !)5) !97)4 4145 !!94 49!)! 451) 6956

12!91 1441 29195 22594 21! 24!6! 279)! 2745! 6)4 !9146 !!222 7549 !41)) 45652 !7569 4479) 529!7 67962

14)!4 1))57 24749 2)95 26446 2642 5129 5624 !!49 4159 45745 !)5) 4711 62)6) 52464 6164! 6)665 1996)

15544 142)6) 212149 249529 172915 22!172 24741 21247 259154 22)15 56455 24)144 1144 !1!5)9 2)!259 !!679 )1274 76!55

219)!4 1)66! 25762 16!42 2944! 27)5 214!! 269126 2)4!2 !9)925 !5447! 2725 )!512 42426! 6269 !5621 !)4526 !)96)9

21!) 21!161 2)6919 49757 24!72 174! 44)1 2)7451 5!21 !42972 41!4) 52716 !5149 479455 !11)54 !725)2 4!66)) 4!2!42

2))65! 2645 71769 !41114 2659 !9426 !45)1 775! !572)6 4712!7 551529 !55!6) 45965! 6!5!! 52959! 42)55) 69!1 5)6!7

1,2

6 7 ) 19 /ensile Data "ased on 8niform >ear oad at the Minimum Bield 'trength,lb

2

5 47 1 Based "n the shear strength e(ual t" *.*+ ", minimum -ield strength 2 "rsi"nal data based "n 2+ uni,"rm /ear "n "utside diameter and tensile data based "n 2+ uni,"rm /ear "n "utside diameter


7

abel 9.0. Data c"lla#se dan tekanan internal drill #i#e lama $ %P& Premium 'lass

1 'i&e 3D

n 2 7 2 67 E

!

!E

4

4E




 7422

)4 19151

194 19)12

14 127)1

 )599

)4 12159

194 1!!9

14 16279

5.54 5.74

167 65!9

15)!4 )916

1762) )5

2!979 11175

1!1!6 )946

16)29 11!6

1)795 12579

24!54 159

19.!9 ).49 1.9 14.49 11.74 1!.99 14.69 1.64 15.59 29.99 22.72 15.24 1).49 24.59 1).29 21.)9 2!.69 24.29

1!22 696! 12914 1!!62 469! )912 19)1! !575 6424 19)64 12544 !!)9 69!1 11!47 65 469 654 2)1

17915 727! 14217 171 5497 196)4 1724 41)9 7757 1)91 1599 !)4 72!1 1!41! !19 54!2 )911 242

1))12 771 15729 29259 5726 11522 141)9 442 )!56 1449 16617 4956 7654 159!2 !5 5754 )525 4

24592 199) 21525 259!) 6!!4 175 174) 4)97 19)5! 17795 22679 4551 1992) 29419 !61! 6!)5 11166 !2)

14119 769) 12516 14)! 6759 ))99 11!99 6226 7)76 11!56 1 619! 7577 12999 55 6765 )944 4)66

1)1) 1191 14)72 1)!)) ))45 124!9 1!!!9 )14! 117 1!42! 1577) 7))7 11994 14299 7!91 ))66 11!5) 6461

2114 121)2 1655! 21442 1199! 1759 14)59 19116 12471 1594 17556 ))!5 1215 15799 )275 11926 12565 757

261)6 14564 22611 26619 1!1!7 16729 29429 1997 15165 295!9 2!999 12676 1457 21599 11)) 1!166 152)7 1964)

1

! 4 5 @ollapse *ressure "ased on Minimum Calues,psi

23)

1

6 7 ) 19 Minimum nternal Bield *ressure ;t minimum Bield 'trength, psi.

5 47 1 Data are Based "n minimum /all ", + n"minal /all. '"lla#se #ressure are based based "n uni,"rm D /ear. &nternal #ressures are based "n uni,"rm /ear and n"minal D !"te  'alculati"n ,"r Premium 'lass drill #i#e are based ", ,"rmulas in %P& Bul '3

8


abel 9.. Data t"rsi"nal dan tensile drill #i#e lama $ %P& 'lass 2 23) 1 'i&e 3D

n 2 7 2 67 E

!

!E

4

4E

5 47


 ! 4 5 /orsional Bield 'trength "ased on 8niform >ear, ft-lb

1,2

6 7 ) 19 /ensile Data "ased on 8niform >ear oad at the Minimum Bield 'trength,lb 2

 22!

)4 !97

194 !41

14 4792

 55575

)4 7!!5)

194 )59

14 12994

5.54 5.74

!19 4!7!

422 5)!5

4672 6566

6!! )761

)2761 )2791

11655 1164!)

1991) 12))22

156156 1569!

19.!9 ).49 1.9 14.49 11.74 1!.99 14.69 1.64 15.59 29.99 22.72 15.24 1).49 24.59 1).29 21.)9 2!.69 24.29

64)1 )512 1254 1727 1271 1467 1614 166614 29)97 2!6!6 26151 2)6! 26)65 !)!6 9297 !472 77 !7!)6

)514 12165 1455 16414 1572 1))4 21)2 22!) 25!7 1!5 !!9! 957 4!5 !!256 725 !79! !751) 51!9

19526 1!46 1612 1)4) 174)! 229! 2!2!1 2!791 2)261 !5!4 7925 45! )155 !7)25 !22)1 !7!1! 466 567)5

155 1692 22247 2!7)9 2)96 272) 1155 1776 65! !!4!! !77)9 !14! 4945 52)94 4!6! 522!6 5)9)9 762)4

1!446 126) 17)7 214)56 14712 1)!5 21)67 1747) 224661 26)492 16!)6 22415 269!2 4761 244)4! 2))4 )4 625

1717) 15729! 229! 26447 29991 2!51) 2674 2!726 274)66 4!94 !9215 274!99 !24!7 !4!)2 2!297 6)!9) !9965 !26155

299)79 174)19 245646 924! 22174 262197 965 24)4!4 15979 )192 !!!!)5 14!!2 76594 49222 474 !1)!5 !64!6 !6211

247!9 2)926 9115 776!1 27!57 !)742 )4427 691 !9577 4919 461!)4 !94457 !75667 5!4614 !59616 4)159 511159 596925

1 Based "n the shear strength e(ual *.*+ ", minimum -ield strength 2 ensi"nal data based "n 3 + uni,"rm /ear "n "utside diameter and tensile data based "n 3+ uni,"rm /ear "n "utside diameter


9

abel 9.4. Data c"lla#se dan tekanan internal drill #i#e lama $ %P& 'lass 2

1 'i&e 3D

n 2 7 2 67 E

!

!E

4

4E




 5742

)4 6))5

194 7!)1

14 )55!

 7!99

)4 195!9

194 11659

14 14129

5.54 5.74

1217 5944

1464 5)5

15)) 64

217!) 712

126) 6)24

14579 199)

161 119)4

22272 1!54

19.!9 ).49 1.9 14.49 11.74 1!.99 14.69 1.64 15.59 29.99 22.72 15.24 1).49 24.59 1).29 21.)9 2!.69 24.29

12)7 44!! 19747 116! !11 62)4 )41 )6 4)41 )51 11!47 264 441! 197 274 !! 5949 2226

1577 591 164 15575 !692 7469 11!57 7!4 5727 114)7 1!41! 5)5 5252 125!9 127 !6 5)46 2!

1711 54)5 149!2 17!! !765 )1! 126! !915 6174 12429 159!2 749 5442 1574 214 !7)) 62) 2!5

2277 616 17)5 2612 4!5 19429 1!7!9 !276 6)2 149 29419 !954 696) 15476 254 4!54 7114 2!5

1221 6529 119!9 1!69 5767 755 ))64 52 675 199 11556 5215 6592 19499 479! 57)2 6)2 429

156!5 )542 1)7! 16952 7612 19)6 1254 7919 ))59 1269) 1!66) 676! )52) 199 641 769 1994 5524

1794) 19557 14!45 17747 )52) 12127 1)54 774 1199) 1!9!6 15 7692 195! 1!699 7124 )5!) 119)2 622

26)7 1615 1)762 2!2!5 1279 144) 16)44 1172 1!14! 17959 21999 1117) 157! 17)99 19!!6 12!94 1!251 )!1!

1

! 4 5 @ollapse *ressure "ased on Minimum Calues, psi

23)

6 7 ) 19 Minimum nternal Bield *ressure ;t Minimum Bield 'trength, psi.

5 47 1 Data are Based "n minimum /all ", *+ n"minal /all. '"lla#se #ressure are based based "n uni,"rm D /ear. &nternal #ressures are based "n uni,"rm /ear and n"minal D !"te  'alculati"n ,"r Premium 'lass drill #i#e are based ", ,"rmulas in %P& Bul '3

10


abel 9.*. Data t"rsi"nal dan tensile drill #i#e lama $ %P& 'lass 3

1 'i&e 3D

n 2 7

=on >eight /hds ? @oupling lb !.74

2  ! 4 /orsional Bield 'trength "a sed on centic >ear, ft-lb

1,2

D 1)69

 25)9

)4 !99

14 !79

5 6 7 ) 19 2 /ensile data "ased on 8niform >ear oad ;t Minimu Bield 'trength, lb

14 195!5 9 5.54 2599 4!9 !!79 !)59 569 59169 72949 19) 11!76 1!65) 9 9 9 2 67 5.74 !9 !449 4669 579 7299 72479 19!59 11451 1!75! 9 9 9 19.!9 !799 5449 72)9 )169 11679 )27!9 12559 1595 1662! 22677 9 9 9 9 E ).49 47!9 6)69 199)9 11149 1!!9 11794 1!)4 15426 212!) 9 9 9 9 1.9 6699 19!)9 12)9 1!5)9 177)9 117)5 15426 294!7 22612 2)299 4 9 9 9 9 14.49 7659 11)49 141!9 1569 21419 1)69 1)949 2!19 25569 !2)9 9 9 9 9 9 ! 11.74 799 19)49 1779 14!9 1)629 1!95 1671 1)577 241 9 9 9 9 1!.99 )59 11!9 155!9 17)9 2549 12544 16247 21759 2!159 195! 4 9 9 9 9 14.69 195)9 1!479 17!69 29!29 25249 1!99 1)499 2!699 2699 !419 9 9 9 9 99 !E 1.64 19579 1!459 17!!9 2979 25219 15! 29714 2995 2)46) 9 9 9 9 15.59 1269 1659 21))9 2!99 12!9 1!579 29917 2445 2792! 592 9 9 9 9 9 29.99 142)9 2974 25!19 2)1)9 649 17155 2!662 167 !572 !!4)9 4 9 9 9 9 15.24 1!!!9 1)5)9 2!)!9 26469 4!!9 29917 2445 27924 592 9 9 9 9 4 1).49 16999 2179 2)69 2!59 !169 16522 2!99 9!7 5!2 !24! 9 9 9 9 9 24.59 21569 2)449 6!29 !159 4179 2276 1644 !922 !!!46 4614) 9 9 9 9 9 4E 21.)9 29)29 2749 519 ))!9 4149 255!7 64! 696 !6)55 9 9 9 9 2!.69 279 1779 !979 !!59 4679 22194 91!2 7179 !2299 4!245 9 9 9 9 9 1 he t"rsi"nal -ield strength is based "n a shear strength ", *.*+ ", the minimum -ield strength. 5,"ll"/ing the ma6imum shear strain e7erg- the"r- ", -ielding. 2. "rsi"nal data based "n 0+ eccentric /ear "n "utside diameter. ensile data based "n 3* 8 + uni,"rm /ear "n "utside diameter


194 659

23)

D

 4)1!9

)4 6!)19

194 72799

11

abel 9.. Data c"lla#se dan tekanan internal drill #i#e lama $ %P& 'lass 3

1 'i&e 3D

n 2 7 2 67 E

!

!E

4

4E

2  ! 4 @ollapse *ressure "ased on Minimum Calues, psi

5

1

23)

6 7 ) 19 nternal *ressure ;t Minimum Bield 'trength, psi.

1

=on >eight /hds ? @ouplin g lb !.74

D 529

 !259

)4 !4)9

194 !719

14 449

D

 5599

)4 759

194 )2!9

14 11779

5.54 5.74

6!99 1!9

1999 599

12949 !919

19!9 !1)9

14659 !49

619

)69 529

1229 67)9

1529 7629

16419 11219

19.!9 ).49 1.9 14.49 11.74 1!.99 14.69 1.64 15.59 29.99 15.24 1).49 24.59 1).29 21.)9 2!.69 24.29

6)29 27!9 529 7969 2219 779 4229 1749 979 4279 1679 2729 4659 1429 2229 1!9 1159

19799 29 79!9 11919 2469 !59 5!)9 29)9 429 5479 1))9 219 6249 15!9 2479 599 1169

1579 549 )!79 1)49 27)9 4969 6!79 2169 2)9 64)9 2949 59 7!59 15!9 2719 !999 1169

1!779 6)9 19159 14!19 27!9 429 6)29 2169 !119 79!9 2949 669 )929 15!9 2759 !1)9 1169

1729 !999 1199 17)59 2749 4719 7)!9 2169 !!29 )199 2949 )59 19!19 15!9 2769 !429 1169

6529

19)9 4))9 7569 19479 4!99 5719 67!9 !)69 5179 6779 !779 4)69 7249 4199 4!29 529 !119

1159 6479 19))9 1!19 57!9 7529 ))9 52)9 679 )))9 51)9 6469 19!49 5!59 5759 67)9 4219

1!4!9 779 121!9 1!729 6459 )49 19)69 5)59 7549 119!9 57!9 759 11449 61!9 6479 7629 4649

17699 19679 14519 1)949 )629 12249 1!119 7)!9 11129 1!1)9 76)9 19649 1!749 )179 )649 11219 6!99

559 6659 !))9 4649 !429 4679 !79 5949 )69 !469 919

5 47 1 Data area based "n minimum /all ", + n"minal /all. '"lla#se #ressures are based "n uni,"rm D /ear. &nternal Pressures are based "n uni,"rm /ear and n"minal D

12


abel 9.9. Drill '"llar /eight 5lb,t) 23) 1 Drill @ollar 3D in

2



!

Drill @ollar weight +lbft +courtesy of ;* 4 5 6 7 ) 19

11

12

1

1!



G

E

H

!

5! 62 79 7) )7 196 115 125 15 1!6 147 15) 1)2 215 22) 2! 2)) 51

59 57 65 74 ) 19 112 122 12 1! 14! 154 177 212 224 2) 2)4 46

62 79 7) )7 197 116 127 17 1!) 159 17! 29) 221 24 2)1 42

) 19 11 12 1 1!! 144 16) 295 215 29 275 !6

7! ) 192 112 122 1 149 16! 1)7 211 224 271 !2

Drill @ollar D +in 1

1 G 17 29 22 2! 2)  ) !1 !! 49

2 67   17 G E H ! ! 17 !G !E !H 4 4G 4E 4H 5 5G 5E 5H 6 6G 6E 6H 7 7G 7E ) )E )H 19 11 12

1) 21 22 25 9 4 !9 ! !5 41

P a 

0.9 

1E

1H

2

2G

2E

2 1 15

15 17 29 22 26 2 6 ) !2 !7 4! 51 57 64 72 )9 )7 196 115 124 1! 1!! 14! 154 165 176 219 2! 2!7 251 16 6)

4 6 !9 !5 42 4) 54 6 79 77 )5 194 11! 12 12 1!2 142 15 16! 174 297 22 2!4 24) 14 66

2 4 7 ! 49 45 5 69 67 74 )! 192 111 129 19 1) 149 159 161 172 295 29 2! 246 1 6!

2) 2 4 !1 !6 4 59 56 64 7 )1 )) 197 116 126 16 1!6 146 157 16) 29 226 2!9 24! 19 61

!! 49 46 5! 62 6) 77 )5 194 11! 12! 1 1!! 14! 154 165 299 22! 26 241 96 57

59 56 64 7 )1 199 119 11) 12) 1) 149 159 162 1)4 229 22 2!5 92 5!

P t .........................................................................................+)-11

dimana: P a 0 Bield strength teoritik, lbft P t

0 Bield strength drill pipe, lbft. *erbedaan antara *a dan * merupakan margin of o$erpull +M3*. =ilai M3* ber$ariasi antara 49999 sampai 199999 lb. MOP  P a  P .................................................................................... +)-12 *erbandingan dari persamaan +7-19 dan persamaan +7-11 memberikan :

SF 

P a P



 L

P t  0.9

dp  W dp  Ldc  W dc  B F


...............................................+)-1

13

Maka pan%ang dari drill pipe adalah

Ldp  atau

L dp 

P t  0.9 W  dc Ldc ........................................................+)-1! SF  W dp  B F W dp

P t  0.9  MOP W dc  L dc ......................................................+7-14 W dp  B F W dp

'uatu tapered string pertama kali didesain dengan menggunakan drill pipe dengan grade paling kecil yang tersedia dan selan%utnya menentukan pan%ang maksimumnya yang dapat digunakan pada bagian terbawah. Kemudian digunakan drill pipe dengan grade lebih besar dan ditentukan pan%ang maksimumnya yang dapat digunakan. 9.3.2 '"lla#se @ollapse pressure didefinisikan sebagai tekanan eksternal yang diperlukan untuk menyebabkan yielding pada drill pipe atau casing. @ollapse pressure ter%adi karena adanya perbedaan tekanan di dalam dan luar drill pipe. 'uatu contoh khusus adalah ketika drill pipe tidak penuh berisi fluida selama dilakukan drill stem testing +D'/ dengan tu%uan untuk mengurangi tekanan hidrostatik terhadap formasi. "erbagai macam differential pressure yang dapat menyebabkan collapse pada berbagai kondisi. *ada drill pipe ketika membuka D'/ tool :

 P 

L  1 19.251



 L  Y   2 19.251

..................................................................+)-15

Ketika drill pipe tidak berisi fluida, B 0 9,  2 0 9 :

 P 

L  1 19.251

......................................................................................+)-16

Ketika densitas fluida di dalam dan luar casing sama, yaitu r1 0 r2 0 r , maka :

 P 

Y P 19.251

......................................................................................+)-17

dimana

Y

L

0 /inggi kolom fluida di dalam drill pipe, ft 0 Kedalam total sumur, ft

 1

0 Densitas fluida di luar drill pipe, ppg

 2

0 Densitas fluida di dalam drill pipe, ppg D* 0 @olapse *ressure +psi 'uatu safety factor untuk collapse dapat ditentukan dengan Collapse SF  ....................................................................+)-1) Collapse Pr essure 'ecara normal drill pipe mengalami beban biaksial oleh adanya kombinasi beban tension dan collapse. Ketika dikenakan beban biaksial, drill pipe mengalami peregangan yang mengakibatkan berkurangnya ketahanan

14


terhadap collapse. Koreksi ketahanan drill pipe terhadap collapse dapat dilakukan dengan langkah berikut : 1. Iitung tension atau compression pada dril pipe dimana tekanan collapse atau burst beker%a

 T   2. Iitung nilai dari   A p Ym  100   . Masukkan nilai di atas pada sumbu hori&ontal dari +gambar ).2 !. "uat garis $ertikal sampai ke kur$a ellips 4. "uat garis horisontal sampai ke sumbu $ertikal 5. ihat dan catat nilai

 P ca     100 P  co 

6. Iitung ketahanan pipa terhadap tekanan yang sudah terkoreksi tersebut dengan rumus

 P  P ca  P co   ca   P co  *ersamaan berikut dapat %uga digunakan untuk menghitung tekanan collapse terkoreksi./elah terbukti bahwa prosedur berikut memberikan hasil yang memuaskan.

  T    A p   P ca  P co 1  0.75  Ym        

2

    

1 2

 A p    ....................................+)-29 Ym   

T

 0.5

9.3.3. Sh"ck l"ading Ketika suatu drill pipe yang sedang bergerak tiba-tiba dihentikan dengan pemasangan slip, maka ter%adilah shock loading. (aya tensile tambahan yang dihasilkan oleh shock loading ini adalah Fs  3200  W dp .................................................................................+)-21 dimana W dp 0 "erat drill pipe per satuan pan%ang, lbft


15

Gambar 9.2. :ur7a elli#s -ield stress biaksial atau diagram maksimum shear$strain energ-23) 9.3.0 "rsi Dua persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung maksimum torsi yang dapat diberikan sebelum yield strength torsional minimum dari drill pipe terlampaui. Bield strength torsional %ika hanya terdapat torsi: 0 .096167  J  Yn Q ..................................................................... +)-22 d o dimana: Q

Y

0Bield 'trength torsional minimum+lb-ft 0'atuan yield strength minimum+lb-ft

d o

0Diameter luar drill pipe +in

J

0Momen inersia polar 0



/ 32

4

d o  d i

4

d i

0Diameter dalam drill pipe+in 'elama operasi pemboran yang normal, drill pipe dikenai baik oleh torsi dan tension. Maka *ersamaan +19-22 men%adi:

Q

0.096167

d o

J Ym  2

P 2 A 2

.............................................................+)-2

dimana : Q 0 Bield strength torsional minimum dalam kondisi tension +lb-ft, P 0 /otal beban tension +lb, A 0 uas penampang dinding casing +in2 9.3.. Pemilihan Berat Drill '"llar 16


*ersamaan untuk menentukan berat maksimum yang dii%inkan pada pahat oleh drill collar, pada sumur miring dan $ertikal, tanpa ter%adinya buckling pada drill pipe adalah

BW  1  F  K b cos  W dc L dc .........................................................+)-2! dimana D"> 0 berat maksimum yang dii%inkan pada pahat tanpa ter%adinya buckling pada drill pipe +lb,  0 konstanta friksi longitudinal antara drill string dengan dinding sumur, 0 inklinasi dari arah $ertikal sumur, dan 

Ldc

0 pan%ang drill collar.

9.3.4. Peregangan Drill Pi#e *eregangan atau perpan%angan drill pipe yang timbul dari suatu gaya tarik umumnya dihitung untuk digunakan sebagai salah satu parameter desain. "esarnya peregangan tersebut ter%adi ketika suatu gaya tarik yang besarnya bergantung pada besarnya tarikan tersebut, pan%ang drill pipe, elastisitas material, dan luas penampang dinding drill pipe. *eregangan drill pipe ter%adi oleh beban yang ditanggungnya dan dari berat drill pipe itu sendiri. *ersamaan-persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung perpan%angan drill pipe dalam satuan in. *eregangan oleh berat yang ditanggung: PL e1  .............................................................................+)-24 735444  W dp *eregangan oleh berat drill pipe itu sendiri:

e2 

L2 9.625  10

7

 65 .44  1.44  m  ..................................................+)-25

dimana 0 *an%ang +ft, L P 0 "eban +lb, W dp 0 "erat drill pipe +lbft,  m

0 Densitas lumpur +ppg

9.3.* :ece#atan Putar :ritik Kecepatan putar kritik drill string mengakibatkan melengkungnya drill pipe, keausan yang berlebihan, fatigue failure, dan lain-lain. Kecepatan kritik ber$ariasi terhadap pan%ang dan ukuran drill string, drill collar , dan ukuran lubang. *ersamaan untuk menentukan kecepatan putar kritik sampai ter%adinya $ibrasi longitudinal:

258000

! 

L

........................................................................................+)-26

dimana L 0 *an%ang total drill string +ft Vertical Well Drill String Desig

17

Cibrasi sekunder dan $ibrasi harmonik yang lebih tinggi ter%adi pada kecepatan putar yang besarnya !, ), 15, 24, 5, ..... kali lipat dari persamaan di atas 1 4760000 2 2 !  d o  d i 2 ..................................................................+)-27 2

"





dimana l 0 *an%ang satu %oint drill pipe +in, d o 0 Diameter luar drill pipe +in,

d i 0 Diameter dalam drill pipe +in 9.0. %nalisa Vertikal Drillstring Desain 9.0.1. %nalisa Vertikal Drillstring Desain *ada bagian ini akan diberikan lima macam analisa : 9.0.1.1. Weight n Bit :ritis *ersamaan 8"='K yang dimodifikasi oleh M/@I digunakan untuk menghitung berat bit yang akan menyebabkan buckling pada drill collar tahap pertama dan kedua.*ersamaannya adalah sebagai berikut :

  3.7570476 B

!  d )(   d ) (   d ) !

C $1  1.94 70476 B # (   d )(   d ) (   d ) C $2

2

2

2

2

#

( 

2

3

3

2

3

3

1

1

3

......................+)-2)

3

......................+)-9

Dimana: C $1 0 >3" yang diperlukan untuk membuat buckling tahap pertama C $ 2 0 >3" yang diperlukan untuk membuat bucklingtahap kedua B # 0 "ouyancy factor, dimensionless

 0 Diameter luar drill collar, in d 0 Diameter dalam drill collar, in 9.0.1.2. :ece#atan Putar :ritis *ersamaan D;=( untuk kecepatan putar kritis tanpa shock-sub di lubang adalah sebagai berikut :

! cr 

84240

L

 i  ................................................................................... +)-1

dimana : ! cr 0 Kecepatan putar, rpm

L i

0 *an%ang total "I; termasuk I>D*, ft 0 Mode $ibrasi alam +pertama, kedua dan seterusnya

9.0.1.3. ;akt"r Stickiness Drill String 18


*ersamaan 3C untuk menentukan faktor stickiness drill string adalah sebagai berikut :

SF 

 A  10   O%  5000  M $  2  2  FL0.5  B%A  800  1  10

11

.............+)-2

dimana : 0 aktor stickiness drill string, dimensionless SF 0 Kemiringan maksimum lubang, dera%at A O% 0 *an%ang lubang sumur, ft M $ 0 Densitas lumpur, ppg

FL

0 ;* fluid loss, cc9 min 0 *an%ang "I;, ft

B%A

9.0.1.0. Diameter inimum *ersamaan 8"='K dan >33D' untuk menghitung diameter lubang efektif minimum +MID, adalah sebagai berikut :

M'% 

u&uranbit  Omin 2

.............................................................+)-

9.0.1.. Berat di ?dara dan Berat %#ung B@% "erat drill string, berat apung drill string dan berat drill string dengan inklinasi dihitung dengan persamaan-persamaan berikut ini :



2

2



$  2.67 o  i ........................................................................+)-!

 M $ B$  $ 1    



 .................................................................+)-4  65450  

" $  B $  cos A .....................................................................................+)-5 dimana : o 0 Diameter luar anggota drill string, in

i 0 Diameter dalam anggota drill string, in M $ 0 Densitas lumpur, ppg

A 0 Kemiringan rata-rata lubang, dera%at  $

0 "erat drill string, lb

B $

0 "erat apung drill string, lb

" $ 0 "erat drill string dengan inklinasi, lb nput data untuk analisa drill string adalah : a. Kedalaman terukur total b. Densitas lumpur c. ;* fluid loss d. 'afety actor e. Diameter bit f. nklinasi lubang maksimum g. Kedalaman terukur casing shoe terdalam


19

h. D, 3D, dan pan%ang total drill pipe i. D, 3D, dan pan%ang total I>D* %. D, 3D, dan pan%ang total drill collar 3utput yang diperoleh yaitu : a. actor 'tickiness drill string b. Diameter lubang efektif minimum c. >3" kritis tingkat pertama d. >3" kritis tingkat kedua e. Kecepatan putar tanpa shock sub mode pertama f. Kecepatan putar tanpa shock sub mode kedua g. Kecepatan putar tanpa shock sub mode ketiga h. "erat "I; di udara i. "erat apung "I; %. "erat apung "I; dengan inklinasi diperhitungkan. 9.. '"nt"h S"al 1. ubang 1499 feet akan dibor menggunakan rig yang menggunakan drill pipe baru 4 inch (rade  dan J)4, dimana beratnya 1).4 lbft dan diameter dalam !.265 inch. "erat lumpur pada kedalaman tersebut adalah 12.4 ppg."ila pan%ang drill collar )7! feet dengan berat 1466! lbs, Margin of 3$erpull +M3* dipakai 4999 lbs dan 'afety actor )9 <, tentukan: a. *an%ang maksimum drill pipe (rade  yang dapat digunakan b. "erat total drill collar dan drill pipe (rade  c. *an%ang maksimum drill pipe (rade J)4 yang dapat digunakan d. *an%ang drill pipe (rade J)4 yang dipakai dalam kasus ini e. "erat total pipa di *ermukaan +D@ L D*- L D* - J)4 f. M3* yang masih tersedia pada drill pipe J)4 g. /orsional strength maksimum pada drill pipe (rade  yang digunakan h. /orsional strength maksimum pada drill pipe (rade J)4 yang digunakan +Keterangan : drill pipe dengan (rade yang lebih tinggi dipasang pada bagian atas dan (rade yang lebih rendah dipasang di bagian bawah, persis diatas drill collar. 2. ubang 1499 ft akan dibor dengan menggunakan rig yang menggunakan pipa premium ! inch (rade  +1! lbft, pipa baru J)4 +1! lbft, pipa J194 +14,6 lbft."erat lumpur pada kedalaman tersebut adalah 19 ppg."ila pan%ang Drill @ollar )99 ft dengan berat diudara 45 lbft, Margin of 3$erpull +M3* dipakai 64999 lb dan safety factor 79<.Keterangan: 1. *ipa dengan grade yang lebih tinggi dipasang pada bagian atas dan yang lebih rendah (rade-nya dipasang di bagian bawah, persis di atas drill collar. 2. M3* tidak boleh terlampaui "erapakah pan%ang masingmasing drill pipe yang dapat dipakai dan paling ekonomis. 9.4. Drill String &s#ecti"n >eth"d 20


9.4.1 >et"da &ns#eksi ;da berbagai macam metode yang dilakukan dalam dunia perminyakan untuk menginspeksi  memeriksa drill string yang tu%uan utamanya mengurangi kegagalan +failure pada drill string. *ada "ab ini akan diperlihatkan secara singkat %enis-%enis metode inspeksi yang paling sering di industri migas saat ini. 9.4.1.1. Visual ube 1*rosedur pemeriksaan yang dilakukan secara $isual terhadap permukaan bagian luar dan bagian dalam dari drill pipe tube untuk menentukan kondisinya secara umum. 'ebelum dilakukan pemeriksaan maka permukaan tube harus bersih sehingga permukaan logam dapat dilihat langsung dan tidak ada partikel di permukaan tersebut yang lebih besar dari 17 inch sehingga dapat dilepaskan dengan %ari tangan. 'tandar penerimaan +acceptance pada pemeriksaaan ini adalah permukaan pipa yang diperiksa harus benar-benar mulus, tidak ada pitting, lekukan ataupun cacat lainnya. 9.4.1.2. D Gage ube Merupakan pemeriksaan terhadap diameter luar +3D pipa dengan menggunakan peralatan mekanis. ;lat ukur yang digunakan dapat merupakan alat ukur langsung atau gono-go gauge type yang mampu mengukur diameter terkecil dan terbesar yang diperbolehkan untuk diameter luar tube. *engukuran dilakukan secara mekanis dari upset ke upset dengan menyeret pengukur sepan%ang pan%ang pipa ketika pipa berputar. *ipa tersebut sedikitnya harus berputar satu kali untuk setiap 4 feet pemeriksaaan. *ipa yang ternyata 3D-nya tidak sesuai dari standar yang ada harus ditolak. 9.4.1.3. ?ltras"nic Wall hickness *engukuran dengan menggunakan gelombang ultrasonic terhadap drill pipe untuk mengukur ketebalan dinding pipa pada bagian didekat titik tengah pipa dan pada bagian dimana keausan kemungkinan besar dapat ter%adi. nstrumen ultrasonic harus memiliki tipe pulsa echo dengan display digital atau analog. /ransducer harus memiliki elemen transmisi dan penerima yang terpisah. *engukuran harus diambil dalam 1 foot pada setiap bagian tengah pipa. *engukuran tambahan dapat dilakukan dengan cara yang sama pada area yang dipilih oleh inspektor. *engukuran ketebalan harus dilakukan disekeliling lingkar pipa dengan peningkatan maksimum 1 inch. 9.4.1.0.m#i Sli#u#set *emeriksaaan terhadap permukaan bagian luar slip dan upset dari drill pipe yang telah terpakai untuk mengetahui ketidaksempurnaan secara trans$erse dan -D, dengan menggunakan teknik dry magnetic dengan Vertical Well Drill String Desig

21

medan ;@ aktif. *emeriksaan ini meliputi 5 inch pertama dari pin tool %oint shoulder dan !7 inch pertama dari bo shoulder. "agian tersebut harus diperiksa menggunakan medan longitudinal ;@aktif dan bubuk besi kering. Medan listrik tersebut harus dialirkan secara kontinu pada saat melakukan pemeriksaan. Daerah yang memberikan indikasi meragukan harus dibersihkan dan diperiksa ulang. Ketidaksempurnaan pada drill pipe + seperti: retak  harus tidak melebihi batasan spesifikasi yang diberikan pada /abel-).19 dan /abel-).11 . abel$9.1.:lasi,ikasi Drill Pi#e ubes Dan ""l A"int ang elah er#akai

abel$9.11.:riteria Dimensi ang Da#at Diterima ?ntuk Drill Pi#e ang elah er#akai

9.4.1.. ?t Sli#u#set *enggunaan shear wa$e ultrasonic untuk memeriksa daerah slip dan upset pada drill pipe dan I>D* yang telah digunakan. Metode ini digunakan untuk mendeteksi ketidaksempurnaan secara trans$erse dan  dimensi pada 22


bagian dalam dan luar pipa. *emeriksaan ini meliputi tool %oint tapers ke 5 inch dari pin tool %oint shoulder dan !7 in dari bo shoulder. 9.4.1.4. Visual '"nnecti"n *emeriksaan secara $isual terhadap sambungan, shoulders dan tool %oint untuk pemeriksaan profil dari thread dan p engukuran bo swell. Ial yang die$aluasi pada pemeriksaan dengan metode ini adalah penanganan kerusakan, indikasi kerusakan torsional, galling, washout, korosi, penandaan beratgrade pada tool %oint dan pin flat. 9.4.1.*. Dimensi"nal 1 *emeriksaan dengan metode ini meliputi pengukuran 3D, D tool %oint, lebar bo shoulder, tong space dan bo swell. *eralatan yang digunakan adalah se%enis mistar ba%a 12-inch yang dilengkapi dengan metal straightedge serta D dan 3D caliper. Ial yang die$aluasi pada pemeriksaan metode ini adalah kapasitas torsional pin dan bo, torsional matching tool %oint dan tube, shoulder yang sesuai untuk mendukung make-up stresses. 9.4.1.. Dimensi"nal 2 *emeriksaan dengan metode ini meliputi bagian yang sama dengan Ndimensional 1N , dan ditambah dengan pengukuran kedalaman counterbore, pin lead, diameter be$el, lebar bo seal dan kedataran shoulder. "agianbagian tersebut digambarkan pada (ambar.).1.

Gambar$9.3. ""l A"int Dimensi"ns. Ial-hal yang akan die$aluasi dalam pemeriksaan ini adalah sama dengan Ndimensional 1N ditambah bukti kerusakan torsioanl, ikatan potensial bo thread dengan pin flat, lebar shoulder yang berlebihan, daerah seal yang cukup untuk menghindari galling, dan shoulder yang tidak datar. 9.4.1.9. Dimensi"nal 3 Vertical Well Drill String Desig

23

Merupakan pemeriksaan dimensi yang meliputi, rotary shouldered connections yang telah digunakan pada drill collars, komponen "I; dan I>D*. #uga termasuk pengukuran sambungan 3D dan D, pin lead, bo counterbore, diameter be$el, tong space, bentuk relief stress, dan diameter tengah upset pada I>D*, pemeriksaan profil thread +ulir, kondisi shoulder, dan pemeriksaan $isual crakcks dan bo swell. Dimensi-dimensi tersebut digambarkan pada (ambar-)., ).!, dan ).4. Ial yang akan die$aluasi pada pemeriksaan dengan metode ini adalah kapasitas torsional I>D* pin dan bo, bukti kerusakan torsional, lebar shoulder yang berlebihan, dimensi yang sesuai untuk bentuk profil stress untuk mengurangi tekanan lekuk pada sambungan, keausan pada I>D* center upset.

Gambar$9.0. Dimensi Sambungan B@%

24


Gambar$9.. @WDP 'enter ?#set

9.4.1.1. Blacklight '"nnecti"n *emeriksaan sambungan ferromagnetic I>D* dan "I; untuk mengetahui ketidaksempurnaan permukaan melintang +trans$erse surface flaws dengan menggunakan partikel magnetik yang berpendar dan basah +blacklight techniFue. *eralatan yang digunakan menggunakan: particle bath mediums, medium dasar minyak tidak dapat digunakan apabila menghasilkan cahaya berpendar bila terkena sinar hitam +black light, medium dasar air dapat digunakan %ika membasahi permukaan tanpa menimbulkan kesalahan penglihatan. "lacklight eFuipment: blacklight intensity meter dan blacklight dengan mercury $apor bulb dengan la%u 199 watts. D@ @oil ndikator partikel medan magnet digunakan untuk memper%elas besarnya medan dan orientasi Ial-hal yang akan die$aluasi dalam pemeriksaan ini adalah eksistensi keretakan akibat fatigue. 9.4.1.11. ?t '"nnecti"n *emeriksaan terhadap rotary shouldered connections untuk ketidaksempurnaan melintang +trans$erse dengan menggunakan teknik gelombang kompresi ultrasonic. *emeriksaan ini dilakukan pada I>D* tool %oints dan sambungan "I;, sedangkan hal yang akan die$aluasi adalah keberadaan retak akibat fatigue. 9.4.1.12.

25

sol$en yang $isible dan berpendar serta mudah dibersihkan dan memiliki penetrasi yang bagus, digunakan pada metode pemeriksaan %enis ini. Ial yang die$aluasi dengan menggunakan metode ini adalah keberadaan retak fatigue dengan menggunakan &at penetrant yang sesuai maka diharapkan pemeriksaan terhadap crack yang ter%adi dapat lebih teliti. 9.4.1.13. =le7at"r Gr""7e *emeriksaan yang dilakukan untuk me$erfikasi dimensi 3D Drill @ollar, sisi kedalaman dan pan%ang ele$ator dan slip groo$e. lustrasi diperlihatkan pada (ambar-).5.

Gambar.9.4. Drill '"llar gr""7es untuk =le7at"rs dan Sli#s 9.4.2. Pr"gram &ns#eksi /abel-).12, /abel-).1, dan /abel-).1! men%elaskan tentang rekomendasi program pemeriksaan terhadap drill pipe, hea$y-weight drill pipe dan drill collar serta rekomendasi awal frekuensi pemeriksaan serta gambar ).6. /entang rekomendasipraktis pemeriksaan drill pipe. Kriteria tool %oint dan sambungan "I; diperlihatkan pada /abel-).14 dan tabel ).15.

26


Gambar 9.*. Rek"mendasi Pemeriksaan Praktis Drill Pi#e abel$9.12.Rek"mendasi Pr"gram &ns#eksi ?ntuk Drill Pi#e

abel C 9.13. Rek"mendasi Pr"gram &ns#eksi ?ntuk Drill '"llar dan @WDP


27

28


abel$9.10. Rek"mendasi Permulaan ;rekuensi &ns#eksi


29

abel 9.1. :riteria Dimensi ""l A"int -ang Digunakan

30


abel 9.1.

31

abel 9.1.
32


abel 9.1.

33

abel 9.1.
34


abel 9.1.

35

abel 9.1.
36


abel 9.14. :riteria Dimensi Sambungan B@%


37

abel 9.14. Sambungan

38




39


40




41


42




43

abel 9.14.Sambungan

44



abel 9.14. Sambungan Vertical Well Drill String Desig

45

D%;%R P%R%>==R D%! S%?%! 46


P e

0 /ekanan di luar pipa pada kedalaman yang diinginkan +psi,

P i

0 /ekanan di dalam pipa pada kedalaman yang diinginkan +psi,

r e

0 #arak radius yang men%adi pengamatan +in,

r i

0 Diameter dalam pipa +in,

r e

0Diameter luar pipa +in,

x

0 #arak dari u%ung bawah pipa +in,  a ,  r ,  t  "erturut-turut adalah stress aksial, radial, dan tangensial.

F W

0 (aya eksternal, lbf 0 "erat rata-rata di udara dari pipa per satuan pan%ang, lbmin

 i

0 Densitas fluida di dalam tubing, lbmin

 e

0 Densitas fluida di annulus, lbmin

Ai

0 uas bidang yang sesuai dengan D tubing, in2

Ae

0 uas bidang yang sesuai dengan 3D tubing, in2

A p

0 uas bidang yang sesuai dengan D packer, in2

p i

0 /ekanan di dalam pipa pada u%ung bawah, psi

p e

0 /ekanan di luar pipa pada u%ung bawah, psi

P

0 "erat beban

Ldp

0 *an%ang drill pipe, ft

Ldc

0 *an%ang drillcolar, ft

W dp

0 "erat drillpipe, lbft

W dc

0 "erat drill colar, lbft

P a

0 Bield strength teoritik, lb

P t

0 Bield strength drill pipe, lb

MOP 0 Margin of 3$erpull, lb 0 'afety factor SF

BF

0 "ouyancy factor

 m

0 Densitas lumpur, ppg

 1

0 Densitas fluida di luar drill pipe, ppg

 2

0 Densitas fluida di dalam drill pipe, ft

Y L  P

0 /inggi kolom fluida di dalam drill pipe, ft 0 Kedalaman total sumur, feet 0 *erbedaan tekanan, psi

P co

0 /ekanan colapse, psi

P ca

0 /ekanan collapse terkoreksi, psi

FS

0 (aya tensile tambahan akibat shock loading, lbft


47

Y m

0 Bield strength minimum

Q

A

0 Bield strength torsional minimum, lbft 0 uas penampang, in2

d o

0 Diameter luar drill pipe, in

d i

0 Diameter dalam drill pipe, in

0 Momen inersia, in! J BW 0 "erat maimum tanpa buckling, lb

! 

0 Kecepatan putar, *M 0 *an%ang 1 %oint, in 0 nklinasi dari arah $ertikal, dera%at

C $1

0 >3" yang diperlukan untuk membuat buckling tahap pertama

C $ 2

0 >3" yang diperlukan untuk membuat buckling tahap kedua

B #

0 "ouyancy factor, dimensionless

 d

0 Diameter luar drill collar, in 0 Diameter dalam drill collar, in

! cr

0 Kecepatan putar, rpm

L A O%

0 *an%ang total "I; termasuk I>D*, ft 0 Mode $ibrasi alam +pertama, kedua dan seterusnya 0 aktor stickiness drill string, dimensionless 0 Kemiringan maksimum lubang, dera%at 0 *an%ang lubang sumur, ft

M $


l

i SF

FL 0 ;* fluid loss, cc9 min B%A 0 *an%ang "I;, ft o

0 Diameter luar anggota drill string, in

i

0 Diameter dalam anggota drill string, in

M $


A

0 Kemiringan rata-rata lubang, dera%at

 $

0 "erat drill string, lb

B $

0 "erat apung drill string, lb

" $

0 "erat drill string dengan inklinasi, lb

D%;%R P?S%:% 1. Mc;llister .>., O*ipe ine ules of /humb Iandbook: ; Manual of Puick, accurate solutions to to e$eryday pipe line problemsO, /hird dition, (ulf *ublishing @ompany, Iouston, 1)). 2. nn., O*ipe @haracteristics IandbookO, >illiams =atural (as @ompany ngineering (roup, *enn>ell *ublishing @ompany, /ulsa-3klahoma, 1))5. 48


Bab-09 Vertical Well Drill String Design

Recommend Documents