Tension Leg Platform & Fixed Jacket Platform

Tension Leg Platform adalah jenis struktur terpancang seperti jacket steel structure dan gravity base structurehanya mampu digunakan dalam batas kedalaman sedang, yaitu hingga sekitar 400 m. Demikian juga dengan beberapa struktur turunannya, yaitu yang berada dalam kategoribottom-supported compliant structures seperti jenis Articulated dan Guyed Towers, hanya bisa diaplikasikan pada perairan dengan kedalaman beberapa ratus meter lebih dalam. Jika perairannya semakin dalam (lebih dari 1000 m), maka hanya jenis sistem terapung seperti FPSO, FPF, TLP dan SPAR/DDCV, atau sistem bawah laut sajalah yang secara teknis maupun ekonomis layak untuk dioperasikan.

Selain teknologi struktur terapung itu sendiri, beberapa teknologi lainnya yang terkait dengan sistim terapung tersebut antara lain adalah catenary mooring, taut mooring dan tension leg mooring, flexible risers serta control umbilicals. Teknologi seperti itulah yang akan sangat mempengaruhi efektifitas biaya dalam pengembangan ladang di laut-dalam, dan juga nantinya akan sangat memegang peranan dalam pengembangan ladang minyak dan gas di area perairan sangat-dalam (ultra deepwater fields) yaitu yang mencapai lebih dari 2000 m. (Hirayama dkk, 2002).

Sebagaimana dijelaskan di atas, Tension Leg Platform (TLP) adalah salah satu jenis struktur lepas pantai yang dapat dikelompokkan ke dalam golongan compliant structures yang mana jenis ini sangat cocok dipakai di perairan dalam. Karakteristik utama TLP yang berbeda dengan jenis struktur terpancang (fixed jacket type) adalah sifat respon TLP yang sangat lentur terhadap gaya-gaya luarnya. Dengan kata lain, responnya cenderung bersifat “ikut bergerak” bersama gelombang dari pada harus “menahan gelombang” secara kaku. Dengan demikian, keadaannya akan menjadi lebih baik jika harus berada di perairan dalam yang mana kondisi lingkungan yang lebih berat.

Gambar 1. Sket dari bagian-bagian penyusun sebuah anjungan Tension Leg Platfom. (API RP 2T, 1997).

Secara struktural, struktur utama TLP tersusun dari komponen-komponen platform, tendon (tether) dan template seperti ditunjukkan pada Gambar 4.Platform merupakan struktur pengapung yang di atasnya terdapat geladak (deck) tempat dimana fasilitas produksi dan tempat tinggal pekerja berada.Platform tersusun dari ponton dan kolom yang bisa memberikan daya apung yang cukup untuk menjaga agar deck selalu berada di atas permukaan air bagaimanapun kondisi lautnya. Kolom ini diikat ke dasar laut dengan tendon dan dipancangkan dengan template. Daya apung platforminilah yang memberikan gaya-tarik (tension) pada tendon, yang selanjutnya berfungsi sebagai gaya pengembali (restoring force) bagi struktur TLP terhadap beban-beban luar.

Dalam masa operasinya, draft dari platform relatif tinggi (sekitar dua kali) dari hull apungnya. Sistem penambatannya yang kaku menyebabkan gerakan platform pada saat terkena gelombang menjadi terbatas dalam arah heave, pitch dan roll. Kekakuan tendon yang tinggi juga menyebabkan periode natural dalam arah gerakan tersebut sangat kecil. Geometri dari hulldan penempatan tendon biasanya dibuat simetris agar periode roll danpitch-nya sama. Biasanya periode natural TLP dalam arah heave dan pitchuntuk aplikasi perairan dalam (lebih dari 1000 ft) adalah antara 1 sampai 5 detik. Sebaliknya, struktur TLP cukup lentur dalam arah surge karena gaya pengembali pada tendon dalam arah ini umumnya kecil. Periode natural TLP dalam arah surge (atau sway) adalah cukup besar yaitu dalam orde 100 detik atau lebih.

Gambar 2. Skema gaya-gaya yang bekerja pada TLP

Secara umum, gaya lingkungan yang bekerja pada struktur lepas pantai, termasuk TLP, adalah berupa gaya gelombang, arus, angin dan gaya akibat pasang surut air laut sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 5. Beban-beban lingkungan tersebut selengkapnya terdiri dari (i) Gaya Gelombang (Wave Forces), meliputi : Wave frequency forces, Low frequency forces(First and second-order drift force dan Wave drag force), Hight frequency forces (Second order potential flow force, Vortex shedding force dan Drag force); (ii) Gaya Arus (Current Forces) yang mencakup : Current drag forcedan Coexisting wave and current drag force; (iii) Gaya Angin (Wind Forces), meliputi : Fluctuating wind force dan Steady wind force (Faltinsen dan Demirbilek, 1989). Disamping itu dalam kondisi tertentu bisa terjadi beban gempa bumi (earthquake force). Dalam kondisi yang sesungguhnya, semua gaya-gaya di atas cenderung terjadi secara simultan, sehingga untuk suatu analisis dan perancangan yang komprehensif, maka sebaiknya semua gaya-gaya yang mungkin terjadi di atas harus dipertimbangkan. Namun biasanya, untuk tujuan-tujuan analisis tertentu, hanya gaya-gaya tertentu saja yang dianggap paling dominan yang dipertimbangkan.

Angin, gelombang dan arus menyebabkan TLP cenderung berosilasi terhadap suatu posisi offset-nya dari pada terhadap posisi vertikalnya.Offset dalam arah surge terkait dengan “set down” yaitu turunnya TLP dalam arah heave yang berakibat bertambahnya daya apung sehingga gaya-tarik pada tendon menjadi lebih besar dari pada dalam posisi vertikalnya. Sementara itu efek orde yang lebih tinggi akibat sifat non-linier alami dari gelombang dan strukturnya akan mempengaruhi respon dinamisnya (Bar-Avi, 1999).

Era Teknologi Laut-dalam Indonesia

Dalam skala dunia, pengembangan ladang minyak dan gas lepas pantai di perairan-dalam sebetulnya sudah dimulai sejak tahun 1990-an. Data dalam Gambar 3 memperlihatkan pengembangan ladang produksi di perairan dengan kedalaman lebih dari 300 m. Dalam grafik tersebut terlihat dengan jelas laju pertambahannya yang sangat pesat. Sementara sebaran instalasi TLP diseluruh dunia dapat dilihat dalam Gambar 4.

Gambar 3. Pertumbuhan ladang minyak dan gas bumi di perairan-dalam

Gambar 4. Sebaran instalasi TLP di seluruh dunia, termasuk Indonesia (Majalah Offshore Engineering)

Dalam konteks Indonesia, barangkali tren “Teknologi Laut-dalam” ini makin keras gaungnya segera setelah diinstalnya anjungan TLP-A pada tahun 2003 oleh sebuah perusahaan minyak asing yang beroperasi di Indonesia, di ladang West Seno di perairan Selat Makasar pada kedalaman laut sekitar 1000 m. Anjungan ini menjadi anjungan TLP pertama yang diinstall dan dioperasikan di Indonesia. Momentum ini menjadi sangat monumental bagi bangsa Indonesia, yaitu dapat dijadikan sebagai pintu gerbang mulai masuknya komunitas lepas-pantai Indonesia ke dalam era baru, “Era Teknologi Laut-dalam”. Hal ini akan semakin terasa dengan mulai dioperasikannya juga beberapa jenis FPSO dan FPU di perairan lainnya di Indonesia.

Tentunya kondisi ini sangat menggembirakan bagi perkembangan teknologi kelautan di Indonesia pada umumnya dan teknologi bangunan lepas pantai pada khususnya. Namun disisi lain, mulai saat itu juga, dan di masa mendatang, terbentang tantangan yang tidak ringan bagi segenap pihak yang terlibat sekaligus menaruh perhatian, baik dari kalangan akademisi, industri migas maupun industri lainnya yang terkait, terhadap perkembangan teknologi dan industri lepas-pantai di Indonesia. Bahkan lebih dari itu, untuk sampai pada taraf “kemandirian teknologi” dalam bidang kelautan, maka tak dapat dipungkiri lagi, tenaga-tenaga ahli/SDM Indonesia harus dituntut secara aktif untuk semakin banyak lagi melibatkan diri di dalamnya. Di sisi lain, pemerintah sendiripun harus senantiasa menyadari peran aktifnya yang sinergis dan kondusif dalam menelurkan regulasi-regulasinya yang tepat bagi perkembangan teknologi dan industri kelautan Indonesia.

Jacket

Bangunan lepas pantai memiliki fungsi utama untuk eksplorasi dan produksi minyak dan gas bumi yang berada di tengah laut. Di Indonesia Bangunan Lepas Pantai banyak terdapat di Utara Jawa Barat dan Muara Mahakam Kalimantan Timur.

Bangunan lepas pantai dilihat dari segi sistem dan strukturnya dibagi menjadi:

• BANGUNAN TERPANCANG : Fixed Jacket Leg Structure(Platform), Jack Up Structure (Self Elevating Unit) Anjungan Dongkrak

• BANGUNAN TERIKAT : Tension Leg Platform, Mooring Bouy(Bui Tambat)

• BANGUNAN TERAPUNG : Kapal, Semi Submersible(Anjungan Benam)

Jacket Leg Platform

Jacket Leg Platform adalah bangunan lepas pantai yang terpancang hingga dasar laut digunakan untuk produksi. Ada sekitar 400 bangunan di Indonesia untuk tipe seperti ini yang tersebar di kedalaman laut 10m – 100m.

Struktur Jaket Leg Platform dibagi menjadi jacket leg strukture dan deck strukture.

Jacket leg strukture(Kaki Jacket)

Jacket atau template adalah konstruksi substruktur baja yang terbuat dari pipa-pipa yang berfungsi sebagai template untuk pilling, berdiri dari dasar laut sampai menjulang di atas permukaan laut. Bagian ini merupakan bagian yang tercelup didalam air yang berfungsi sebagai selubung untuk guidance pile dan penahan gaya lateral guna kestabilan konstuksi. Di samping itu juga merupakan penyangga bagi beberapa peralatan seperti riser,caissons, boat landing, dan lain-lain.

Tripod : Jacket 3 kaki

Jacket merupakan konstruksi welded tubular joint yang menjadi kaki-kaki dari platform dan berfungsi sebagai bagian utama ( primer member) dari struktur tersebut. Jacket mempunyai 3-16 kaki yang tergantung pada besar kecilnya platform. Antara kaki yang satu dengan yang lainnya dihubungkan oleh diagonal bracing ataupun horizontal bracing yang berfungsi sebagai secondary member. Hubungan antara kaki-kaki jacket dengan turbular bracing bisa berupa T joint, K joint dan X joint.

Konstruksi Jacket dipancang ke dasar laut dengan tiang pancang (pile foundation ) terbuat dari pipa baja yang dipasang ke dalam tubular jacket, menembus seabed sampai kedalaman penetrasi yang diperlukan. Pile ini menunjang vertical load,side load, momen puntir karena angin, gelombang, arus dan gempa bumi.

Deck atau Upper structure

Deck atau Upper structure adalah konstruksi yang dipasang dan disambung di atas pile dari jacket yang membentuk ruangan yang digunakan untuk menempatkan semua peralatan produksi, tempat kegiatan eksploitasi dan tempat akomodasi. Konstruksi ini diutamakan memikul beban gravitasi. Bagian ini bisa digunakan untuk satu tujuan saja, misalnya untuk pengeboran sumur, pemprosesan, produksi atau akomodasi. Sebagai contoh, berikut adalah bagian deck structure platform pada Anoa Field (Natuna) yang dibangun PT GUF :

• Main deck yang berfungsi sebagai operasi drilling rig. Tempat untuk living quarter dan penempatan beberapa peralatan.

• Cellar deck yang berfungsi sebagai tempat piping dan pressure vessel yang dipergunakan untuk pemprosesan dan pengolahan minyak mentah, control room ( motor control sistem dan control building system).

• Sub cellar deck yang berfungsi sebagai tempat operasi peralatan dibawah cellar deck

• Mezzanine deck yang berfungsi sebagai tempat pengoperasian peralatan yang berkaitan dengan wellhead.

Reference : Buku Teknologi Produksi Dan Perawatan Bangunan Laut, Prof. Ir. Soegiono

BANGUNAN/ANJUNGAN LEPAS PANTAI

Fungsi utama daripada bangunan lepas pantai adalah untuk eksplorasi dan produksi minyak dan gas bumi. Adapun faktor lingkungan laut yang berpengaruh untuk rancangan struktur bangunan laut terdiri dari kedalaman perairan, angin, gelombang, arus, kondisi dasar laut, penggerusan dan tektonik (gempa bumi). Secara tipologi kedalaman, perairan indonesia yang dijadikan ladang pengeboran antara lain :

1. laut jawa 10-60 meter

2. laut natuna 100 m

3. muara mahakam KalTim 10-30m

4. selat makassar lebih dari 1000m

Sementara dari segi jumlah, bangunan lepas pantai banyak terdapat di utara Jawa Barat dan Muara Mahakam Kalimantan Timur.

Berbicara tentang minyak dan gas bumi tentu tidaklah asing bagi kita orang Indonesia. Selain Indonesia termasuk salah satu gudang sumber daya alam ini, baik di darat maupun di lautan, setidaknya akhir-akhir ini telah akrab bagi kita bagaimana kita dibuat pontang-panting dengan makin melambungnya harga komoditas ini yang terjadi hampir tiap tahun. Tentu saja hal ini disebabkan oleh banyak faktor, mulai dari masalah teknis sampai akibat faktor politis.

Salah satu sebab yang jelas adalah karena makin sulit dan dibutuhkannya investasi yang sangat besar untuk mendapatkan sumber energi ini. Sebagai salah satu sumber energi yang tidak dapat diperbaharukan (non-renewable), tentu saja dari waktu ke waktu cadangannya akan semakin berkurang sehingga upaya untuk mendapatkannya menjadi semakin berkonsekuensi tinggi. Untuk memenuhi kebutuhan ini, manusia rela menuju ke lautan lepas, bahkan hingga ke kedalaman lautan lebih dari 1.000 meter. Selama belum ada sumber energi alternatif yang lebih mudah didapatkan oleh khalayak umum, maka rasanya dimana pun adanya sumber hidrokarbon ini, ke situ pula manusia akan datang, tak terkecuali di lautan yang sangat dalam sekalipun.

Supporting unit dalam Menunjang Kinerja Bangunan/Anjungan Lepas Pantai

Dalam menjalankan aktifitas pengeboran selama di daerah anjungan lepas pantai, terdapat beberapa jenis kapal yang berperan dalam aktifitas tersebut. Kapal-kapal itu antara lain kapal tanker, kapal supply (supply vessel), kapal penampung (floating storage), kapal tunda (tug boat), kapal crew (crew boat), kapal kepil (mooring boat), diving support vessel, floating crane /derrick barge.

Sedangkan industri perkapalan Indonesia yang juga membangun offshore structure adalah PT PAL Indonesia Surabaya, PT Dok & Perkapalan Surabaya, PT Dok & Perkapalan Kodja Bahari Jakarta. Untuk pelaku industri bangunan lepas pantai yang ada di Indonesia meliputi PT McDermott Indonesia (Batam), PT Guna Nusa Utama Fabricator Cigading (Cilegon), PT Komaritim Handil (Balikpapan), PT Nippon Steel Indonesia Indramayu dan Tg. Uncang (Batam), PT Hyundai Tg.Uncang (Batam).

Macam-macam Bangunan/Anjungan Lepas Pantai

Jenis anjungan berdasarkan fungsi:

1. Production Platform (Anjungan Produksi)

Fungsi dari anjungan ini adalah memisahkan antara gas, minyak, dan air. Anjungan dapat berupa jacket steel platform, gravity platform atau mobile units. Hasil olahan dikirim ke darat melalui pipa bawah laut dan ditampung lalu diangkut tanker. Fasilitas produksi yang ada umumnya di prefabrikasi di darat. Sedangkan peralatannya meliputi kran, tangki, pendingin, pemanas, generator, pompa, dll. Terdapat sistem pipa, electrical (kabel-kabel, panel-panel), Struktur pendukung, balok-balok penopang, pondasi, dll, bangunan untuk perawatan, gudang, generator, control-room, peralatan komunikasi dan keselamatan.

Contoh yang menggunakan anjungan produksi adalah Jacket Steel di Natuna seberat 18.000 ton (64 x 105m) berat per module antara 2500 ~ 3800 ton, dengan topside untuk produksi seberat 33.500 ton. Daya listrik 400 MW per deck dan menghasilkan gas sebesar 480 MMcfd.

2. Accomodation Platform (Anjungan Akomodasi)

Saat ini banyak juga dipakai anjungan terapung selain terpancang. Di sisi lain, setelah kecelakaan semi-submersible Kielland 1980 dan Piper Alpha 1990-an, peraturan kebakaran dan keselamatan untuk anjungan akomodasi semakin ketat. Salah satunya adalah ISM codes untuk anjungan terapung diberlakukan mulai 2003. Anjungan akomodasi ditentukan oleh jumlah personil dan sistem penggunaan (hotel atau transit).

3. Wellhead Platform (Anjungan Untuk Kepala Sumur)

Fungsi dari anjungan kepala sumur atau pengeboran adalah untuk pengeboran lanjut minyak/gas maupun pengeboran awal. Lama operasi tergantung jumlah sumur dan jenis pengeboran (bulanan ~ tahunan) dimana pengeboran 1 sumur - 1000 m dibawah seabed rata-rata perlu 2 bulan. Untuk tipe yang dipakai adalah struktur terpancang atau terapung. Jack-up setelah selesai pengeboran dapat dipakai sebagai well-head platform yang menghubungkan sumur dengan anjungan produksi. Beban operasional sangat bervariasi karena banyaknya material konsumsi (barite, semen, pipa-pipa bor, lumpur bor, dll).

Persyaratan yang harus dipenuhi dalam melakukan kegiatan pengeboran diantaranya pemenuhan kriteria operasional, integritas struktur, dan keselamatan selain aspek kebocoran, kebakaran, dan redundancy power untuk penambatan. Contoh penggunaan platform ini ada pada fasilitas pengeboran di North Sea seberat 5000 ton, pengeboran gas di Natuna sedalam 145 m untuk 41 buah sumur yang dioperasikan 230 orang memerlukan topside facility seberat 10.300 ton.

4. Self Contained Platform

Jenis anjungan ini mempunyai ciri bahwa semua peralatan ada diatas anjungan ini baik well head, processing, flare, accomodation maupun helipad. Sedangkan aplikasinya dipergunakan untuk laut dalam lebih dari 100 m. Ciri lain dari anjungan ini adalah berkaki 8 atau lebih dan berada di Laut Cina selatan (natuna), North Sea.

Selain kelima jenis platform, juga ada dua platform yang lain yakni anjungan instalasi yang berfungsi untuk membantu instalasi anjungan lain seperti fasilitas derek (hook-up) dimana kebanyakan berupa anjungan terapung baik kapal, semi-submersible atau jack-up platform dengan kriteria kapasitas angkut dan perilaku di laut (stabilitas, gerakan, lamanya waktu tidak operasi (down-time) karena lingkungan. Jenis yang satunya adalah pipe layer dimana pipe Layer berkembang dari model TONGKANG biasa sampai semi-submersible yang dilengkapi dengan fasilitas las dan pendukung yang modern dengan faktor lingkungan yang berpengaruh adalah kedalaman air dan kondisi laut saat operasi.

Jenis bangunan dilihat dari sistem dan struktur:

1. Bangunan Terpancang

a. fixed jacket leg structure

Bangunan ini bisa dipakai sebagai

o kepala sumur(well head)

o produksi(production)

o akomodasi(living quarter)

o obor (flare)

o jembatan hubung(junction)

Offshore jacket structure bisa terdiri dari jacket leg structure dan deck structure. Kemudian jumlah kaki (jacket leg) bisa 3, 4, 6, 8 yang tergantung beban yang ditopang(deck load). Sedangkan jumlahnya lebih 400 di perairan indonesia, mulai 10 m sd 100 m. Untuk contoh aplikasi dengan konstruksi terpancang bisa dilihat pada jacket steel platform, gravity platform, monopod, tripod, dll. Pada konstruksi terpancang, beban vertikal, horizontal dan moment dapat ditransformasikan oleh konstruksi kaki-kakinya melalui pondasi ke dasar laut. Ukuran pondasi menentukan distribusi beban ke dasar laut. Ukuran pondasi menentukan ukuran struktur secara keseluruhan. Struktur terpancang umumnya difungsikan sebagai Production Platform, Fasilitas anjungan pendukung produksi atau keduanya.

b. jack up structure (self elevating unit) atau anjungan dongkrak

Merupakan bangunan lepas pantai yang berkaki 3-4 yang dapat diturunkan kedasar laut dan digunakan untuk eksplorasi pengeboran sampai kedalaman 50-100 m. Adapun bangunan ini bisa diapungkan dan dipindahkan dengan ditarik kapal tunda.

2. Bangunan Terikat (compliant platform)

Aplikasi untuk struktur bangunan terikat ada pada Tension Leg Platform (TLP), Guyed Tower, Articulated Tower. Struktur selain ditopang di dasar laut, juga memiliki daya apung. Keunggulan dari struktur ini adalah posisi geladak tetap diatas air dan gerakan vertikal struktur dapat dieliminasi serta pipa-pipa conductor dapat dipasang disamping struktur. Sedangkan kelemahannya adalah konstruksi sangat besar karena biasanya untuk laut dalam, sambungan antara struktur dengan dasar laut bersifat engsel (ball-joint) sehingga lemah jika menahan beban dinamis struktur yang besar serta daya muat struktur tidak terlalu besar.

a. Tension Leg Platform (TLP)

Dioperasikan di ladang west seno selat makassar pada kedalaman 1000 meter dan menggunakan anjungan benam dengan pengikat semacam bumbung baja yang berpenegang. TLP umumnya digunakan sebagai Production Platform. Adapun konstruksinya terdiri dari Badan (Hull), Super structure (deck & topside facilities), Tali-tali penambat vertikal. Badan TLP sekilas mirip Semi-submersible dengan kolom-kolom horizontal (Floaters) yang lebih kecil dan sederhana. Badan TLP terdiri dari kolom-kolom tegak berjumlah 4 atau 6. Kolom horizontal sebagai penghubung antar kolom tegak dan penegar-penegar diagonal. Superstructure terdiri atas geladak dan fasilitas produksi dan operasi. Tali penambat vertikal berupa wire ropes yg menghubungkan hull ke seabed. Tali diberi tegangan tarik awal agar jika muatan di geladak bertambah atau terjadi pasang-surut maka posisi TLP relatif tidak berubah. Tali vertikal juga dapat mentransformasikan beban horizontal ke dasar laut sehingga pergeseran horizontal dapat direduksi.

Mini-Tension Leg Platform (Mini-TLP)

Secara konseptual jenis anjungan ini tidak berbeda jauh dengan jenis TLP konvensional yaitu sebuah anjungan terapung yang ditambat ke dasar laut dengan sistem tambat bertegangan. Kata "mini" yang dipakai berkonotasi terhadap dua hal, pertama merujuk pada dimensinya yang pada umumnya memang relative lebih kecil dibanding ukuran TLP konvensional. Kedua, mengacu pada sifatnya yang relative low cost developed karena digunakan untuk produksi di laut-dalam dengan cadangan hidrokarbon cukup kecil, yang mana akan tidak ekonomis jika digunakan sistem produksi yang lebih konvensional lainnya. Fungsinya yang lain adalah bisa sebagai anjungan utilitas, satelit atau anjungan produksi awal pada sebuah ladang hidrokarbon laut-dalam yang lebih besar.

Mini-TLP pertama di dunia dipasang di Teluk Meksiko pada tahun 1998. Anjungan ini bernama SeaStar® yang dibangun oleh Atlantia Offshore bersama dengan ABB, McDermott, Modec, dll. Kreasi artistik ini merupakan state-of-the-art dari sebuah mini-TLP dimana digunakan sebuah struktur kolom tunggal sehingga sangat berbeda dengan bentuk biasanya yang memiliki multicolumn (biasanya terdiri dari empat kolom). Anjungan ini dioperasikan di area Green Canyon blok 237, Teluk Meksiko pada kedalaman 639,3 m (2.097 ft).

Tension Leg Platform (TLP)

Biasanya disebut juga TLP konvensional, untuk membedakan dengan jenis Mini-TLP. Jenis struktur ini berupa sebuah anjungan apung yang diposisikan dan distabilkan melalui sistem tambat vertikal (tendon) bertegangan tarik (minimal tiga tali-tambat yang terpisah) yang dipancang di dasar laut. Tegangan tarik pada tendon dihasilkan oleh adanya daya apung dari bagian lambung anjungan yang tercelup dalam air. Sifat dari anjungan ini, pada saat terkena beban-beban seperti gelombang, angin atau arus, anjungan akan bergerak menyamping dengan tetap pada kondisi horisontal karena aksi paralel dari tendonnya. Gerak vertikalnya (heave) dirancang secara ketat agar sangat terbatas geraknya, sehingga fasilitasnya cocok dipakai untuk surface completion dari sumur-sumur. Salah satu TLP yang sudah dioperasikan akhir tahun 2001 adalah TLP Brutus (Gambar 3). Bentuk strukturnya berkolom empat dengan tendon penambat berjumlah 12 line untuk tiap kolomnya. Tiap kolom berdiameter 66,5 feet dengan tinggi 166 feet dan tiap pipa tendon berdiameter 32 inci dengan ketebalan 1,25 inci. Dipasang dan dioperasikan di area Green Canyon Blok 158 perairan Teluk Meksiko pada kedalaman 910 m (2.985 ft).

b. Mooring Bouy (Bui Tambat)

Merupakan bui terapung dan diikat dengan satu atau beberapa utas rantai kedasar laut. Fungsinya adalah untuk menambatkan kapal tanker ditengah laut (tanpa bersandar dikade) sambil membongkar muatan minyak melalui pipa bawah laut.

3. Bangunan Terapung (mobile offshore unit)

Adapun contoh aplikasi untuk bangunan terapung adalah jenis semi-submersible, jack-up platform, drilling ship, barge, dll.

Gerakan struktur diatas air relatif lebih besar (kecuali Jack-up) dibanding Fixed Plat. Sementara kaki-kaki Jack-up tidak terpancang permanen di dasar laut tapi dapat naik-turun. Untuk struktur terapung dilengkapi fasilitas penambatan (MOORING), dengan sistem:

- Catenary Mooring yang terdapat jangkar, rantai atau wire ropes dengan jumlah mooring line antara 4 ~ 24 buah serta karakteritik dipengaruhi beban statis dan dinamis.

- Dynamic Positioning (motion response control, thruster), dimana digunakan untuk laut dalam dan lokasi kerja rawan.

Adapun secara umum fungsi dari struktur bangunan terapung adalah merupakan anjungan pengeboran (drilling), anjungan pendukung operasi (support vessel), fasilitas pendukung pemasangan pipa (Pipe Layer), fasilitas akomodasi, fasilitas produksi khususnya di marginal field dan shorter time.

Sedangkan pembagiannya dapat dilihat pada kedua jenis aplikasi berikut ini :

a. kapal bor (drilling ship)

Jenis ini bisa beroperasi pada kedalaman 300 meter sampai 1500 meter. Sementara sususannya, ditengah kapal ada moon pool yaitu lubang untuk menara bor dan peralatan bor. Selain itu, bangunan terapung dengan kapal bor menggunakan dynamic positioning system agar bisa diam pada posisi yang dikehendaki dengan bantuan beberapa thruster.

b. semi submersible (anjungan benam)

Anjungan jenis ini merupakan bangunan geladak yang ditopang oleh 4 atau 6 kolom yang berdiri diatas dua ponton(port & starboard) yang digunakan untuk pengeboran eksplorasi pada kedalaman 200-500 meter. Pada umumnya menggunakan dynamic positioning system. Kemudian secara kerjanya juga stabil dan bisa berpindah tempat sendiri

Proses Pembuatan Anjungan (Rig)

Untuk membuat sebuah anjungan (rig) dilakukan beberapa tahapan pembangunan diantaranya sebagai berikut :

- Perencanaan

- Fabrikasi di galangan & LOKASI

- Delivery ke lokasi drilling

- Erection

- Mooring & Positioning

- Installment meliputi :

- Power Plant

- Piping

- Machinery

- Production Support

- Electrical

- Accomodation and Support facilities meliputi :

- Crews Deck

- Berths & Ports

- Heli-Pad

- Flare Tower

- etc.

Proses Fabrikasi

Dalam pembuatan anjungan, perlu dipertimbangkan beberapa aspek termasuk aspek ekonomis dan teknis. Dalam aspek teknis, perlu ditekankan pada kesempurnaan konstruksi yang memenuhi kriteria aman pada waktu operasi, ringan, kuat kaku, dan kenyal tehadap pembebanan, tetapi juga susunan elemen strukturnya tidak rumit sehingga fabrikasinya bisa mengurangi jumlah manhours, mudah pengoperasian dan perawatan, dapat difabrikasi dengan peralatan crane, las, potong dan lain-lain di lokasi fabrikasi serta dapat diangkut dengan cargo barge yang ada dan dapat dipasang pada derrick barge yang ada. Sementara dari aspek ekonomis juga memperhitungkan analisa biaya investasi, operasi dan pendapatan yang meliputi perkiraan kapasitas reservoir dari sumur percobaan, jumlah platform dan jumlah sumur (wells) yang diperlukan, kapasitas produksi yang berkaitan dengan tekanan reservoir pada secondary recovery serta viskositas, rasio minyak dan gas, komposisi kimia lainnya yang berkaitan dengan kapasitas dan ukuran treatment plant yang diperlukan, kondisi lingkungan dan kedalaman laut di lokasi, antisipasi terhadap harga minyak mentah dunia, perkiraan biaya investasi, operation and maintenance, rate of return on invest, speed of development in relation to cash flow.

Adapun untuk proses fabrikasi jenis Jacket atau template umumnya dilakukan masing-masing terpisah untuk jacket, pile, deck, boat landing, riser, caisson, bouyancy tank, heli deck, dll. Untuk langkah-langkah yang biasanya dilakukan oleh pihak fabrikator dalam kaitannya dengan urutan proses pembangunan anjungan adalah :

- mempelajari seluruh dokumen kontrak dan technical specification

- menyusun jadwal kerja

- menetapkan metode fabrikasi

- membuat desain engineering dan construction drawing

- merencanakan kebutuhan material dan melaksanakan pengadaan material

- melaksanakan fabrikasi

- load out and tie down

- transportation, launching and up ending, installation.

Untuk proses fabrikasi dasar meliputi :

- cutting to size by oxygen-propane or plasma arc or laser

- plate edge preparation as required for welding

- grit blasting to remove oil scale and rust achieving a metallic surface

- hot or cold bending of strips, plates, beams or tubulars

- hot or cold rolling to form a cylindrical elements

- preheating prior to welding

- welding by manual or automaticprocess to join elements

- gouging by special electrodes to melt up and remote a.o roots of weld

- grinding and peening

- post weld heat treatment

- flame straightening

- application of organic or metallic deck layers for corrotion protection

Keberhasilan fabrikasi pada dasarnya sangat bergantung pada organisasi proyek, pengalaman, persyaratan spesifik, evaluasi dari baja baru, kemampuan mengelas, kontrol kualitas, inspeksi, engineering critical asessment (ECA).

Metode fabrikasi jacket dapat dilakukan dengan :

- setiap bagian blok jacket difabrikasi dengan satu sisi bidang kerangka struktur duduk di atas support can atau skidrail.

- Kemudian di roll up bagian sisi bidang tersebut membentuk satu blok jacket yang selanjutnya blok jacket tersebut di roll over secara beruntun sehingga membentuk konstruksi yang utuh.

Pekerjaan selama proses fabrikasi meliputi sebagai berikut :

- fit up and assembly

yaitu penyetelan dan perakitan agian-bagian konstruksi menjadi suatu bentuk konstruksi yang lebih lengkap.

- weld out

yakni pengelasan secara menyeluruh terhadap suatu konstruksi yang sudah di assembly sesuai dengan perencanaan. Setelah pengelasan, diadakan Non Destructive Test (NDT).

- sweep blast and primer

kemudian dilakukan sweep blast pada permukaan konstruksi yang akan dicat agar mist coat hilang dan permukaan jadi bersih. Kemudian dilakukan pengecatan pertama (primer) pada konstruksi yang sudah di assembly.

- intermediate coat

merupakan kegiatan pengecatan konstruksi untuk lapisan yang kedua.

Proses Transportasi

Proses transportasi platform dari lapangan fabrikasi ke lokasi tergantung pada kapasitas angkut cargo barge yang tersedia dan biaya yang diperlukan untuk transportasi dan instalasi. Beberapa cara untuk transportasi antara lain :

- Menggunakan cargo barge (tongkang) atau launch barge ditarik dengan kapal tunda. Sehingga konsekuensinya, jacket, deck, piles, pipelines, boatlanding dll yang telah diletakkan diatas tongkang harus di tie down (sea fastening) yaitu diikat dengan konstruksi penyangga agar tetap aman pada waktu barge oleng dalam perjalanan ke lokasi.

- Menggunakan dek dari derrick barge atau crane vessel. Jika tidak ada batasan kedalaman laut, mungkin sekarang banyak yang beralih memakai cara ini karena kapasitas yang diangkut bisa lebih besar.

Untuk transportasi dek, harus memperhatikan 4 hal yakni overall barge strength, barge deck strength, sea fastening structure, module structure.

Launching, Up Ending and Installation

Untuk instalasi jacket, ada 3 cara yang bisa dipertimbangkan yakni :

- Lifting (diangkat) baik dengan crane maupun specialized crane vessel

- Launching (diluncurkan) menggunakan skid and launch tracks

- Self floating (terapung sendiri) dengan bantuan temporary floatation tanks

Dan instalasi ini harus diperhitungkan sebagai bagian dari rangkaian proses load out, sea transport, up endng, set down dan pilling.

Refferensi :

- Soegiono, Teknologi produksi dan perawatan BANGUNAN LAUT, 2004, FTK ITS

OFFSHORE

Daerah lepas pantai itu sendiri adalah suatu daerah landas kontinen yang membentang dari pantai sampai dengan jarak kira-kira 300 km ke arah laut dalam. Daerah lepas pantai dapat dibagi atas tiga bagian :

•Shelf, membentang dari pantai ke kedalaman air laut 200 m.

•Slope, membentang dari batas shelf ke kedalaman 2500 m.

•Rise, membentang dari batas slope ke kedalaman 4500 m.

Sampai saat ini terdapat bermacam-macam jenis konstruksi bangunan lepas pantai sesuai dengan kebutuhan, yaitu :

•Anjungan terapung (Mobile Offshore Drilling Units/MODU atau Floating Production Platform/FLS) seperti semi submersible, drilling ships, tension legs platform, jack up dsb.

•Anjungan terpancang (Fixed Offshore Platform / FOP) seperti jacket, concrete/steel gravity, tripod, dll.

•Anjungan struktur lentur (Compliant Platform) seperti Articulated Tower, Guyed Tower, dll.

Diantara jenis struktur-struktur diatas, jenis anjungan terpancang (Fixed Offshore Platform) dengan tipe jacket yang saat ini paling banyak digunakan di dunia, walaupun jenis ini hanya ekonomis beroperasi di perairan terbatas, yakni dengan kedalaman sekitar 400-500 meter saja. Sesuai dengan perairan Indonesia, yang rata-rata kedalamannya kurang dari 100 meter, maka jenis anjungan yang paling cocok digunakan adalah bangunan lepas pantai terpancang, atau Fixed Offshore Platform tipe jacket

1. Anjungan terapung (Mobile Offshore Drilling Units/MODU atau Floating Production Platform/FLS)

a. Semi submersible

Semi-submersible rig : sering hanya disebut “semis” merupakan rig jenis mengapung.

Desain : Eksplorasi dan produksi, struktur terapung, diderek ke situs, swabalast dan tertambat (berlabuh), kolom vertikal besar terhubung ke ponton besar, kolom mendukung struktur geladak dan peralatan.

Kedalamannya : ± 90-1000 m

Keuntungan :

• Mobile dengan kecepatan transit tinggi (~ 10 kts)

• Stabil – minimal respon terhadap aksi gelombang

• Daerah dek besar

Kekurangan :

• Biaya awal dan operasi yang tinggi

• Deck beban terbatas (apung cadangan yang rendah)

• Kelelahan struktural

• Mahal untuk memindahkan jarak yang besar

• Terbatas kering-docking fasilitas yang tersedia

• Sulit untuk menangani sistem tambat dan tanah rumpukan BOP dan riser dilaut kasar

Rig ini “diikat” ke dasar laut menggunakan tali mooring dan jangkar agar posisinya tetap di permukaan. Dengan menggunakan thruster, yaitu semacam baling-baling di sekelilingnya, rig semis mampu mengatur posisinya secara dinamis. Rig semis sering digunakan jika lautnya terlalu dalam untuk rig jackup. Karena karakternya yang sangat stabil, rig ini juga popular dipakai di daerah laut berombak besar dan bercuaca buruk.

• Helicopter pad adalah tempat helicopter mendarat karena untuk menuju ke lokasi rig dengan menggunakan helicopter membutuhkan waktu yang lebih singkat.

•Crew quarter adalah tempat tinggal para kru rig.

•Anchor racks adalah tempat jangkar

•Moonpool adalah menara yang bagian bawahnya terbuka ke laut

•Drill pipe racks adalah tempat pipa pemboran disusun.

•Columns adalah kaki penyangga rig menuju ke pontoons.

•Pontoons adalah pemberat sebagai penyimbang

•Mooring adalah penyetel/pengikat antara jangkar dengan tali jangkar(lines)

•lines adalah penhubung jangkar dengan rig permukaan(tali jangkar).

b.Drilling Ship

Drill ship merupakan bentuk kapal sepenuhnya dan dilengkapi dengan propeler sendiri. Karena sifatnya mengapung sehingga sangat dipengaruhi oleh arus, ombak dan pasang surut. Untuk mengatasi pengaruh tersebut harus dijangkar seperti submarsible. BOP dipasang di dasar laut.

Desain merupakan eksplorasi, lambung kapal disesuaikan untuk mengakomodasi peralatan pengeboran, pengeboran bagian tengah kapal derek dengan pembukaan "moonpool" terletak di bawah derek, fleksibel anak tangga dengan terputus, self-propelled, memanfaatkan positioning system dinamis untuk mempertahankan kapal di atas lokasi pengeboran (komputer dikontrol pendorong, lingkungan sensor, posisi menentukan peralatan). Sistem Mooring turret memungkinkan kapal untuk kepala ke angin / gelombang mengurangi efeknya,

Kedalamannya : ± 2500 m

Keuntungan :

•Ponsel dengan transit kecepatan tinggi (hingga 16 kts),

•Beban deck dan beban total lebih besar daripada jack-up dan semi submersibles,

•Mengurangi melintasi samudra waktu transit (mampu melewati Suez dan Panama Canals)

•Biaya mobilisasi rendah,

•Biaya awal & operasional yang rendah,

•Kelayakan superior dan kemampuan survival

Kekurangan :

•miskin stabilitas di laut kasar

•daerah dek minimal

•freeboard rendah

•sulit untuk menangani sistem tambat dan tanah tumpukan BOP & riser di laut kasar

•Blowout prevention system: peralatan untuk mencegah blowout (meledaknya sumur di permukaan akibat tekanan tinggi dari dalam sumur). Yang utama adalah BOP (Blow Out Preventer) yang tersusun atas berbagai katup (valve) dan dipasang di kepala sumur (wellhead).

•Drill ship adalah merupakan tempat rig berdiri dan peralatan pemboran.

•Well head adalah sebagai pengganti well head dipakai serangkaian casing head untuk masing-masing casing. Masing-masing casing head mempunyai "HUG" yaitu tempat untuk memasang hydraulic connector dan mempunyai ulir kiri untuk menyambungkan dengan running tool pada waktu menurunkan casing dan juga untuk penemenan

•Acoustic positioning beacons adalah sebagai sensor agar posisi untuk pemboran dari rig pas pada dasar laut.

•Riser adalah mengalirkan fluida lumpur ke permukaan dalam proses pemboran serta memudahkan dalam memasukkan peralatan pemboran seperti pahat,kedalaman lubang bor.

c.Tension Leg

Tension Leg Platform (TLP) adalah salah satu jenis struktur lepas pantai yang mana jenis ini sangat cocok dipakai di perairan dalam.

Desain : produksi semisubmersible ditambatkan ke dasar laut dengan garis-garis vertikal achor (kabel atau pipa) dipertahankan dalam ketegangan dengan daya apung kelebihan dari platform.

Kedalamannya : ± 120 – 1500 m

Keuntungan :

• stabil - gerak vertikal minimal

• biaya kenaikan rendah dengan peningkatan kedalaman

• kemampuan dalam air

• biaya pemeliharaan rendah

Kekurangan :

• biaya penyimpanan awal yang tinggi

• tinggi subsea biaya

• kelelahan kaki ketegangan

• pemeliharaan sulit bawah laut sistem

• sedikit atau tidak ada

• Derrick adalah menara rig, fungsi utamanya untuk memberikan ruang kerja yang cukup untuk pengangkatan dan penurunan drill collar serta casing string. Oleh sebab itu tinggi dan kekuatannya harus sesuai dengan keperluan.

• Crane adalah tempat fasilitas penyimpanan suplai air, udara bertekanan dan listrik, ruang kantor, pusat komunikasi

• Tension legs (pipes) adalah kaki dari rig tersebut yang berbentuk pipa.

• Tension leg foundations adalah pondasi dari tension leg platform

d. Jack up rig

Jack-up berbentuk semacam barge, berukuran besar dan tidak punya propeler sendiri sehingga untuk menuju ke lokasi harus ditarik dengan kapal tunda. Jack-up dilengkapi dengan kaki-kaki yang terdiri dari tiga, empat, lima kaki atau lebih. Pada posisi pemboran, kapal diangkat berdiri di atas kaki, cukup tinggi di atas air serta diatas jangkauan ombak. Kedalaman laut sesuai dengan panjang kaki jadi terbatas pemakaiannya.

Jack-up stabil, tidak terpengaruh oleh cuaca, arus dan ombak. Semua peralatan berada di atas kapal. Pada pemboran pengembangan, biasanya sebelum pemboran dimulai terlebih dahulu dipasang jacket, kemudian dipasang conductor dan ditumbuk. Pada pemboran explorasi biasanya digunakan mudline suspension, dan dari mud line suspension casing disambut ke atas sampai platform.

Desain : pengeboran eksplorasi terutama mirip dengan tongkang dengan kaki bergerak, rig tersebut diderek ke situs dan kaki yang mendongkrak bawah, melibatkan dasar laut dan meningkatkan platform. Kedalamannya : ± 90 – 140 m

Keuntungan:

• Mobile

• Stabil ketika diangkat

• Biaya rendah & efisien

Kekurangan :

• Tergantung pada jendela cuaca untuk penempatan

• Terbatas pada daerah dangkal

• Dasar laut gerusan

• Dapat menyebabkan ledakan runtuhnya platform karena fluidisasi tanah

b. Concrete/steel gravity

Concrete Gravity Structure adalah bangunan yang dapat duduk stabil di dasar laut karena beratnya structure tersebut, sehingga tahan terhadap dorongan arus dan pukulan ombak. Caissons pada gravity structure dapat berfungsi sebagai storage tank atau sebagi tanki ballast.

Desain : produksi; besar bottom mount struktur beton bertulang yang menggunakan berat untuk menahan beban lingkungan, tidak melekat pada bagian bawah dengan tumpukan. Kedalamannya : ± 350 m

Keuntungan :

• Mmendukung beban besar dek

• Penggunaan kembali mungkin

• Konstruksi dan pengujian dapat diselesaikan sebelum mengambang dan towing ke situs

• Lahan yang luas, produksi jangka panjang (mendukung sejumlah besar sumur)

• Mungkin memiliki kapasitas penyimpanan yang besar, (6) lebih toleran terhadap overloading & paparan air laut dibandingkan platform baja berjaket

Kekurangan :

• Biaya meningkat secara eksponensial

• Penyelesaian pondasi

• Tunduk pada dasar laut gerusan

• Mungkin membutuhkan baja lebih dari struktur jaket baja

• Flare stack adalah pemantau emisi.

• Quarters adalah tempat tinggal para pekerja rig.

• Drilling & production equiptment adalah

• Columns adalah tiang penyangga yang berbentuk pipa.

• Caisson bermanfaat untuk menjaga stabilitas pada saat operasional

3. Anjungan struktur lentur (Compliant Platform)

a. Articulated Tower mirip dengan guyed tower hanya tidak dilengkapi dengan mooring lines. Konstruksi penopang antara struktur dengan dasar laut biasanya berupa sambungan engsel. Articulated Tower dilengkapi dengan struktur apung yang cukup besar.

b. Guyed Tower adalah konstruksi rangka langsing yang ditopang oleh beberapa mooring lines disisi-sisinya dan sekitar permukaan air hingga dasar laut. Dengan demikian beban horizontal dan momen melalui mooring lines ditransformasikan ke dasar laut. Konstruksi pada dasar laut dapat fixed structure atau juga konstruksi engsel. Pada daerah sekitar permukaan air guyed tower biasanya dilengkapi dengan struktur apung.

Ada bermacam-macam offshore-rig yang digolongkan berdasarkan kedalaman air :

1. Swamp barge: kedalaman air maksimal 7m saja. Sangat umum dipakai di daerah rawa-rawa atau delta sungai.

2. Tender barge: mirip swamp barge tetapi di pakai di perairan yang lebih dalam.

3. Jackup rig: platform yang dapat mengapung dan mempunyai tiga atau empat “kaki” yang dapat dinaik-turunkan. Untuk dapat dioperasikan, semua kakinya harus diturunkan sampai menginjak dasar laut. Terus badan rig akan diangkat sampai di atas permukaan air sehingga bentuknya menjadi semacam platform tetap. Untuk berpindah dari satu tempat ke tempat lain, semua kakinya haruslah dinaikan terlebih dahulu sehingga badan rig mengapung di atas permukaan air. Lalu rig ini ditarik menggunakan beberapa kapal tarik ke lokasi yang dituju. Kedalaman operasi rig jackup adalah dari 5m sampai 200m.

4. Drilling jacket: platform struktur baja, umumnya berukuran kecil dan cocok dipakai di laut tenang dan dangkal. Sering dikombinasikan dengan rig jackup atau tender barge.

5. Semi-submersible rig: sering hanya disebut “semis” merupakan rig jenis mengapung. Rig ini “diikat” ke dasar laut menggunakan tali mooring dan jangkar agar posisinya tetap di permukaan. Dengan menggunakan thruster, yaitu semacam baling-baling di sekelilingnya, rig semis mampu mengatur posisinya secara dinamis. Rig semis sering digunakan jika lautnya terlalu dalam untuk rig jackup. Karena karakternya yang sangat stabil, rig ini juga popular dipakai di daerah laut berombak besar dan bercuaca buruk.

6. Drill ship: prinsipnya menaruh rig di atas sebuah kapal laut. Sangat cocok dipakai di daerah laut dalam. Posisi kapal dikontrol oleh sistem thruster berpengendali komputer. Dapat bergerak sendiri dan daya muatnya yang paling banyak membuatnya sering dipakai di daerah terpencil atau jauh dari darat.