Oleh : Joko Susilo, ST
Bit memiliki fungsi untuk membuat lubang dengan cara menghancurkan batuan dengan bantuan WOB dan RPM
1. DRAG BIT 2. ROLLER CONE BIT A. Mill Tooth Bit B. Insert Bit 3. FIXED CUTTER BIT A. PDC B. Diamond Bit - Natural Diamond - TSP - Impregnated Diamond
Merupakan bit pada rotary drilling tertua yang masih tetap dipakai. Bit ini dipakai untuk formasi sangat lunak dan lunak. Cara pengrusakan batuan adalah dengan pengerukan (scrapping) dengan WOB rendah dan RPM tinggi serta dikombinasikan dengan fluid velocity yang tinggi. Type : Four Way Drag Bit. Repleceable Blade. Rock Cutter Blades soft Formations
Cone bit ini gigi-giginya dibuat dari baja tempa yang berkualitas tinggi dan diperkeras permukaannya dengan carburized serta dilapisi serbuk tungsten carbide. Untuk formasi lunak : Berbentuk panjang dan bersudut kecil (tajam) serta tersusun jarang. Untuk formasi yang makin keras : Berbentuk lebih pendek dan bersudut besar serta tersusun rapat.
Number 1 Cone Partially Deleted Tooth
Gage Row Tooth
Tooth Hardfacing (Leading flank) Spearpoint
Number 3 Cone
Intermesh Area or Groove
Number 2 Cone Pitch Break
Semua gigi bit terbuat dari tungsten carbide yang ditanam dan dipress dengan mesin pada cone terbuat dari alloy steel. Bit ini dapat menghasilkan gigi pemecah batuan yang sangat tahan abrasive dan sangat tahan terhadap beban tinggi. Jenis gigi bit : Berpangkal silinder, berujung konis dan berbentuk seperti betel tumpul. Berpangkal silinder, berujung konis bulat berbentuk lonjong sampai ½ bola.
Pada bit ini terdapat cone yang dapat berputar dan mempunyai gigi untuk merusak batuan bila diputar serta diberi beban kebawah. Type bit ini dibedakan dari jumlah cone yang dipakai antara lain : Single cone rock bit. Two cone rock bit. Three cone rock bit. Four cone bit (cross roller bits).
Jenis ini memiliki beberapa jenis cutter yang dapat diganti ganti dengan cara melepas ball bearing melalui bit shank nya. Type ini tidak umum dipakai lagi karena hasil lubang tidak baik dan ROP lambat. Contoh : Hasil test untuk proto type hanya mampu mendapatkan pada formasi fracture besalt ROP 46 Fph dan pada volcanic lava 47 Fph dengan WOB antara 15.000 lbs sampai 18.000 lbs.
Kontruksi ini terdiri dari 2 cone yang mempunyai gigi-gigi (cutter) yang dapat berputar karena dilengkapi dengan bearing yang memiliki sistem pelumas. Jenis ini sangat cocok pada formasi lemah, lengket dan unconsolidated. Disamping itu dapat pula untuk membuat lubang miring dengan memasang nozzle besar pada kaki cone yang kosong.
Bit ini merupakan jenis bit yang paling luas dipergunakan pada industri pengeboran. Kontruksi yang dipergunakan disesuaikan dengan formasi yang akan dibor, mulai formasi lunak, keras dan sangat keras.
Type ini didesain untuk mengebor lapisan soft sampai medium yang memiliki compressive strength rendah dan drillability yang tinggi, khusus yang medium harus memiliki gage protection.
•
•
Merupakan type Bit yang tidak memiliki Cone Dipakai pada formasi medium sampai sngat keras
PDC (Polycrystalline Diamond Compact)
Bit ini meiliki keuntungan sama dengan Natural Diamond bit tapi bit ini menggunakan Synthetic Diamond.
Natural Diamond
Kekerasan dan ketahanannya merata terbuat dari diamond asli yang digunakan untuk mengebor
TSP (Thermally Stable Polycrystalline)
TSP di disain sama dengan PDC namun lebih tahan pada temperatur yang tinggi
Impregnated Diamond
Rock bit terbagi dari 4 bagian utama : 1. Cutter (cone). 2. Bearing. 3. Body. 4. Water courses.
Roller Cone Bit Terminology
Lubricant Reservoir
Lubricant Passageway
Primary (Outer) Secondary Bearing (Inner) Bearing
Seals Ball Bearings
Cutter yang memiliki gigi-gigi yang berfungsi untuk melakukan pengrusakan batuan selama bit diputar. Jarak antara titik pusat bit dengan garis poros dari cutter disebut cutter offset. Dengan melihat cutter offset ini jenis dan type bit dapat diketahui. Untuk jenis formasi dengan melihat titik offset, jarak yang lebih besar digunakan pada formasi lunak. Sedangkan titik offset yang rapat atau tidak memiliki offset digunakan formasi yang semakin keras.
Pada saat bit diberi beban selama mengebor nose fristion dan ball bearing mempunyai fungsi utama menahan beban longitudinal thrust. Sedangkan friction bearing dan roller bearing berfungsi melawan beban radial. Untuk bit yang akan diberi beban yang tinggi roller bearing ini diganti dengan journal bearing.
Agar cone pada bit berputar dengan baik dan kokoh pada poros cone diperlukan suatu sistem bearing yang memadai. Konstruksi bearing : - Nose friction bearing. - Friction bearing. - Ball bearing. - Roller bearing.
Roller Bearing
Rollers
Roller Bearing – Exploded View Bearing Seals(s) Rollers Ball Bearings Thrust Washer Rollers Thrust Plug
Friction / Journal Bearing
Bearing Sleeve
Friction Bearing – Exploded View Bearing Seals(s) Bearing Sleeve Ball Bearings Thrust Washer Thrust Cap
Roller Bearing: Loading Conditions High point loading
•
Potential fatigue failure
•
Applied Load (WOB)
Friction Bearing: Loading Conditions Even load distribution
•
Higher load capability
•
Applied Load (WOB)
Dilumasi dengan lumpur bor, untuk cone yang tidak memiliki seal (bit yang berukuran besar). Dilumasi dengan pelumas yang tersimpan di reservoir pada rib badan bit dan ditutup diafrahma, ini dilengkapi seal pada pangkal cone. Dilumasi dengan udara, untuk bit yang digunakan mengebor dengan udara.
Ada dua type water courses yaitu type conventional dan type jet. Type Conventional. Type ini lumpur akan memancar tepat diatas cone dengan tujuan untuk membersihkan cone dan gigi-gigi bit dari cutting, kemudian lumpur baru membersihkan dasar lubang. Type Jet. Type ini lumpur memancar kearah dasar lubang dengan tujuan utama membersihkan cutting didasar lubang dan membersihkan gigi dan cone dari bit. Dari kedua type ini sampai sekarang masih dipakai karena dapat menghasilkan ROP yang lebih besar.
Type Conventional
Type Jet
Nozzle Size
Menyambung bit yang perlu diperhatikan adalah : 1. Pin dapat terulir baik dengan bit sub. 2. Ikatan torsi harus sesuai yang di ijinkan. 3. Jika terlalu keras ikatan sambungan dapat menyebabkan ulir tertarik menyebabkan tegangan pada pin. 4. Jika kerapan sambungan hanya dishoulder mengakibatkan bocor pada sambungan ini akan menjadikan wash out. 5. Cek Box DC atau Bit sub apakah rusak. 6. Untuk insert hati-hati saat handling, jangan sampai jatuh. 7. Gunakan bit breaker yang sesuai. 8. Khusus extended nozzle harus mempergunakan bit breaker yang khusus.
Ukuran Bit inch
Ukuran API Reg. Shank inch
Torsi Ft - lbs
3¾ - 4½ 4⅝ - 5 5⅛ - 7⅜ 7⅝ - 9 9⅝ - 9⅞ 9⅝ - 26 14¾ - 26 17½ - 26
2⅜ Reg 2⅞ Reg 3½ Reg 4½ Reg 5½ Reg 6⅝ Reg 7⅝ Reg 8⅝ Reg
3.000 – 3.500 6.000 – 7.000 7.000 – 9.000 12.000 – 16.000 23.000 – 27.000 28.000 – 32.000 34.000 – 40.000 20.000 – 60.000
Untuk menurunkan bit baru yang harus di perhatikan : 1.
Pelan-pelan bila melalui dog leg.
2.
Apabila bit yang keluar berkondisi under gauge lakukan reaming.
3.
Hati-hati jika melalui top liner jangan sampai benturan.
4.
Jika DP panjang jangan menghentikan mendadak saat mendekati dasar lubang.
5.
Lakukan pembersihan lubang dahulu.
bit
Untuk memperoleh efektifitas rock bit performance adalah dengan breaking in yang benar. Cara melakukan break in : 1. Bor lubang 1 ft dengan RPM dan WOB rendah. 2. Naikkan WOB secara bertahap ± 5.000 lbs. 3. Naikkan RPM secara bertahap 10 – 20 smp RPM yang diinginkan. 4. Lanjutkan dengan Drill off test.
Prosedur drill off test : 1. Setelah melakukan break in dengan baik lakukan bit putar dengan RPM yang dipilih. 2. Berikan WOB maximum yang disarankan oleh pabrik pembuat. 3. Ikat handel rem drum drawwork. 4. Catat waktu yang diperlukan drill off WOB setiap 2.000 lbs. 5. Ulangi test serupa dengan RPM yang berbeda beberapa kali. 6. Buat tabel. 7. Waktu yang tersingkat dengn WOB dan RPM yang berbeda itu yang optimum.
Bit Reed HS – 51 ukuran 9⅞” pada kedalaman 9.000 ft. Dari data yang dulu diketahui untuk bit Hughes X3A telah dipakai WOB 100/100 dengan 35.000 lbs. Untuk test lakukan 100 RPM dengan WOB 45.000 lbs. Ikat handel rem drum drawwork, catat waktu drill off pada interval waktu. Hasilnya : Waktu yang singkat itulah yang optimum. RPM
WOB Rata-Rata
80
100
120
43.000 41.000 39.000 37.000 35.000 33.000 31.000 29.000
20 22 24 25 25 27 28 29
25 23 22 20 20 22 24 27
22 22 20 19 17 18 19 20
Bagian bit yang diukur keausannya meliputi :
1.Gigi (teeth). 2.Bearing. 3.Diameter (gauge). Hasil pengukuran ditulis dalam bentuk singkatan berdasarkan standard IADC.
Keausan gigi bit diukur dan disebutkan dengan perdelapan yang aus dan disingkat dengan huruf “T” ditambah dengan bilangan angka keausan gigi bit Penulisan keausan gigi : T1 = Telah aus 1/8 bagian dari tinggi. T2 = Telah aus 2/8 bagian dari tinggi. T3 = Telah aus 3/8 bagian dari tinggi. T4 = Telah aus 4/8 bagian dari tinggi. T5 = Telah aus 5/8 bagian dari tinggi. T6 = Telah aus 6/8 bagian dari tinggi. T7 = Telah aus 7/8 bagian dari tinggi. T8 = Telah aus semuanya.
Keterangan keausan yang ikut dituliskan : BT = Gigi Patah (broken teeth). BU = Gigi tergumpal batuan (balled up). CT = Gigi terluka / lekuk-lekuk (chipped teeth). LT = Gigi lepas (lost teeth). TT = Tracking teeth. UW = Aus rata (uniform wear). WT = Gigi aus (warn teeth).
BT
= Gigi Patah (broken teeth).
BU
= Gigi tergumpal batuan (balled up).
CT
= Gigi terluka / lekuk-lekuk (chipped teeth).
LT
= Gigi lepas (lost teeth).
TT
= Tracking teeth.
WT
= Gigi aus (warn teeth).
Kondisi cone dapat pula disertakan penulisan : CA /AC = Bila cone retak memanjang. CC = Bila cone retak melingkar. CE/EC = Bila cone tererosi. CI = Bila saling menggesek. LC = Bila cone lepas.
Contoh penulisan keausan gigi untuk milled tooth : T 3 BT LC. Gigi aus 3/8 bagian dari tinggi. Gigi patah. Cone lepas.
Penulisan keausan gigi Insert : T1
= 1/8 x dari jumlah gigi yang patah/rusak.
T2
= 2/8 x dari jumlah gigi yang patah/rusak.
T3
= 3/8 x dari jumlah gigi yang patah/rusak.
T4
= 4/8 x dari jumlah gigi yang patah/rusak.
T5
= 5/8 x dari jumlah gigi yang patah/rusak.
T6
= 6/8 x dari jumlah gigi yang patah/rusak.
T7
= 7/8 x dari jumlah gigi yang patah/rusak.
T8
= semua gigi patah/rusak.
Formula penulisan keausan gigi Insert : T
=
8B L
Dimana : T = Grading (di dalam 8). B = Jumlah gigi yang patah/ lepas dari pahat. L = Jumlah seluruh gigi insert (tabel).
CONTOH TABLE Total Cutting structure Insert For Security Bits SIZE
TYPE
INSERT
4½
M – 88
50
6¼
S – 88 M – 88 H – 88 H – 99
105 97 104 165
7½
S – 88 H - 100
120 187
SIZE
TYPE
INSERT
7⅝
S – 88 H – 88 H - 99
120 133 180
8½
S – 88 M – 88 H – 88 H – 100
139 151 127 109
9
S – 88 M – 88 H – 88 H - 100
137 151 137 224
SIZE
TYPE
INSERT
9⅝
S – 86 S – 88 M – 88 H – 88 H – 100
146 194 168 212
10 ⅝
S – 88 M – 88 H – 88 H – 100
133 177 180 275
12 ¼
S – 84 S – 86 S – 88 M – 88 H – 88 H – 100
122 178 174 224 198 311
Contoh : Bit insert size 8 ½“ type M – 88 kondisi insert yang rusak atau patah 21 buah. Penyelesaian : 8 x 21 T = 151 = 1.11 Jadi T = 1
Untuk dapat mengukur keausan bearing perlu pengalaman dilapangan dengan merasakan sendiri kelonggaran bearing dan melihat bagian luar. Penulisan keausan : B1 = Usia bearing telah dipakai 1/8. B2 = Usia bearing telah dipakai 2/8 (masih relatif tidak kocak). B3 = Usia bearing telah dipakai 3/8 B4 = Usia bearing telah dipakai 4/8 (setengah aus). B5 = Usia bearing telah dipakai 5/8. B6 = Usia bearing telah dipakai 6/8 (lepas atau sudah aus berat) B7 = Usia bearing telah dipakai 7/8. B8 = Macet atau hilang.
Dibelakang penulisan dapat ditambahkan keterangan : BR = Roller bearing ada yang pecah. LB = Bila ada bearing yang lepas. LR = Bila ada bearing roller yang lepas. SE = Bila seal baik. SF = Bila seal bocor. SC = Bila diragukan kondisinya.
Untuk mengukur diameter bit alat yang digunakan antara lain ring gauge dan mistar pengukur. Cara mengukur : Masukkan ring gauge ke bit. Ring gauge tempelkan ke dua cone. Ukur jarak cone yang tidak nempel. Hasil pengukuran dikalikan ± 2/3. Misal : Hasil pengukuran 7/16 ”, karena dikalikan ± 2/3 maka keausan bit ± 3/8“ kondisi ini ditulis O 3/8 artinya out of gauge 3/8”.
Pemilihan bit untuk suatu pengeboran berdasarkan : Bit record dari sumur sebelumnya. Data geolgi yang akan dibor. Analisa perhitungan biaya per feet untuk bit yang dipakai sebelumnya. Break even calculation. Evaluasi keausan bit yang dicabut. Design dari bit.
Merupakan laporan yang memberikan data selama proses pengeboran sampai selesai. Data tersebut : Urutan bit yang dipakai. Ukuran bit. Type bit. Ukuran nozzle. Kedalaman cabut. Foottage. Jam putar bit. ROP, WOB dan RPM. Data pompa. Data lumpur. Data kondisi bit setelah dicabut.
Interpretasi dari well log yang baik akan mendapatkan kedalaman dan ketebalan formasi. Dengan dikombinasikan data type bit serta keausannya dan bit record dapat menentukan kapan bit harus dicabut dan diganti bit baru yang sesuai dengan formasi selanjutnya.
Didalam memperkecil biaya pengeboran per foot tergantung mengoptimalkan beberapa faktor antara lain : Rata-rata ROP. Bit footage (interval yang dapat dibuat per satu bit). Biaya rig per hari. Waktu round trip yang diperlukan setiap bit. Harga bit.
Formula untuk menghitung biaya per foot : R (T + D) + B C = F Dimana : C = Biaya pengeboran per foot, $/ft. R = Biaya operasi rig, $/jam. T = Waktu yang diperlukan round trip, jam. D = Lama mengebor, jam. B = Harga bit, $. F = Panjang lubang yang dihasilkan bit (footage), ft
Data : Rig operating cost per jam = $ 100. Trip time = 8 jam. Bit A Milled tooth harga = $ 250. Footage = 200 ft dalam 10 jam. ROP = 20 ft/jam. Pada kedalaman formasi yang sama pada sumur berikutnya dipergunakan bit B Insert tungstent carbide. Bit B insert harga = $ 1.200 Footage = 600 ft dalam 40 jam. ROP = 15 ft/jam.
Kalau dibandingkan biaya pengeboran lubang per foot adalah : Untuk Bit A Milled Tooth. $.100 ( 8 jam + 10 Jam ) + $.250 C = 200 ft
= $.10.25/ft
Untuk Bit B Insert. $.100 ( 8 jam + 40 Jam ) + $.1.200 C = 600 ft = $.10/ft
Tujuan utama evaluasi keausan bit :
Memperbaiki pemilihan type bit.
Meneliti operating practice pengeboran (WOB, RPM, Hydraulic, Stabilization) ini dilihat kondisi bit saat dicabut.
Untuk mendapatkan pemanfaatan bit semaksimal mungkin dengan memperbaiki waktu pencabutan.
