BANGUNAN/ANJUNGAN LEPAS PANTAI

Pendahuluan

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. flare platform (anjungan obor)
5. 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

- slide kuliah SPBL

Tulisan ini merupakan tugas kuliah SPBL di MarEng Dept. ITS