BANGUNAN LEPAS PANTAI

Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Bab
2
BANGUNAN LEPAS PANTAI
2.1
Definisi Bangunan Lepas Pantai
Semakin canggihnya teknologi yang dimiliki manusia membuat manusia selalu merasa tidak
puas akan keberhasilannya dan semakin sempit lapangan didaratan dan semakin tipis pula
cadangan-cadangan sumber energi di daratan membuat manusia untuk melakukan expansi
ke arah laut. Sehingga dibuatlah suatu bangunan/struktur yang dapat berdiri kokoh di laut,
contohnya yaitu dibuatnya anjungan lepas pantai untuk melakukan kegiatan mencari minyak
dan gas di laut. Lepas pantai memiliki arti yaitu suatu bagian dari lautan yang permukaan
dasarnya berada di bawah pasang surut terendah atau bagian lautan yang berada di luar
daerah gelombang pecah (breaker zone) ke arah laut.
Ciri-ciri bangunan lepas pantai adalah:
1. Beroperasi di daerah sekitar sumur minyak atau daerah pertambangan yang
terbatas, tidak dapat beroperasi di daratan dan tidak dapat berpindah-pindah.
2. Struktur tidak dibangun langsung dilapangan tetapi komponen-komponennya dibuat
di darat lalu kemudian diangkut dan dirakit langsung dilapangan.
3. Beroperasi dilapangan (dilaut) untuk perioda waktu yang lama sehingga bangunan
harus mampu bertahan dalam kondisi cuaca baik maupun kondisi cuaca buruk yang
mungkin terjadi selama beroperasi
Adapun klasifikasi pekerjaan pada anjungan lepas pantai yang dibagi kedalam 5 (lima)
bagian, yaitu:
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-1
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
1. Exploration
Exploration adalah suatu kegiatan untuk mencari sumber minyak di bawah dasar laut.
Pekerjaan ini lebih banyak dilakukan oleh ahli-ahli dari bidang keahlian geologi dan
geofisika. Bidang keahlian geologi dan geofisika mempelajari formasi/bentuk dari
lapisan permukaan bumi berdasarkan sample yang diambil dari permukaan dengan
cara pengeboran lapisan tanah dan juga mereka dapat mengetahui/memperkirakan
didaerah mana saja yang terkandung cadangan minyak di perut bumi dengan cara
mengukur medan gravitasi. Pengeboran dilakukan dengan bantuan sebuah kapal
dengan peralatan khusus yang biasanya mampu melakukan pengeboran sampai
kedalaman 4000 ft (1200 m) pada kondisi tinggi gelombang 30 ft (9 m).
2. Exploratory Drilling
Setelah ditemukan daerah yang memiliki kandungan minyak lalu akan dilakukan
pengeboran. Pengeboran ini dilakukan untuk memastikan ada atau tidaknya minyak
terkandung didalam lapisan tanah. Pengeboran biasanya dilakukan dengan mobile
drilling rig yang biasanya terpasang pada kapal khusus atau berbentuk platform yang
dapat dipindah-pindahkan (movable platform). Untuk kebutuhan pengeboran
tersebut, jack-up mobile rig biasanya digunakan di perairan dengan kedalaman 15 m
sampai 76 m. Pengeboran di perairan dangkal dengan kedalaman kurang dari 15 m,
biasanya menggunakan unit submersible yang ditarik ke lokasi pengeboran
kemudian di ballast agar menumpu ke dasar laut selama pengeboran. Jack-up rig
ditarik ke lokasi dalam keadaan terapung dimana kaki-kakinya diangkat keatas. Di
lokasi pengeboran kaki-kakinya didongkrak ke bawah air sampai menembus dasar
laut dan sampai drilling deck terangkat ke atas air. Pengeboran di perairan dengan
kedalaman lebih dari 76 m biasanya menggunakan rig pengeboran terapung yang
berbentuk semi-submersible atau berbentuk kapal laut.
3. Development Drilling
Pada fase ini dilakukan pengeboran di lokasi yang telah diketahui mengandung
minyak sehingga kandungan minyak tersebut dapat diambil. Biasanya pengeboran
dalam fase ini dilakukan dari self-contained platform, yaitu platform yang berisi
drilling-rig dan peralatan-peralatan yang dibutuhkan untuk kegiatan eksplorasi,
tempat akomodasi pekerja, dan dapat menampung cukup makanan dan material
selama keadaan cuaca buruk. Untuk efisiensi, biasanya dibuat beberapa sumur bor
pada satu lokasi (directional drilling). Pada kedalaman lebih dari 15 m, mobile drilling
unit bisa digunakan untuk melakukan pengeboran kemudian jacket pelindung sumur
(well-protector jacket) ditempatkan untuk melindungi pipa penyedot (riser) dari gayagaya lingkungan seperti angin, arus, gelombang dll. Selain dengan metode
development drilling bisa juga menggunakan tender type platform atau platform
berbentuk kapal.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-2
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
4. Production Operations
Pekerjaan ini dilakukan setelah selesainya development drlling. Di laut dalam,
peralatan produksi dan pemrosesan ditempatkan pada self contained platform yang
sama yang digunakan untuk development drlling. Di laut dangkal drilling platform
biasanya dijadikan well-protector platform setelah proses produksi dimulai. Suatu
platform yang terpisah tetapi berdekatan dengan well protector platform dibangun
untuk pemrosesan atau penempatan peralatan.
Penyimpanan minyak perlu mendapatkan perhatian utama. Umumnya setelah proses
pengeboran selesai, drilling platform (jika cukup besar) dijadikan well protector
platform dan platform penyimpanan. Tanki dengan kapasitas besar mampu
menampung hingga 10.000 s/d 30.000 barrels.
5. Transportation
Dalam fase transportasi ini biasanya untuk laut dangkal, minyak diangkut ke darat
dengan menggunakan barge atau pipa panjang. Sedangkan untuk laut dalam
penyimpanan dan transportasi minyak disimpan dalam kapal tanker.
2.2
Klasifikasi Bangunan Lepas Pantai
Bangunan lepas pantai dapat diklasifikasikan dengan beberapa cara, antara lain :
1. Menurut cara operasinya (type of operations)
a. Bangunan yang digunakan untuk pengambilan minyak atau gas.
b. Bangunan yang digunakan untuk penambangan. Bangunan ini digunakan untuk
mengambil bijih-bijih tambang di dasar laut.
c.
Struktur yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga gelombang.
d. Struktur yang digunakan untuk pembangkit listrik tenaga thermal seperti OTEC.
2. Menurut bentuk konfigurasinya.
a. Struktur kendaraan (vessel type structures), struktur jenis ini biasanya adalah
kapal laut yang dimodifikasi sehingga mempunyai sistem propulsi (propulsion)
dan dapat berpindah tempat dengan cepat. Struktur jenis ini dipakai untuk
pengoperasian di laut dalam.
b. Struktur barge, Struktur jenis ini tidak mempunyai sistem propulsi sehingga
untuk memindahkannya harus ditarik dengan menggunakan kapal.
c.
Struktur platform, sebagian besar dari struktur yang digunakan untuk eksplorasi
atau produksi minyak di laut dangkal atau laut menengah adalah struktur dari
jenis ini.
3. Menurut fungsinya
a. Bangunan eksplorasi, digunakan untuk pengeboran minyak atau gas alam.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-3
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
b. Bangunan produksi, digunakan untuk pengambilan minyak atau gas alam dari
sumur minyak yang ditemukan.
c.
Bangunan hibrid, digunakan untuk pengeboran maupun pengambilan minyak
atau gas alam.
4. Menurut material bangunan
a. Platform baja, seluruhnya terbuat dari baja.
b. Platform beton, bagian dasar terbuat dari beton
c.
Platform hibrid, gravity platform yang terdiri dari bagian dasar yang terbuat dari
beton dan rangka baja. Bagian dasar tersebut menyokong deck yang terbuat dari
baja.
5. Menurut Mobilitas
a. Bangunan tetap (fixed structures): digunakan pada laut dangkal dan laut
menengah (intermediate water) dan dipancang ke dasar perairan.
b. Bangunan terapung (flooting structures) : dapat digunakan pada semua
kedalaman laut dan terutama untuk laut dalam.
2.3
Sistem Bangunan Lepas Pantai
Sistem bangunan lepas pantai yang ada saat ini dapat dikategorikan menjadi beberapa jenis
berdasarkan petimbangan-pertimbangan yang diambil oleh engineer diantaranya faktor
kedalaman laut, faktor lingkungan, faktor banyaknya jumlah cadangan minyak yang
tersimpan,
dll.
Selain
pertimbangan-pertimbangan
tersebut
engineer
juga
harus
memperhatikan keinginan dari owner tanpa mengurangi fungsi dari platform tersebut. Konsep
struktur platform secara umum dapat dibedakan menjadi 6 (enam) sistem berdasarkan
supporting structure yang digunakan yaitu:
1. Jacket atau template
Jenis struktur lepas pantai yang telah dibangun pada saat ini adalah struktur jenis jacket
atau template. Jacket dikembangkan untuk operasi di laut dangkal dan laut sedang yang
dasarnya tebal, lunak dan berkumpul. Setelah jacket ditempatkan di posisi yang
diinginkan pile dimasukan melalui kaki bangunan dan dipancang dengan hammer sampai
menembus lapisan tanah keras, kemudian dek dipasang dan di las. Gambar 2.1 dibawah
adalah contoh jacket offshore structure
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-4
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Gambar 2.1
Template or Jacket type offshore structure
2. Tower
Pada umumnya tower mempunyai daya apung (self-bouyant) karena jacket tidak dapat
menyokong beban terlalu berat, deck dipasang dan dilas diatas tower, biasanya dibangun
di perairan dengan kedalaman 160 meter.
3. Caissons
Platform kecil dengan dek kecil kebutuhan untuk operasi di laut dangkal (tidak lebih dari
60m) dengan kandungan minyak yang tidak banyak. Dalam hal ini, pile dipancang
sampai kedalam yang cukup untuk menyokong dek kecil. Gambar 2.2 dibawah adalah
contoh dari caissons
Gambar 2.2
Caissons
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-5
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
4. Concrete gravity platform
Platform jenis ini dipasang apabila tanah keras di dasar laut tidak jauh dari permukaan
lumpur. Pondasi struktur dibuat berbentuk lingkaran dan terbuat dari beton. Pondasi yang
berat menyokong beberapa tower yang kemudian menyokong deck baja.
Gambar 2.3
Concrete Gravity Platform
5. Steel gravity platform
Untuk kondisi tanah dasar laut yang keras sehingga sulit untuk melakukan pemancangan
pile, biasanya platform tipe ini dipasang.
Gambar 2.4
Steel Gravity Platform
6. Hybrid gravity platform
Bagian dasar Platform ini terbuat dari beton yang menopang rangka baja dimana dek
baja diletakan.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-6
Bab 2 Ba
angunan Lepas Pantai
G
Gambar
2.5
Hybrid Grravity Platforrm
7. Struktur tak
k tegar (Com
mpliant Platfform)
Struktur ini biasanya relatif fleksibel karena bia
asanya meng
gambang di atas permukaan
d mengan
ndalkan siste
em penambattan yang baiik. Jadi apab
bila ada gaya
a luar
laut, ringan dan
bekerja pad
da struktur in
ni maka stru
uktur ini aka
an ikut berg
gerak juga kkarena kekakuan
struktur ini tidak besar. Contohnya
C
d
dapat
dilihat pada gamba
ar 2.6 dan ga
ambar 2.7 ya
aitu :
m, TLP, dll.
semisubmerrsible platform
Ga
ambar 2.6
orm
Semisubmersible Platfo
Lapo
oran Tugas Akkhir “Risk Baseed Underwaterr Inspection Untuk
U
Area Plat
atform”
2-7
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Gambar 2.7
2.4
TLP (Tension Leg Platform)
Tahapan Pembangunan Struktur Lepas Pantai Tipe
Tetap (Fixed Platform)
Tahapan-tahapan utama dalam pembangunan struktur lepas pantai adalah:
•
•
Tahap Persiapan
a.
Merencanakan kebutuhan dan kriteria operasional
b.
Menetapkan kriteria lingkungan
c.
Studi kelayakan dan estimasi biaya
d.
Menyusun pembiayaan dan pendanaan
Tahap Desain
a.
Studi awal dan investigasi khusus
b.
Desain dan gambar teknik (desain pondasi, struktur, dan menyiapkan gambar
teknik)
c.
Persiapan dokumen-dokumen yang dibutuhkan, seperti spesifikasi, kontrak,
surat penawaran, dan kontrak peminjaman kapal.
•
Tahap Penawaran
a.
Memilih penawar
b.
Mengirim dan menerima penawaran
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-8
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
•
2.5
c.
Evaluasi penawaran
d.
Penandatanganan kontrak
Tahap Konstruksi
a.
Fabrikasi di darat
b.
Muatan pada alat transportasi
c.
Instalasi platform di lepas pantai
d.
Serah terima
Tahap Perencanaan Struktur Lepas Pantai
Dalam tahap perencanaan struktur lepas pantai terdapat berbagai bidang ilmu dan teknologi
yang terlibat, Gambar 2.8 berikut adalah bidang-bidang yang terlibat dalam sebuah
perencanaan struktur lepas pantai.
Offshore
Platform
Oceanography
Foundation
Engineering
Structural
Engineering
Wind
Wav e
Current
Tide
Soil
Characteristic
Material
Selection
And C orrosion
Vertical pile
Soil
characteristic
Lateral Pile
Soil
Characteristic
Scour
Gambar 2.8
Stress Analysis
Welding
Structural
Analysis
Marine Civil
Engineering
Naval
Architectur
Installation
Equipment
Flotation
Buoyancy
Installation
Methods
Towing
Navigation
Safety
Instruments
Launching
Controlled
Flooding
Design for
Fabrication &
Installation
Skema teknologi yang terlibat dalam desain bangunan lepas pantai
Tahapan dalam perencanaan struktur dapat dibagi menjadi dua bagian besar, yaitu :
1. Desain Konseptual
Pekerjaan dalam tahap desain konseptual mencakup :
a. Informasi mengenai derrick dan cargo barge yang tersedia.
b. Studi peralatan produksi, meliputi penentuan Preliminary Process Flow
Diagram (PFD), informasi daftar peralatan utama, gambar lay-out fasilitas di
deck, gambar piping dan instrument diagram (P&ID).
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-9
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
c.
Analisa awal pembebanan, meliputi perhitungan ukuran struktur utama,
orientasi dan lokasi platform.
d. Penyelidikan oceanografi, hidrografi, dan meteorologi.
e. Penyelidikan geofisik dan geoteknik.
f.
Rute dan ukuran pipa penyalur (pipeline)
g. Perkiraan biaya dan jadwal pembangunan, meliputi capital dan operational
expenses, cashflow diagram, net present value dari investasi.
h. Menyiapkan dokumen dan informasi untuk keperluan tahapan perencanaan
berikutnya yang meliputi :
•
Konfigurasi platform
•
Parameter beban lingkungan
•
Informasi kondisi lokasi (kedalaman, temperatu, karakteristik tanah, dll)
•
Beban hidup dan beban mati (berat peralatan, beban operasional, dll)
•
Umur operasi struktur (service life, fatigue life, dll)
•
Material yang digunakan
•
Design regulations, codes dan standard.
•
Persyaratan perlindungan korosi (jenis anode, dll)
•
Persyaratan dan permintaan owner lainnya yang akan mempengaruhi
desain rinci.
2. Desain Detail
Pekerjaan dalam tahapan desain detail mencakup :
a. Analisa struktur yang meliputi semua kondisi, yaitu :
•
Analisa inplace (kondisi operasi, kondisi badai/storm)
•
Analisa dinamik akibat gempa ( strength dan ductility)
•
Analisa kelelahan struktur (fatique)
•
Analisa saat konstruksi (fabrikasi, transportasi, instalasi, termasuk pile
conductor driveability)
•
Analisa perlindungan korosi
•
Analisa pipeline riser.
b. Gambar desain yang meliputi :
•
Rencana elevasi deck
•
Deck framing
•
Connections (joint) and stiffeners.
•
Detail las
•
Detail pile dan conductor
•
Padeye dan lifting
Tahapan desain struktur fixed offshore platform dapat dilihat pada Gambar 2.9
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-10
Bab 2 Ba
angunan Lepas Pantai
Gam
mbar 2.9
6
2.6
S
Skema
tahap
pan desain struktur
s
fixed
d offshore pla
atform
Kriiteria De
esain
Setiap banguna
an lepas pan
ntai memilikii kriteria des
sain yang berbeda-beda
a sesuai dengan
eria yang ada
a
pada suatu lokasi berdasarka
an tinjauan terhadap kkawasan dim
mana
krite
bang
gunan ini aka
an dibangun
n.
Ada beberapa kriteria
k
desain yang mem
megang pera
anan penting
g dalam pem
mbuatan stru
uktur
ara lain :
anta
man Laut
1. Kedalam
2. Gelombang (tinggi, periode)
p
3. Seismik
4. Kondisi Tanah
5. Angin
6. Arus
Lapo
oran Tugas Akkhir “Risk Baseed Underwaterr Inspection Untuk
U
Area Plat
atform”
22 11
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
7. Marine Growth
8. Kapasitas desain dari deck
9. Peralatan yang akan dipasang pada deck.
Kriteria desain ini dapat dikelompokan menjadi kriteria-kriteria terntentu, yaitu kriteria
operasional, kriteria lingkungan dan kriteria fabrikasi dan installasi. Dibawah ini akan
dijelaskan mengenai kriteria tersebut.
2.6.1
Kriteria Operasional
Salah satu kriteria dalam mendesain suatu platform adalah penentuan fungsi platform
(pengeboran, produksi, penyimpanan, materials handling, living quarters, atau kombinasinya),
jumlah sumur yang akan di bor, tipe pengeboran dan material yang akan digunakan, kegiatan
yang akan diselesaikan kemudian, dan keperluan-keperluan untuk kegiatan itu. Selain itu,
jumlah ruang deck yang diperlukan serta jumlah deck dan jenis transportasi minyak (dengan
tanker,barge atau jalur pipa) serta tempat penampungan minyak, harus ditentukan.
Sementara itu, konfigurasi platform yang dikehendaki juga harus dapat difabrikasi dengan
perlengkapan pemasangan yang tersedia.
2.6.2
Kriteria Lingkungan
Tahap ini merupakan penentuan berdasarkan lingkungan dimana platform akan ditempatkan.
Meliputi gaya-gaya gelombang dan angin yang bekerja pada platform. Faktor-faktor
lingkungan yang harus ditaksir sebelum gaya-gaya dapat diperkirakan adalah kedalaman air,
kondisi air pasang, tinggi gelombang badai, kecepatan angin badai, dan dapat juga gempa
bumi dan kondisi es.
2.6.3
Kriteria Fabrikasi dan Instalasi
Pola dan urutan penempatan komponen struktur dalam proses pembangunan, pola instalasi
dan transportasi jacket, deck, dan peralatan harus menjadi bagian dari kriteria dalam
perencanaan dan desain struktur.
Kriteria desain konstruksi tipe fixed platform dapat dilihat pada Gambar 2.10.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-12
Bab 2 Ba
angunan Lepas Pantai
Ga
ambar 2.10
Skema krite
eria desain konstruksi
k
tip
pe fixed platfo
form
7 Stand
dar Spes
sifikasi
2.7
Spesifikasi stand
dar yang um
mum digunakkan dalam pe
erencanaan suatu
s
struktu
ur lepas pantai di
onesia adalah:
Indo
ƒ
n (WSD), ’R
Recommende
ed Practice for Planning
g Designing, and
API RP 2A,, 21nd Edition
Construction
n Fixed Offsshore Platforrm’, America
an Petroleum
m Institute, W
Washington D.C.,
D
December 2000
2
ƒ
AISC, 9th Edition,
E
‘Man
nual of Stee
el Constructiion, Allowable Stress De
esign’, American
Institute of Steel
S
Constru
uction, AISC,, New York 1989
1
ƒ
AWS D1, 1--88, ‘ Structu
ural Welding Code – Steel’, American
n Welding S
Society, Inc., New
York 1988
ƒ
ntai di Indone
esia dapat dilihat pada G
Gambar 2.11.
Bagan peratturan anjungan lepas pan
Lapo
oran Tugas Akkhir “Risk Baseed Underwaterr Inspection Untuk
U
Area Plat
atform”
22 13
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Gambar 2.11
Skema peraturan anjungan lepas pantai di indonesia
Lingkup Pekerjaan Pembangunan Struktur Offshore
2.8
Secara umum lingkup pekerjaan pembangunan struktur offshore, khususnya steel fixed
struktur, yang terdiri dari topside dan jacket, dapat diuraikan sebagai berikut:
1. Lingkup pekerjaan Topside:
a. Engineering, meliputi:
•
Basic desain
•
Detail Drawing
•
Shop Drawing
b. Procurement, yang meliputi:
•
Equipment & machineries
•
Electrical material & Instruments
•
Valve, Pipe support, Anchors, Spring, etc
•
Handrails, Stairways, Ladder. Etc.
•
Architectural items for all deck building.
•
All plumbing fixtures & material.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-14
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
•
c.
Coating Materials.
Fabrikasi:
•
Structural Steel Work
•
Steel piping
d. Assembli:
•
Electrical work
•
Instrument work
•
Steel structure & piping
•
Installation of Equipment & Machineries
•
Interior & Insulation work.
e. Load Out & Seafastening
f.
Ocean Transportation
g. Hook-Up & Commisioning
h. Quality control & Project control
2. Lingkup pekerjaan untuk jacket:
a. Engineering, meliputi:
•
Basic desain
•
Detail Drawing
•
Shop Drawing
b. Procurement, meliputi steel plates & tubes
c.
Fabrikasi, meliputi tube & steel fitting
d. Assembli, seperti tubes & nodes
e. Load Out & Seafastening
f.
Ocean Transportation
g. Installation and Maintenance.
2.9
Perencanaan Struktur Anjungan Tipe Tetap (Jacket)
Dalam sebuah struktur anjungan lepas pantai terdapat 3 komponen pada template platform
baja yaitu jacket, Piles dan deck. Ketiga komponen ini dapat dilihat lebih jelas pada gambar
2.12 dibawah ini:
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-15
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Gambar 2.12
Komponen template platform baja
Deck didukung pada girder, truss dan kolom. Dibawahya, Piles yang ujungnya bersambung
dengan kolom deck dipancang ke bawah melalui kaki-kaki jacket ke dasar laut. Kaki jacket
berpenampang bulat berdiameter besar dan dirangkai bersama sejumlah pipa tubular yang
lebih kecil yang disebut braces.
Kaki jacket tidaklah vertikal,kaki ini akan semakin melebar yang disebut batter. Kaki jacket
melebar untuk menyediakan landasan yang lebih luas untuk jacket pada mudline dan
membantu menahan gaya lingkungan yang menyebabkan momen guling. Dibawah ini akan
dijelaskan mengenai komponen template platform:
1. Piles
Piles (tiang pancang) sebagai pondasi yang dipancangkan ke dasar laut dan letaknya di
dalam jacket. Tiang ini berfungsi sebagai pondasi. Seluruh gaya luar yang terjadi pada
anjungan akan diteruskan ke Piles ini untuk kemudian diteruskan ke dalam tanah.
2. Jacket
Jacket ini menyangga deck dan melindungi conductor dan juga menyokong sub-struktur
lainnya seperti boat landing, barge bumper dan lain-lain.
3. Deck
Deck berfungsi sebagai penunjang segala peralatan yang digunakan dalam proses
operasi yang berlangsung, seperti pengeboran, peralatan produksi dan tempat tinggal di
anjungan.
Biasanya deck terdiri dari beberapa tingkat sesuai dengan kebutuhan dan fungsi yang
dibutuhkan, yaitu:
a. Main deck (deck utama)
b. Cellar deck
c.
2.9.1
Mezzanine deck
Desain Jacket
Jacket adalah tiang-tiang disekitar sumur eksplorasi yang melindungi pompa-pompa, sumur
pengeboran dan lainnya dan berfungsi sebagai pelindung pile dari berbagai gaya (tumbukan
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-16
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
kapal yang berlabuh, dll) dan korosi. Pile berada didalam jacket dimana pile ini akan
ditancapkan kedalam tanah berdasarkan jacket legs. Jacket dipasang mulai dari garis
mudline sampai deck substruktur.
Penentuan Ukuran Kaki Jacket
Tidak ada ketentuan pasti mengenai ukuran dan kemiringan jacket. Penentuan dimensi jacket
dilakukan berdasarkan pengalaman. Aturan yang yang baik adalah memperkecil luas
proyeksi batang didaerah dekat permukaan air sehingga memperkecil beban lingkungan yang
diterima struktur.
Ketebalan dinding jacket didisain untuk dapat menahan gaya aksial, tegangan bending
(bending stress) dan deformasi. Untuk ketebalan dinding jacket biasanya dipakai ½ inchi
sampai 2 ½ inchi. Ketebalan yang kurang dari ½ inchi menyebabkan masalah korosi cepat
terjadi tetapi untuk ketebalan lebih dari 2 ½ inchi dapat menyebabkan kesulitan dalam
fabrikasi dan sering terjadi patahan di daerah titik pengelasan antar braces.
Susunan Rangka
Kaki-kaki jacket saling dihubungkan dan diikat oleh 3 jenis pengaku (bracing) yaitu :
1. Bracing diagonal pada bidang vertikal
2. Bracing horisontal pada bidang horisontal
3. Bracing diagonal pada bidang horisontal
Sistem bracing memiliki 3 fungsi:
1. Membantu memindahkan beban-beban horisontal ke pondasi
2. Memberikan kesatuan struktural selama fabrikasi dan instalasi
3. Menyokong anoda korosi dan kepala konduktor dan meneruskan gaya-gaya
gelombang yang dihasilkan ke pondasi
Tipe-tipe Bentuk Braces
Braces yang berbentuk vertikal, horisontal, dan diagonal bersama kaki jacket membentuk
suatu sistem kekakuan tersendiri. Sistem kekakuan ini meneruskan beban dan gaya dari
platform ke pondasinya. Ada banyak macam tipe-tipe bentuk braces seperti terlihat pada
Gambar 2.13.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-17
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Gambar 2.13
Bentuk umum pola brace
Tipe 1 : K-braced
a. Memiliki jumlah joint yang sedikit.
b. Tidak simetris dan tidak mempunyai sistem redundansi yang baik.
c.
Biasanya digunakan di lokasi yang tidak membutuhkan kekakuan tinggi tanpa gaya
seismik.
Tipe 2 dan 5 : V-braced
a. Memiliki jumlah joint yang sedikit.
b. Tidak mempunyai sistem redundansi yang baik.
c.
Tidak memiliki sistem transfer beban yang baik dari satu level ke level lainnya.
d. Jarang digunakan.
Tipe 3 : N-braced
a. Tidak mempunyai sistem redundansi yang baik.
b. Kegagalan buckling pada salah satu batang tekan akan menyebabkan kegagalan
pada batang lainnya dan menyebabkan keruntuhan.
c.
Tidak dianjurkan untuk digunakan.
Tipe 4 : Plus X-braced
a. Memiliki bentuk simetris dengan redundansi dan daktilitas yang cukup.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-18
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
b. Memiliki jumlah joint yang banyak dan bentuk cabang V pada sisi transversal akan
menyebabkan ukuran horizontal brace yang besar.
c.
Paling banyak digunakan pada lokasi perairan yang tidak dalam.
Tipe 6 : X-braced
a. Memiliki kekakuan horizontal, daktilitas, dan redundansi yang tinggi.
b. Memiliki jumlah joint dan batang yang dibutuhkan lebih banyak.
c.
Umum digunakan di laut dalam dan di daerah gempa yang membutuhkan kekakuan
dan daktilitas tinggi untuk mengurangi perioda goyangan alami struktur.
Ukuran Brace
Gaya yang bekerja dominan pada braces berpenampang lingkaran adalah gaya aksial.
Diameter braces ditentukan sebagai berikut:
60
90
dimana:
k
= koefisien panjang efektif
L
= panjang
r
= radius girasi penampang melintang
Koefisien panjang efektif (k) tergantung dari kondisi ujung-ujung kolom. Gambar 2.14
memperlihatkan nilai untuk koefisien panjang efektif.
Gambar 2.14
Koefisien panjang efektif (k)
Perbandingan antara diameter dan ketebalan:
19
60
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-19
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
dengan:
D
= diameter
t
= ketebalan dinding
Untuk kedalaman laut (h dalam feet) mulai adakan pemeriksaan hidrostatik bila:
250
/
Bila kemiringan kaki jacket bertambah akan berpengaruh pada:
1. Beban aksial pada tiang menurun
2. Beban horizontal pada kepala tiang lebih besar
3. Luas proyeksi tiang pada horizontal bertambah
4. Gaya gelombang pada jacket bertambah
5. Kedalaman pemancangan lebih dangkal
6. Beban jacket bertambah
7. Efisiensi menurun
2.9.2
Desain Deck
Penentuan Dimensi Deck
Secara fungsi, deck terbagi atas beberapa tingkat, yaitu :
1. Main deck, yang berfungsi sebagai tempat pengeboran, dan beberapa modul lainnya
seperti living quarter, compressors, peralatan proses, dlll.
2. Cellar deck, yang berfungsi sebagai tempat sistem yang harus diletakkan di bagian
bawah seperti pompa, christmas trees, pig launcher, welhead, dll.
3. Deck tambahan apabila diperlukan.
Penentuan konfigurasi deck mempertimbangkan kebutuhan luas, jumlah level (tingkat), layout
equipment, dan lain-lain.
Deck pada level terbawah harus memadai dan aman dari puncak gelombang rencana dan
harus diberikan celah udara (air gap). API RP2A merekomendasikan air gap sebesar 5 ft di
atas puncak gelombang ekstrim. Selain itu juga harus diperhatikan Highest Astronomical Tide
(HAT) dan storm surge dari lokasi perairan. Gelombang rencana yang digunakan adalah
gelombang dengan perioda ulang 100 tahun. Berdasarkan hal-hal tersebut maka elevasi
untuk deck pada level terendah adalah :
Elevasi deck terendah = HAT + 0.5 storm tide + Hmaks + air gap
Setelah diketahui elevasi deck maka selanjutnya akan dilakukan penentuan ukuran deck leg,
sebagai berikut:
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-20
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
1. Penentuan diameter luar deck leg yang biasanya adalah sama dengan diameter luar
Pile yang direncanakan.
2. Pendekatan nilai radius girasi (r) deck leg dihitung berdasarkan asumsi untuk silinder
tipis, yaitu 0.35 D. Pada perhitungan ini diasumsikan nilai buckling length factor (k)
berdasarkan kondisi ujung perletakan deck leg yang berkisar antara 1.5 – 2.0, lalu
dilakukan perhitungan rasio kerampingan deck leg (slenderness ratio) :
Rasio kerampingan
k = Buckling length factor (1.5 – 2.0 )
L = Panjang deck leg
r = Radius girasi deck leg
3. Perhitungan tegangan aksial yang diizinkan (allowable axial stress) Fa, dilakukan
menurut standar AISC (American Institute of Steel Construction) berdasarkan rasio
kerampingan.
4. Perhitungan perkiraan gaya aksial dan momen maksimum pada deck leg dilakukan
berdasarkan beban konservatif dari struktur, beban peralatan, gaya angin, dan gaya
gelombang.
5. Perhitungan interaction ratio dengan mengambil suatu harga ketebalan dinding deck
leg awal, axial stress, dan bearing stress hingga diperoleh nilai interaction ratio lebih
kecil dari 1.
Layout Equipment
Posisi, dimensi, dan berat peralatan yang akan dipasang di atas deck harus diperhatikan
secara seksama sehingga dapat memberikan ruang diantara equipment. Perlu diperhatikan
juga framing untuk menahan beban equipment dan ruang antara equipment. Hal ini berguna
untuk mendapatkan dimensi, ruang, dan kekuatan framing deck yang akan direncanakan.
Deck Framing
Deck framing berfungsi mentransfer beban-beban dari area deck ke deck leg untuk
diteruskan ke jacket lalu ke pondasi. Sistem yang biasa digunakan adalah dengan
menyalurkan beban pada lantai deck yang biasanya berupa deck plate dan balok-balok
utama (beams) kepada sistem rangka longitudinal yang tersusun dari elemen-elemen tubular
atau balok standar.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-21
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Gambar 2.15
Skema mekanisme transfer beban
Pemilihan ukuran awal deck plate dilakukan dengan menggunakan beban merata maksimum
pada deck. Pelat pada deck didesain untuk dapat menerima beban yang bekerja di atasnya,
kemudian disalurkan ke balok-balok utama deck (deck beams). Dalam desain pelat harus
diperhatikan kemungkinan korosi, tegangan, dan lendutan yang mungkin terjadi. Lendutan
yang berlebihan harus dapat dihindari dengan mempertebal pelat atau memperpendek
bentang. Untuk struktur anjungan dianjurkan ketebalan minimal pelat adalah 5/16 inch, tetapi
umumnya digunakan pelat 3/8 inch.
Beban dari deck plate diteruskan ke balok utama deck. Pada umumnya balok utama
dipasang pada setiap bentang yang sama. Jarak antara deck beams biasanya ditentukan
oleh jarak antara wellhead.
2.9.3
Metode Konstruksi dan Instalasi
Setelah melalui tahapan desain, platform harus difabrikasi dan diinstalasi/dipasang. Sebagian
besar fabrikasi dilakukan di darat/daerah pantai (construcrion yard), sedangkan tahap
instalasi dilakukan di lokasi rencana struktur jacket akan ditempatkan. Komponen-komponen
struktur di fabrikasi awal (prefabrication) dalam unit-unit terbesar yang dapat dipindahkan
secara cepat dan ekonomis dari lokasi fabrikasi ke lokasi platform di laut. Proses konstruksi
dapat berlangsung selama 4 – 12 bulan, tergantung ukuran dan kekompleksan struktur.
Penggabungan jacket dan deck dilakukan di lokasi instalasi setelah dilakukannya
pemancangan Pile pada jacket.
Umumnya, jacket dibuat dengan membangun rangka pada dimensi sempitnya, terbaring
mendatar di tanah. Setelah jacket dan potongan bagian-bagian deck selesai, komponenkomponen tersebut diangkut dengan barge ke lokasi dengan derek yang besar. Tahapan
fabrikasi struktur jacket dapat dilihat pada gambar 2.16 dibawah ini.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-22
Bab 2 Bangunan Lepas Pantai
Gambar 2.16
Tahapan fabrikasi struktur jacket
Setelah tahapan fabrikasi selesai, struktur dipindahkan ke atas barge untuk dibawa ke lokasi
untuk diletakkan. Setelah struktur sampai pada lokasi struktur dipindahkan dari barge ke laut.
Tahapan ini disebut upending yang meliputi mengorientasi posisi jacket dari posisi horisontal
menjadi posisi vertikal dengan bantuan crane. Setelah jacket berada dalam posisi vertikal,
jacket kemudian diturunkan kedasar laut. Setelah sampai kedasar laut, pile akan
dipancangkan kedalam tanah. Proses ini dapat dilihat melalui gambar 2.17.
Laporan Tugas Akhir “Risk Based Underwater Inspection Untuk Area Platform”
2-23
Bab 2 Ba
angunan Lepas Pantai
Gambar 2.17
Prrosedur Insta
alasi Strukturr Jacket
Lapo
oran Tugas Akkhir “Risk Baseed Underwaterr Inspection Untuk
U
Area Plat
atform”
22 24