Studi Eksperimental dan Numerik Pengaruh Diameter dan Jumlah Lubang Perforasi Terhadap Kekuatan Tubing Liner Pada Unit Sand Control

https://doi.org/10.22146/jmdt.58986

Agustomo Akhmadiansyah(1*), I Made Miasa(2)

(1) Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada. Jl. Grafika No. 2, Yogyakarta 55281, Indonesia
(2) Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada. Jl. Grafika No. 2, Yogyakarta 55281, Indonesia
(*) Corresponding Author

Abstract


Abstrak

Penambahan lubang perforasi pada tubing liner dengan variasi ukuran diameter dan jumlah lubang menjadikan rasio area perforasi meningkat. Dengan rasio area perforasi meningkat tentunya secara profit dapat menambah hasil produksi, namun juga berpotensi dapat menurunkan kekuatan material karena hilangnya sejumlah massa material. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap nilai tegangan (σ) dan konsentrasi (Kt) serta variasi perforasi yang memiliki nilai kekuatan sesuai standar. Penelitian berupa studi eksperimental dan numerik untuk menghasilkan model tubing liner berbahan material dan komponen buatan dalam negeri dengan memanfaatkan raw material hasil sumber daya alam Indonesia. Pengujian eksperimental dengan menggunakan material pipa tahan karat stainless steel 304 melalui metode uji tarik (tensile test) dan uji tekan (compressive test). Pengujian ini untuk mendapatkan nilai tegangan (σ) dan regangan (ε) material uji. Secara paralel, simulasi analisis elemen hingga juga dilakukan guna memperoleh data output yang kemudian divalidasi dengan hasil pengujian. Hasil penelitian menunjukkan material pipa tubing stainless steel 304 pada pengujian memiliki nilai tegangan luluh sebesar 364,3 MPa, tegangan tarik maksimum sebesar 597,45 MPa, dan tegangan tekan maksimum sebesar 701,83 MPa, dengan demikian material tubing telah memenuhi standar AISI 304 ASTM A240. Nilai faktor konsentrasi tegangan (Kt) meningkat dari 1,12 hingga 2,39 dan menyebabkan nilai tegangan (σ) pada material semakin berkurang. Faktor konsentrasi tegangan (Kt) yang terjadi dapat menurunkan kekuatan struktur material. Penambahan lubang perforasi pada eksperimen uji tarik menurunkan nilai tegangan sebesar 4,15% dan pada uji tekan sebesar 30,6%. Kombinasi jumlah dan diameter perforasi yang terbaik pada penelitian adalah pada spesimen berdiameter lubang 10 mm karena memberikan nilai tegangan maksimum diatas nilai standar ASTM A240.


Keywords


Tubing liner; Eksperimental; Numerik; Konsentrasi tegangan.

Full Text:

PDF


References

Boresi, A. P., Schmidt R. J., 2003. Advanced Mechanics of materials, John Wiley & Sons Inc. NewYork.

Dou, Y., Cao, Y., Li, M., Zhen, Y., 2019. Experimental and Theoretical Study on the Mechanical Characteristics of Perforated Casings, First International Symposium on Risk and Safety of Complex Structures and Components.

Dong, C., Gao, K., Dong, S., Shang, X., Wu, Y., Zhong, Y., 2017. A New Integrated Method for Comprehensive Performance of Mechanical Sand Control Screens Testing and Evaluation, Journal of Petroleum Science and Engineering, 158. 10.1016/j.petrol.2017.08.043.

Godfrey, W., Methven, N., 1970. Casing Damage Caused by Jet Perforating, SPE3043.

Hadi, M. N. S., Wang, W., Sheikh, M. Neaz., 2015. Behaviour of perforated GFRP tubes under axial compression. Thin-Walled Structures, 95 88-100.

Hartini, D., 2016. Analisis Elemen Hingga untuk Faktor Konsentrasi Tegangan pada Pelat Isotropik Berlubang dengan Pin-Loaded. Jurnal Angkasa Volume viii Nomor 1.

Mahmud, H. B., Leong, V. H., Lestariono, Y., 2019. Sand production: A smart control framework for risk mitigation, Petroleum. 6. 10.1016/j.petlm.2019.04.002.

Palmiyanto, M. H., 2011. Perbandingan Hasil Analisa Konsentrasi Tegangan Pada Plat BerlubangAkibat Beban Tarik Dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga dan Kajian Eksperimen, Jurnal Teknika ATW Edisi 8.

Penberthy, W. L., Shaughnessy, C. M., 1992. Sand Control SPE Series Vol 1, Henry L. Doherty Memorial Fund of AIME, Society of Petroleum Engineers.

Wildhack S., Müssig S., Strahammer F., Leitner M., 2012. Sand Control with Ceramic Screens in Unconsolidated Reservoirs demonstrated in the mature Gaiselberg Oilfield, OIL GAS European Magazine, 2/2012.

Wang, Z., Lu, W., 1994. Mechanism and Prevention of Casing Damage of Oil and Water Well in Oil Field, Petroleum press. Beijing.

Yang, R., Huang, Z., Li, G., Shi, H., Song, X., Shi, Y., 2017. An Integrated Workflow to Design Screen/ Slotted Liners in Geothermal Wells, GRC Transactions Volume 41.



DOI: https://doi.org/10.22146/jmdt.58986

Article Metrics

Abstract views : 308 | views : 289

Refbacks

  • There are currently no refbacks.