Mesin Sumur Bor dan Perlengkapannya

Mesin Sumur Bor merupakan Unit peralatan pengeboran berupa mesin yang digunakan untuk menciptakan lubang di tanah. Unit peralatan pengeboran bisa berupa struktur atau rangkaian besar peralatan yang digunakan untuk mengebor sumur air, sumur minyak atau ekstraksi sumur gas alam, atau unit peralatan pengeboran tersebut juga bisa berukuran kecil & bisa dipindahkan secara mudah oleh satu orang. Peralatan tersebut digunakan untuk mengecek deposit mineral di bawah permukaan tanah, uji bebatuan, tanah & bahan material penyusun air tanah, serta dapat digunakan untuk memasang peralatan di bawah tanah seperti terowongan, fasilitas bawah tanah & laun-lain.

Unit peralatan pengeboran bisa juga mobile yang terpasang pada truk, trailer atau bisa juga dipasang secara permanen pada tanah atau rangkaian peralatan berbasis kelautan (seperti pangkalan minyak atau yang biasa disebut dgn pengeboran minyak lepas pantai). Istilah “unit peralatan karena merujuk pada rangkaian peralatan yang kompleks (banyak) yang digunakan untuk menembus kerak bumi.

Unit peralatan pengeboran bisa berukuran :

• Kecil atau portabel, seperti yang digunakan dalam pengeboran eksplorasi air mineral, air sumur & penelitian lingkungan
• Besar, mampu mengebor dengan kedalaman ribuan meter di kerak bumi. “Pompa Lumpur” besar memiliki sirkulasi untuk mengalirkan lumpur (slurry) melalui bor, mendinginkan & menyingkirkan “potongan” lapisan tanah hasil pengeboran selama proses pengeboran berlangsung.
• Besar, mampu pengeboran melalui ribuan meter kerak bumi. Besar “pompa Lumpur” beredar Pengeboran Lumpur (slurry) melalui bor & naik annulus casing, untuk pendingin & menghapus “potongan” sementara sumur dibor. Kerekan di rig dapat mengangkat ratusan ton pipa. Peralatan lainnya dapat memaksa asam atau pasir ke waduk untuk memfasilitasi ekstraksi minyak atau gas alam; & di lokasi terpencil tidak dapat tetap hidup akomodasi & katering untuk kru (yang mungkin lebih dari seratus). Rig laut dapat beroperasi ratusan mil atau kilometer jauh dari pasokan dasar dengan kru jarang rotasi atau siklus.

Mesin sumur bor untuk pengeboran air sumur

Mesin sumur bor untuk pengeboran air sumur memilki banyak variasi teknologi sesuai dengan kebutuhan pengeboran. Teknologi pengeboran dengan alat bor portabel dengan menggunakan unit peralatan pengeboran berukuran kecil yang terpasang pada truk atau trailer & dilengkapi dengan pipa bor sepanjang 10 kaki (3m). Para pegebor banyak yang menggunakannya karena dapat dioperasikan oleh 1 atau 2 orang dengan keterampilan pengeboran minimal. Truk yang dipasang unit peralatan pengeboran memiliki beberapa ukuran bor mulai dari 300 sampai dengan 800 kaki ( 91 s/d 240m) tergantung pada aliran sumber air & besarnya tekanan di bawah permukaan tanah.

Untuk yang lebih besar (truk dengan unit peralatan pengeboran dengan ukuran yang lebih besar) memiliki rangkaian yang lebih rumit, sehingga membutuhkan lebih banyak keterampilan untuk mengoperasikannya. Hal ini menjadikannya lebih sulit untuk mengoperasikannya dari sisi keamanan (safety) karena ukuran pipa bor bisa mencapai 20 sampai dengan 30 kaki (6,1 sampai dengan 9,1 m). Truk dengan unit peralatan pengeboran yang lebih besar juga memerlukan ijin dari instansi terkait untuk pengoperasiannya. Truk besar juga membutuhkan bahan bakar lebih banyak yaitu sekitar 570 liter per hari, sementara untuk truk yang berukuran lebih kecil (portabel) hanya membutuhkan sekitar 19 sampai dengan 76 liter bahan bakar per hari. Hal ini yang membuat, truk dengan unit peralatan pengeboran yang lebih kecil banyak digunakan. Keunggulan lain dari truk portabel adalah bisa menjangkau tempat terpencil yang sulit dijangkau, & tentu saja dengan biaya yang lebih murah.

Sejarah Mesin Sumur Bor

Sejarah mesin sumur bor sudah berkembang sejak lama. Sebelum mesin pembakaran internal dikembangkan pada akhir abad ke 19, metode utama untuk pengeboran batu adalah kekuatan otot manusia atau tenaga hewan dengan menggunakan batang kayu atau besi. Metode tali & penjatuhan diciptakan di Zigong, Cina dengan menggunakan tali untuk mengangkat batang baja & menjatuhkannya secara vertikal ke tanah. Versi mekanis yang mengadopsi metode tersebut bisa bertahan sampai sekitar tahun 1970, versi mesin sumur bor tersebut menggunakan kabel baja untuk menaikkan & menjatuhkan batang baja secara cepat.

Pada 1970an, di luar industri minyak & gas, sirkulasi perputaran yang digunakan untuk lumpur digantikan oleh mesin bor pertama yang disebut dengan pneumatik Reverse reciprocating piston Circulation (RC) & mesin bor tersebut menjadi awal dari semua pengeboran tingkat dangkal. Pengeboran dengan RC terbukti lebih cepat, lebih efisien, dan semakin berkembang dengan bahan metalurgi yang lebih baik, lebih keras, lebih tahan lama, serta kompresornya memberikan tekanan udara yang lebih banyak pada volume yang lebih tinggi sehingga memungkinkan pengeboran yang lebih dalam dengan waktu yang lebih cepat.

Unit Peralatan Pengeboran Mobile

Dulunya unit peralatan pengeboran berbentuk semi permanen dengan derek atau tempat untuk memasang mesin sumur bor dibangun di titik pengeboran & dibiarkan ditempat tersebut setelah proses pengeboran sumur selesai. Pada masa kini, unit peralatan pengeboran merupakan mesin sumur bor yang dibangun sesuai dengan permintaan & kebutuhan para ahli sumur bor yang dalam pembuatannya menghabiskan biaya yang cukup besar. Keuntungan dari unit peralatan pengeboran masa kini adalah lebih simpel & bisa dipindahkan menuju dari satu titik pengeboran ke titik yang lain.

Klasifikasi unit peralatan pengeboran

Ada banyak jenis & desain unit peralatan pengeboran, dengan banyaknya jenis & desain tersebut, memungkinkan teknologi mesin sumur bor digabungkan atau dikombinasikan berdasarkan kebutuhan atau kondisi lapangan yang dihadapi. Unit peralatan pengeboran bisa digambarkan atau diklasifikasikan sebagai berikut :

Mesin sumur bor berdasarkan daya yang digunakan

• Mekanik – Unit peralatan pengeboran menggunakan konverter torsi, kopling & transmisi yang digerakkan oleh mesin tersebut, seringnya menggunakan diesel.
• Listrik – Tenaga utamanya menggunakan motor listrik, biasanya kekuatan yang dihasilkan berasal dari pembakaran mesin internal
• Hidrolik – Mesin bor yang tenaga utamanya menggunakan tenaga dari daya hidrolik
• Pneumatik – Mesin bor yang tenaga utamanya menggunakan tekanan udara
• Uap – Mesin bor yang menggunakan mesin bertenaga uap & pompa (teknologi ini hanya bertahan pada pertengahan abad ke 20)

Mesin sumur bor berdasarkan pipa yang digunakan

• Kabel – menggunakan kabel yang untuk menaikkan & menurunkan bor
• Konvensional — menggunakan pipa bor logam atau plastik dari berbagai jenis
• “Coil tubing” – menggunakan “coil tubing” raksasa & motor pengeboran ke dalam lubang

Mesin sumur bor berdasarkan tingginya

(semua unit peralatan pengeboran hanya menggunakan satu pipa, yng membedakannya adalah berapa banyak pipa yng terhubung & mampu “berdiri” ketika pipa atau bor ditarik dari lubang pengeboran. Biasanya ini dilakukan ketika mengganti mata bor)

• Tunggal (single) – bisa menarik hanya satu bor pipa. Ada atau tidaknya tempat pipa vertikal bervariasi di setiap unit peralatan pengeboran
• Ganda (double) – bisa menampung pipa dua pipa bor yng terhubung
• Triple – bisa menampung tiga pipa bor yng terhubung.

Mesin sumur bor berdasarkan metode rotasi atau metode pengeboran

• Tidak ada rotasi termasuk perlengkapan pendorong & pada perlengkapan yng lain
• Tabel Rotary (Rotary Table) – rotasi yng dicapai dengan adanya perputaran pipa persegi atau hexagonal pada dasar pengeboran
• Top Drive – rotasi & sirkulasi dilakukan di bagian atas string bor, pada motor yng bergerak di lintasan sepanjang derek.
• Sonic — utamanya menggunakan energi getaran untuk memajukan string bor
• Hammer — menggunakan rotasi & kekuatan perkusi (lihat kebawah lubang bor)

Mesin sumur bor berdasarkan posisi derek (tiang penyangga)

• Konvensional – derek pada posisi vertikal
• Miring – derek bisa miring dengan sudut 45 derajat untuk memudahkan pengeboran horisontal

Mesin sumur bor jenis mata bor

Ada berbagai macam mekanisme bor yng dapat digunakan untuk melakukan pengeboran ke dalam tanah. Masing-masing mekanisme memiliki kelebihan & kekurangan diantaranya dalam hal kedalaman yng bisa dicapai, jenis sampel yng bisa didapat, biaya & kecepatan pengeboran.

Ada 2 tipe dasar dari mesin sumur bor yaitu :

• Mesin sumur bor yng menghasilkan serpihan batu,
• Mesin sumur bor yng menghasilkan sampel material lapisan tanah.

Mata Bor Auger

Bor auger merupakan mata bor berbentuk spiral yng dimasukkan kedalam tanah secara berputar; dengan mata bor berbentuk spiral, tanah terangkat pada lubang bor. Batang bor auger yng berongga digunakan untuk tanah yng lunak seperti tanah rawa dimana lubang pengeboran tidak akan tetap terbuka. Pengeboran dengan Auger drilling biasanya digunakan untuk pengeboran lingkungan, pengeboran geoteknik, sistem tanah, & penelitian geokimia pada endapan mineral tanah. “Solid Flight Augers / Bucket Augers” digunakan dalam pengeboran pada konstruksi tanah yng keras. Dalam beberapa kasus, dasar tambang di gali menggunakan Bor Auger. Bor Auger berukuran kecil bisa dipasang dibagian sebuah truk peralatan, sedangkan bor auger berukuran besar digunakan untuk menggali pondasi jembatan.

Pengeboran dengan mata bor Auger biasanya terbatas pada bahan endapan yg umumnya berkarakter lembut atau lemah atau pada batuan yng lapuk sehingga proses pengeboran menjadi lebih cepat & murah biayanya.

Percussion rotary air blast drilling (RAB) / Bor Perkusi

Bor RAB paling sering digunakan pada industri eksplorasi mineral. Bor RAB menggunakan ketukan secara berbasis “palu (hammer)” agar memiliki energi atau tekanan yng kuat atau cukup kuat utk mengebor batuan keras. Bor dari baja padat memiliki rongga dan memiliki “tombol” tungsten dengan ketebalan kurang lebih ~20 mm “tombol” yng menonjol.

Bor RAB utamanya digunakan utk eksplorasi mineral, pengeboran lubang air dan pengeboran lubang peledakan pada tambang, serta aplikasi lain seperti penelitian dan lain-lain. RAB menghasilkan sampel dengan kualitas rendah karena serpihan pengeboran diledakkan di luar lubang pengeboran sehingga bisa terkontaminasi dari kontak batuan lainnya. Pengeboran RAB pada kedalaman ekstrim, jika menemukan air maka lubang akan cepat tersumbat puing-puing hasil pengeboran dan menyulitkan pembersihan. Hal ini bisa diatasi dengan menggunakan “stabilisator” atau yng juga dikenal dengan “reamers” yng merupakan potongan silinder baja yng melekat pada tali bor dan dibuat sangat sesuai dengan ukuran lubang bor. Reamers biasanya memiliki rangkaian gulungan pada sisinya, dan bersama tombol tungsten secara terus menerus mendorong pecahan batuan hasil pengeboran sampai ke permukaan.

Penggunaan kompresor udara bertenaga tinggi yng mendorong udara sebesar 900-1150 cfm udara dengan tekanan 300-350 psi ke dalam lubang, memastikan pengeboran lubang lebih dalam sampai dengan 1250m, dgn tekanan udara yng tinggi, semua potongan batu dan air terdorong keluar sampai permukaan. Namun ini semua tergantung pada kepadatan, berat batu yng di bor dan bagaimana daya tahan mata bor yng digunakan.

Air core drilling (Pengeboran dgn tekanan udara)

Pengeboran dgn tekanan udara serta metode yng terkait dgn pengeboran tersebut menggunakan baja yng sangat keras atau mata bor tungsten utk mengebor endapan tanah. Bor memiliki tiga mata bor utk menembus lapisan endapan tanah. Batang bor berongga dan berisi lapisan dalam yng terhubung pada laras bantang bor pada bagian luar. Stek bor (tanah, batu, pasir, kerikil hasil pengeboran) dikeluarkan oleh injeksi udara yng terkompresi kedalam lubang melalaui daerah annular yng terletak diantara lapisan dalam dan batang bor. Stek bor kemudian terdorong ke permukaan atas pada lapisan dalam dan melewati sistem pemisahan dan penyeleksian sampel yng dikumpulkan apabila diperlukan. Pengeboran berlanjut dgn penambahan batang ke atas batang bor sebelumnya. Pengeboran dgn tekanan udara, kadang-kadang menghasilkan potongan kecil bebatuan.

Metode pengeboran ini digunakan utk mengebor lapisan regolith, alat bor, pisau baja atau tungsten tidak bisa menembus lapisan batuan. Pengeboran dgn tekanan udara lebih disukai daripada pengeboran RAB, karena sampel yng dihasilkan lebih representatif. Pengeboran dgn tekanan udara pada kondisi yng baik, dapat mencapai kedalaman mendekati 300 meter. Stek hasil pengeboran dikeluarkan melalui batang, dan tidak rentan terhadap kontaminasi jika dibandingkan dgn pengeboran konvensional dimana stek keluar ke permukaan melalui rongga antara bagian luar batang bor dan dinding lubang. Hanya saja metode ini lebih mahal dan lebih lambat jika dibandingkan dgn RAB.

Cable tool drilling

Perangkat pengeboran dgn kabel merupakan cara tradisional utk membuat sumur bor. Mayoritas pasokan air sumur berdiameter besar, terutama sumur yng sampai pada akuifer berbatu, bisa diselesaikan dgn menggunakan metode ini. Meskipun metode pengeboran ini dalam beberapa tahun sebagian besar telah digantikan dgn metode pengeboran lain yng lebih cepat, namun metode ini masih menjadi metode yng paling praktis utk pengeboran sumur dgn diameter besar, sumur yng berada pada bebatuan, dan masih digunakan secara luas utk membuat sumur di pedesaan. Efek dari pecahan batu hasil pengeboran, bisa meningkatkan jumlah aliran air pada sumur.

Ada yng disebut dgn pengeboran sumur balistik (kadang-kadang disebut dgn nama “spudders”), perlatan bor utk menggalinya bekerja dgn menaikkan dan menjatuhkan bor. Peralatan pengeborannya terdiri dari batang bor bagian atas, satu set “tabung” (“slider” yng saling mengunci dan berfungsi utk mengirimkan tambahan energi utk mata bor dan membantu menariknya dari lubang jika terkunci dalam lubang) dan mata bor. Selama proses pengeboran, peralatan bor secara berkala ditarik dari lubang bor dan kemudian gayung atau timba diturunkan utk mengumpulkan hasil potongan pengeboran (pecahan batu, tanah, pasir dan lain-lain). Jika lubang bor kering, air ditambahkan sehingga stek bor akan mengalir ke timba tersebut. Timba memiliki tutup yg akan menutup dgn sendirinya ketika timba tersebut diangkat dari sumur bor. Karena bor harus diangkat dan dijatuhkan ke dalam sumur, maka diperlukan casing (ukurannya lebih besar dari pipa luar) yg digunakan utk menahan tanah bagian atas dan menstabilkan lubang bor.

Reverse circulation (RC) drilling / pengeboran sirkulasi terbalik (RC)

Pengeboran RC (“RC Drilling”) mirip dgn pengeboran dgn tekanan udara, bahwa stek bor (pecahan batuan, pasir, tanah dan lain-lain hasil pengeboran) dikeluarkan dari lubang bor melalui bagian dalam batang bor. Mekanisme pengeborannya adalah “pneumatic reciprocating piston” atau yg biasa dikenal dgn “palu (hammer)” yg menggunakan mata bor baja tungsten. Pengeboran RC menggunakan peralatan yg jauh lebih besar dan bisa mencapai kedalaman hingga 500 meter dan banyak digunakan utk eksplorasi mineral. Pengeboran RC lebih lambat dan lebih mahal namun bisa mencapai kedalaman yg lebih baik dari pada pengeboran RAB atau pengeboran dgn tekanan udara.

Diamond core drilling / Berlian inti pengeboran

Merupakan peralatan pengeboran utk eksplorasi dgn industri kelas berlian

Batasan-batasan teknologi mesin sumur bor

Walaupun sudah banyak kemajuan teknologi mesin sumur bor dari tahun ke tahun, namun masih ada beberapa kendala yg perlu diperhatikan dan dicari solusinya. Teknologi pengeboran terus mengalami kemajuan sejak abad ke 19. Namun tetap saja ada beberapa faktor yg menjadi batasan dalam menentukan kedalaman lubang bor, karena bisa mengakibatkan lubang tersebut rusak.

Semua lubang harus mempertahankan diameter luar, diameter lubang harus tetap lebih besar daripada diameter batang, jika tidak maka batang tidak bisa masuk sehingga proses pengeboran tidak bisa dilanjutkan. Gesekan yg disebabkan oleh proses pengeboran akan cendrung mengurangi diameter luar dari batang bor. Hal ini berlaku utk semua metode pengeboran. Casing merupakan penutup yg melindungi lubang terhadap runtuhnya dinding lubang sumur selama pengeboran, biasanya terbuat daru logam atau PVC.

Keterbatasan utama pada teknik perkusi (RAB) adalah tekanan udara. Udara harus masuk ke piston pada tekanan yg cukup utk mengaktifkan tindakan reciprocating, dan kemudian mata bor dgn kekuatan yg cukup menghancurkan dan menembus lapisan tanah. Dengan makin dalamnya lubang, memerlukan kompresor yg lebih besar utk mencapai tekanan yg dibutuhkan. Kemudian air tanah makin bertambah dan menngkatkan tekanan di dalam tanah. Udara di dalam tanah harus memiliki tekanan yg cukup utk mengatasi tekanan air tersebut. Kemudian udara harus mampu membawa stek ke permukaan.

Penelitian teknologi mesin sumur bor baru

Ada beberapa upaya penelitian tentang mesin sumur bor utk mencapai hasil yg diinginkan dan mengurangi batasan teknologi pengeboran sebelumnya. Penelitian yg paling terkenal adalah teknologi yg berdasar pada pemanfaatan air jet, kimia plasma, hydrothermal spalasi atau laser. Tim penelitian telah berkeliling dunia utk mengembangkan teknologi tersebut dalam jangka waktu yg lama.

Saat ini penggunaan energi plasma listrik tingkat tinggi menunjukkan hasil yng sangat menjanjikan pada aplikasi pengeboran di kedalaman. Pendekatan ini memiliki potensi utk menggantikan teknologi pengeboran konvensional karena memiliki beberapa keunggulan salah satunya adalah mampu menghasilkan lubang bor dgn diameter besar secara konstan tanpa sering melakukan pergantian mata bor. Hal ini akan lebih efektif dari segi waktu dan biaya. Teknologi ini sedang dalam tahap penelitan dan memerlukan banyak dukungan, dan nantinya akan bisa membawa perubahan besar pada teknologi pengeboran

Teknologi masih dalam tahap penelitian dan memerlukan dukungan kuat, jika penelitian teknologi ini selesai akan dapat membawa perubahan besar dalam dunia pengeboran sumur.

Penyebab penyimpangan lubang bor

Kebanyakan lubang bor mengalami sedikit penyimpangan dari lintasan yg direncanakan. Hal ini dikarenakan dorongan atau tekanan torsi yg berbalik karena pengaruh pengeboran, fleksibilitas batang baja terutama pada sambungan, rekasi terhadap pencemaran dan perbedaan struktur lapisan batu atau tanah bisa memberikan pengaruh yg berbeda terhadap batang bor sehingga bisa bergerak menyimpang dari yg direncanakan. Selain itu, lubang cenderung mengalami penyimpangan ke atas, karena batang bor bisa melenceng karena efek pengeboran di dasar. Oleh karena itu penyimpangan lubang bor harus disurvai terlebih dulu, apakah informasi tentang penyimpangan tersebut akan bermanfaat atau tidak. Kadang-kadang di permukaan bisa mengimbangi kondisi yg terjadi dibawah tanah, sehingga walaupun ada penyimpangan, lubang bor akan berakhir pada titik atau dekat titik yg direncanakan.

Peralatan Pendukung Pengeboran

Mesin sumur bor tidak bisa bekerja sendiri, ada beberapa peralatan pendukung pengeboran yg harus ada pada saat proses pengeboran. Peralatan pengeboran setidaknya menyertakan beberapa item berikut :

• Mata Bor : salah satu perangkat inti yg berguna utk menembus dan memecah lapisan tanah yg bisa berupa endapan, tanah, pasir, kerikil bahkan batuan
• Pipa bor : tabung berongga yg digunakan utk menghubungkan peralatan permukaan utk perakitan bawah lubang dan bertindak sebagai saluran utk cairan pengeboran.
• Lift : perangkat pencengkeram yg digunakan utk mengaitkan / memegang pipa bor atau casing utk menurunkan atau mengangkat (pipa atau casing) ke dalam atau keluar dari lubang bor.
• Lumpur bermotor: perangkat hidrolik diposisikan tepat di atas mata bor yg digunakan untuk memutar mata bor secara independen.
• pompa lumpur: pompa yg digunakan untuk mengalirkan cairan pengeboran melalui sistem.
• Tangki Lumpur : sering disebut lubang lumpur, menyediakan cairan cadangan pengeboran sampai diperlukan saat pengeboran.
• Rotary table: Untuk memutar bor bersama dgn alat-alat terpasang.
• pengocok Shale: memisahkan potongan bor dari fluida pengeboran sebelum dipompa kembali ke lubang bor.

Ahli sumur bor Jogja dengan pengalaman dan peralatan yang lengkap siap melayani Anda

Jika Anda bermaksud untuk membuat sumur bor di Jogja segera hubungi kami, Kami ahli sumur bor Jogja selalu siap melayani permintaan dan kebutuhan Anda akan sumur bor, baik untuk kebutuhan pribadi, kantor, instansi, rumah sakit, perhotelan dan lain-lain.

Untuk informasi lebih lanjut silahkan hubungi

• Mas Pono :
• Telp / WA / SMS : 0857 2940 2900
• Telp / SMS : 0877 3801 2623