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

Abstract

AbstrakPenambahan 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.