Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL
Vol. 15 No.

## Analisa Unjuk Kerja Sucker Rod Pump C Metode Pengangkatan Buatan
Edward Hamid Muhammad 1* , Hadziqul Abror
1,2,3,4,5 Teknik
1* edwardhamidm@gmail.com

## Abstract
The  oil  production  process  is  the  process  of  extracting  oil from  the  reservoir  using  the  wells  that have  been  made.  In  the production process there are three stages, namely primary recovery, secondary recovery and tertiary recovery. At the primary recovery stage there are two methods, namely production using natural reservoir energy (natural flow) and production using artificial lift methods (artificial lift). There are two basic principles of artificial lift, namely gas lift and pumps. The principle of the gas lift is to inject gas into the bottom of the well thereby reducing the density and pressure gradient of the reserv fluid so that the fluid flows more easily. While the principle of the pump is to provide additional energy (head) to lift the fluid. The type of pump that is often used for shallow wells is influenced by the characteristics of the well and reservoir such as pressure, well productivity, physical properties of the fluid, as well as the depth of the well and the dimensions of the sucker rod pump. In this study, the factors studied were the physi properties of the fluid, namely the API of the fluid with variations of API 15 efficiency (Ev) of 90% and 70%. From the analysis carried out, the results obtained a). For API 15° and Ev 90% fluids: 759 stb/day and 39 hp prime mover power; and for API 15° and Ev 70%: 591 stb/day and prime mover power of 32.2 hp. b). For API 45° and Ev 90% fluids: 783 stb/day and prime mover power of 34.3 hp; and for API 45° and Ev 70%: 609 stb/day and prime mover power of 28.6 hp.
Keywords: Sucker rod pump, Artificial lift, Power requirement

## Abstrak
Proses  produksi  minyak  merupakan  proses  pengambilan  minyak dibuat.  Dalam proses produksi terdapat tiga  tahap yaitu tahap primary recovery terdapat dua metode yaitu produksi dengan metode pengangkatan buatan ( gas  lift) dan  pompa. Artificial  lift dengan mengangkat fluida. Adapun jenis pompa yang sering digunakan untuk sumur dangkal sucker  rod  pump dipengaruhi  oleh  sifat  sumur  dan  reservoir  seperti  tekanan,  produktivitas  sumur,  sifat  fisik  fluida,  serta kedalaman  sumur  dan  dimensi  dari sucker  rod  pump mempertimbangkan kondisi ini agar mampu bekerja secara optimal yaitu  API  fluida  dengan  variasi  API  15 o dan  API analisis yang dilakukan didapatkan hasil a). Untuk fluida API 15° dan 39 hp; serta untuk API 15° dan Ev 70% didapatkan 591 Ev 90% didapatkan 783 stb/day dan daya prime mover mover 28,6 hp.
Kata kunci: Pompa angguk, Pengangkatan buatan

## 1. Pendahuluan
Ada dua kegiatan utama dalam industri perminyakan, yaitu  kegiatan  di  hulu  dan  di  hilir.  Operasi  di  hulu
Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## URNAL T eknik M esin
No. 2 (2022) 96 - 102 ISSN Media Elektronik:
Sucker Rod Pump C-228 D – 213 – 86-7466 Metode Pengangkatan Buatan Produksi Minyak Bumi untuk API 15 ° dan 45 °
Hadziqul Abror 2* , Eriska Eklezia Dwi Saputri 3 , Riska Laksmita Sari Welayaturromadhona 5
Teknik Perminyakan, Fakultas Teknik, Universitas Jember edwardhamidm@gmail.com 2* hadziqulabror@unej.ac.id
The  oil  production process  is  the  process  of  extracting  oil  from  the  reservoir  using  the  wells  that  have  been  made.  In  the cess there are three stages, namely primary recovery, secondary recovery and tertiary recovery. At the primary recovery stage there are two methods, namely production using natural reservoir energy (natural flow) and production using s (artificial lift). There are two basic principles of artificial lift, namely gas lift and pumps. The principle of the gas lift is to inject gas into the bottom of the well thereby reducing the density and pressure gradient of the reserv the fluid flows more easily. While the principle of the pump is to provide additional energy (head) to lift the The type of pump that is often used for shallow wells is Sucker Rod Pump. The performance of the sucker rod pump is racteristics of the well and reservoir such as pressure, well productivity, physical properties of the fluid, as well as the depth of the well and the dimensions of the sucker rod pump. In this study, the factors studied were the physi fluid, namely the API of the fluid with variations of API 15 o and API 45 o , as well as the pump volumetric efficiency (Ev) of 90% and 70%. From the analysis carried out, the results obtained a). For API 15° and Ev 90% fluids: 759 mover power; and for API 15° and Ev 70%: 591 stb/day and prime mover power of 32.2 hp. b). For API 45° and Ev 90% fluids: 783 stb/day and prime mover power of 34.3 hp; and for API 45° and Ev 70%: 609 stb/day and
Power requirement.
merupakan  proses  pengambilan  minyak  dari  reservoir  dengan  menggunakan roses produksi  terdapat tiga tahap  yaitu primary recovery , secondary recovery dan tertiary recovery terdapat dua metode yaitu produksi menggunakan tenaga dorong alami reservoir produksi dengan metode pengangkatan buatan ( artficial lift). Terdapat dua jenis dasar artificial lift , yaitu dengan injeksi gas dengan  pompa  adalah  upaya  memberikan  tambahan  energi  dari  luar  ( yang sering digunakan untuk sumur dangkal adalah Sucker Rod Pump dipengaruhi  oleh  sifat  sumur  dan  reservoir  seperti  tekanan,  produktivitas  sumur,  sifat  fisik  fluida,  serta sucker  rod  pump .  Oleh  karena  itu, sucker  rod  pump harus  dides agar mampu bekerja secara optimal. Dalam penelitian ini, faktor yang dikaji sifat fisik fluida dan  API  45 o ,  serta  efisiensi  volumetrik  pompa  ( Ev )  sebesar  90%  dan  70%.
a). Untuk fluida API 15° dan Ev 90% didapatkan 759 stb/day dan daya 70% didapatkan 591 stb/day dan daya prime mover 32,2 hp. b). Untuk fluida API 45° dan prime mover 34,3 hp; serta untuk API 45° dan Ev 70%: 609 stb/day
engangkatan buatan, Kebutuhan daya
Ada dua kegiatan utama dalam industri perminyakan, yaitu  kegiatan  di  hulu  dan  di  hilir.  Operasi  di  hulu
meliputi  pengeboran,  produksi,  dan  transportasi. Produksi  adalah  proses  dimana  minyak  diekstraksi dari  sumur.  Pada  proses  produksi  ini  terdapat  tiga

## esin
ISSN Media Elektronik: 2655-5670

## 7466 Sebagai Bumi
, Riska Laksmita Sari 4 ,
The  oil  production  process  is  the  process  of  extracting oil from  the  reservoir  using  the  wells that  have  been  made.  In  the cess there are three stages, namely primary recovery, secondary recovery and tertiary recovery. At the primary recovery stage there are two methods, namely production using natural reservoir energy (natural flow) and production using s (artificial lift). There are two basic principles of artificial lift, namely gas lift and pumps. The principle of the gas lift is to inject gas into the bottom of the well thereby reducing the density and pressure gradient of the reservoir the fluid flows more easily. While the principle of the pump is to provide additional energy (head) to lift the Sucker Rod Pump. The performance of the sucker rod pump is racteristics of the well and reservoir such as pressure, well productivity, physical properties of the fluid,
as well as the depth of the well and the dimensions of the sucker rod pump. In this study, the factors studied were the physical , as well as the pump volumetric efficiency (Ev) of 90% and 70%. From the analysis carried out, the results obtained a). For API 15° and Ev 90% fluids: 759 mover power; and for API 15° and Ev 70%: 591 stb/day and prime mover power of 32.2 hp. b). For API 45° and Ev 90% fluids: 783 stb/day and prime mover power of 34.3 hp; and for API 45° and Ev 70%: 609 stb/day and
menggunakan  sumur  yang  telah tertiary recovery . Pada ( natural flow) dan , yaitu dengan injeksi gas memberikan  tambahan  energi  dari  luar  ( head )  untuk Sucker Rod Pump. Kinerja dari dipengaruhi  oleh  sifat  sumur  dan  reservoir  seperti  tekanan,  produktivitas  sumur,  sifat  fisik  fluida,  serta harus  didesain  dengan
, faktor yang dikaji sifat fisik fluida sebesar  90%  dan  70%.  Dari dan daya prime mover 32,2 hp. b). Untuk fluida API 45° dan stb/day dan daya prime
dan  transportasi.
Produksi  adalah  proses  dimana  minyak  diekstraksi .  Pada  proses  produksi  ini  terdapat  tiga
Edward Hamid Muhammad 1* , Hadziqul Abror 2* , Eriska Eklezia Dwi Saputri 3 , Riska Laksmita Sari 4 , Welayaturromadhona 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 96 - 102
tahap  yaitu primary  recovery , secondary  recovery, dan tertiary  recovery .  Pada  tahapaan primary recovery adalah  cara  memproduksikan  sumur  secara alamiah  dengan  tekanan  reservoir  yang  ada menggunakan  pompa,  baik  pompa  angguk  maupun pompa submersible atau dengan gas lift dengan tujuan agar  kolom fluida lebih  ringan sehingga  minyak  bisa mengalir. Sedangkan  pada  tahap secondary  recovery dilakukan dengan pendorongan air (water flood) atau pendorongan  gas (gas  flood) . Tertiary  recovery dilakukan dengan cara menginjeksikan air yang sudah ditambahkan  zat  kimia  (polimer,  surfaktan), menginjeksikan  gas  yang miscible (larut)  dalam minyak,  menginjeksikan  uap  air  (untuk  menurunkan viskositas), atau menginjeksikan mikroba.
Pada awal dilakukannya kegiatan produksi, digunakan fase primary  recovery ,  yaitu  sumur  diproduksikan dengan tenaga pendorong alaminya (natural flow) dan sumur  diproduksikan  dengan  metode  pengangkatan buatan (artificial  lift) .  Untuk  metode natural  flow , fluida  naik  ke  permukaan  dengan  sendirinya,  seperti melalui  rembesan  minyak serta melalui tubing akibat tekanan  dari  reservoir.  Jika  metode artificial  lift merupakan  metode  pengangkatan  buatan  pada  fluida pemboran  dengan  alat  produksi  agar  fluida  tersebut dapat  diangkat  ke  permukaan.  Salah  satu  contoh penerapan artificial lift yaitu penggunaan gas lift dan pompa.  Ada  banyak  jenis  pompa  diantaranya sucker rod  pump , electric  submersible  pump,  progressive cavity pump .[1]
Sucker  rod  pump adalah  metode  pengangkat  buatan yang  memiliki  jumlah  instalasi  tertinggi  di  seluruh dunia  saat  ini,  sehingga  nilai  ekonomi  produksinya menjadi  sangat  penting.  Untuk  mengevaluasi keefektifan ekonomi dari operasi pemompaan batang, kita  menghitung  biaya  pengangkatan  per  volume cairan  yang  diproduksi.  Penyusunan  pengeluaran operasional  yang  paling  menentukan  dalam  hal  ini terkait  dengan  penggunaan  tenaga  listrik  sistem karena sebagian besar instalasinya saat ini digerakkan oleh motor listrik.[2]
Jenis pompa yang akan dipasang dipilih sesuai dengan kondisi  dan  sifat  fluida  di  reservoir  yang  akan dipompa. Sucker rod pump merupakan salah satu jenis metode  pengangkatan  buatan  yang  paling  umum digunakan,  salah  satunya  di  Indonesia  karena harganya yang relatif lebih murah dan kemampuannya untuk  digunakan  pada  berbagai  laju  aliran  dengan cairan dengan komposisi dan viskositas yang berbeda. Pengoperasiannya  juga  fleksibel,  karena  kecepatan dan panjang langkah pompa dapat disesuaikan dengan
kondisi  lapangan.  Kerusakan  pada  pompa  SRP  dapat disebabkan  antara  lain  oleh  pembentukan  pasir  di bawah  permukaan  dan  pembentukan  kerak  kapur  di dalam pompa [3].
Sucker rod pump adalah salah satu alat pengangkatan buatan  dimana  alat  tersebut  memberikan  energi mekanik  untuk  mengangkat  minyak  dari  sumur  ke permukaan.  Penggunaan sucker  rod  pump dinilai efisien,  sederhana,  dan  mudah  dioperasikan  oleh orang-orang  lapangan.[4] Sucker  rod  pump dapat memompa  sumur  ke  tekanan  yang  sangat  rendah untuk  memaksimalkan  tingkat  produksi  minyak. sucker rod pump dapat digunakan untuk lubang sumur yang  tipis, completion  ganda ,  dan  minyak  bersuhu tinggi  dan  kental.  Sistem  ini  juga  mudah  diubah  ke sumur  lain  dengan  biaya  minimum.  Kerugian  utama dari sucker  rod  pump meliputi  adanya  gesekan berlebihan  pada  lubang  sumur  yang  bengkok/ menyimpang,  sensitif  terhadap  benda  padat,  efisiensi yang  rendah  dalam  sumur  gas,  kedalaman  yang terbatas karena kapasitas rod (batang), dan sulit dalam penggunaan operasi lepas pantai.[5]
Beam  rod  pumping adalah  metode sucker  rod  pump yang paling banyak diterapkan yang ditunjukkan pada Error! Reference source not found. . Metode ini juga akan menjadi fokus utama penelitian ini. Ini terutama terdiri dari unit permukaan dan di bawah permukaan. Unit permukaan memiliki beberapa variasi berdasarkan  ukuran  dan  aplikasi.  Tiga  jenis  utama adalah  Tipe A,  C ,  dan M .  Tipe A (Air  balanced), model  ini  menggunakan  udara  terkompresi  untuk mengimbangi  beban  yang  berasal  dari  komponen rods .  Sistem  ini  memiliki  kontrol  udara  otomatis setelah  operator  menyetel  tekanan  yang  diperlukan untuk  pengoperasian.  Manfaat  dari  tipe  ini  adalah pengurangan berat, biaya pemasangan dan transportasi yang lebih rendah.[6]
Tipe  M (Mark  II) tujuan  model  ini  adalah  untuk menurunkan torsi dan kebutuhan daya penggerak dan memastikan  variasi  torsi  absolut  yang  lebih  tinggi sepanjang  siklus  pemompaan.  Tipe  C  adalah beam rod  pump konvensional,  dimana  unit sucker  rod memiliki  pengaturan  ukuran  yang  berbeda  di  mana panjang  langkah  bervariasi  di  setiap  kategori  dengan menyesuaikan pitman  arm pada crank  arm sehingga secara  umum  panjang  langkah  dapat  mencapai  12 hingga  hampir  200  inch.  Dan  juga,  beban  pada komponen counterbalance digunakan untuk mengimbangi beban di rod ,  yang  berubah tergantung
Edward Hamid Muhammad Saputri 3 , Riska Laksmita Sari Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol
ada panjang dan
properties

## Gambar 1. Beam Rod Pump [8]
Sistem pompa angguk, dapat diuraikan menjadi sistem di  permukaan  dan  sistem  di  bawah  permukaan. Komponen  yang  terdapat  di  permukaan  termasuk prime  mover,  gearbox,  polished  rod Komponen  pada  bawah  permukaan  termasuk string,  tubing, dan pump  barrel .  Unit  pemompaan  di permukaan mengubah  gerakan memutar menjadi  gerakan  osilasi  untuk  menggerakan rod di  dalam  pipa. Polished  rod pendorong  di  dalam  pompa  lubang  bawah  yang menggabungkan silinder (laras) dan piston (pendorong)  dengan  katup  untuk  mentransfer  cairan sumur  ke  dalam  pipa  dan  memindahkannya  ke permukaan [9].
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik kinerja dan kebutuhan daya serta laju alir produksi dari sucker  rod pump C-228 D 7466.

## 2. Metode Penelitian
2.1. Diagram Alir Penelitian
Diagram  alir  dimaksudkan  untuk  menggambarkan langkah-langkah penelitian dimulai dari pengumpulan data hingga hasil dari design yang dilakukan dapat  diselesaikan  sesuai  dengan  yang  direncanakan. Gambar 2 menunjukkan alur pelaksanaan penelitian.
Edward Hamid Muhammad 1* , Hadziqul Abror 2* , Eriska Eklezia Dwi , Riska Laksmita Sari 4 , Welayaturromadhona Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 96 -
properties
fluida.[7]

## [8]
Sistem pompa angguk, dapat diuraikan menjadi sistem di  permukaan  dan  sistem  di  bawah  permukaan. Komponen  yang  terdapat  di  permukaan  termasuk prime  mover,  gearbox,  polished  rod dan wellhead . Komponen  pada  bawah  permukaan  termasuk rod .  Unit  pemompaan  di permukaan mengubah gerakan memutar prime mover ggerakan polished menggerakkan pendorong  di  dalam  pompa  lubang  bawah  yang menggabungkan silinder (laras) dan piston ng)  dengan  katup  untuk  mentransfer  cairan sumur  ke  dalam  pipa  dan  memindahkannya  ke
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik kinerja dan kebutuhan daya serta laju alir 228 D –  213 – 86-
Diagram  alir  dimaksudkan  untuk  menggambarkan dimulai dari pengumpulan data hingga hasil dari design yang dilakukan sehingga yang  direncanakan. Gambar 2 menunjukkan alur pelaksanaan penelitian.

## Gambar 2. Diagram Alir Penelitian

## 2.2. Pengumpulan Data
Design sucker  rod  pump ,  dimulai  dengan  kegiatan pengumpulan  data,  seperti:  observasi  lapangan  dan hasil studi literatur baik dari buku, internet serta hasil wawancara dengan pihak yang lebih mengerti tentang sucker rod pump .
2.3. Desain Sucker Rod Pump
Setelah  data  yang  dibutuhkan  lengkap, selanjutnya adalah  melakukan proses proses design yang  dilakukan  dengan model matematis yaitu perhitungan pada minimum Polished Rod Load, Counterweights, Limit,  Peak  Torque,  Plunger  Stroke  Length,  Flow Rate,  dan Kebutuhan  Daya.  Detail  langkah adalah sebagai berikut [10]:
1. Maximum Polished Rod Load.
Polished  rod  load adalah  jumlah  dari yang diangkat, berat plunger , berat sucker rod beban  dinamis  akibat  percepatan,  gaya  gesek,  dan gaya  dorong  ke  atas  dari  bawah  pada PRL max dapat dicari menggunakan persamaan
𝑷𝑹𝑳 𝒎𝒂𝒙 = 𝑾 𝒇 − 𝑺 𝒇 (𝟔𝟐, 𝟒) 𝑾 𝒓 𝜸 𝒔 + 𝑾 𝒓
S f = Specific gravity fluida dalam W f
= Berat fluida, lbs.
W r = Berat rod string di udara, lbs.
ɣ f = Berat spesifik besi (490 lb/ft
, Eriska Eklezia Dwi , Welayaturromadhona 5
- 102
. Diagram Alir Penelitian ,  dimulai  dengan  kegiatan pengumpulan  data,  seperti:  observasi  lapangan  dan studi literatur baik dari buku, internet serta hasil yang lebih mengerti tentang
Setelah  data  yang  dibutuhkan  lengkap,  langkah selanjutnya  adalah  melakukan proses design , tahapan dengan  menggunakan pada maximum &
, Counterweights, Speed Peak  Torque,  Plunger  Stroke  Length,  Flow
Detail  langkah  desain
dari  berat  fluida sucker rod string , beban  dinamis  akibat  percepatan,  gaya  gesek,  dan gaya  dorong  ke  atas  dari  bawah  pada plunger. Nilai dapat dicari menggunakan persamaan 1.
𝒓 + 𝑾 𝒓 𝑭 𝟏 (1)
fluida dalam tubing .
, lbs.
(490 lb/ft 3 ).
Edward Hamid Muhammad 1* , Hadziqul Abror 2* , Eriska Eklezia Dwi Saputri 3 , Riska Laksmita Sari 4 , Welayaturromadhona 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 96 - 102
F 1 = Nilai faktor unit sucker rod pump .
2. Minimum Polished Rod Load.
Polished rod load minimum terjadi pada saat traveling valve terbuka sehingga berat kolom fluida dipikul oleh tubing dan  bukan  oleh rod .  Beban  minimum  berada pada  atau  di  dekat  puncak  langkah.  Dimana mengabaikan berat plunger dan adanya gesekan. Nilai PRL min dapat dicari menggunakan persamaan 2.
PRL = −S (62.4) + W + W F (2) S f
= Specific gravity fluida dalam tubing .
W f = Berat fluida, lbs. W r = Berat rod string di udara, lbs.
ɣ f = Berat spesifik besi (490 lb/ft 3 ).
F 1 = Nilai faktor unit sucker rod pump .
3. Counterweights.
Untuk  mengurangi  kebutuhan  daya prime  mover , counterbalance digunakan  pada walking  beam atau rotary  crank .  Beban  penyeimbang  ideal  adalah  nilai rata-rata polished  rod  load .  Nilai counterweights dapat dicari menggunakan persamaan 3.
C = (PRL + PRL ) (3)
PRL max = Nilai PRL max , lbs.
PRL min = Nilai PRL min , lbs.
4. Speed Limit dan Peak Torque.
Speed Limit adalah nilai batasan kecepatan dari suatu unit sucker  rod  pump. Nilai speed  limit dapat  dicari menggunakan persamaan 4.
N = × (4) L = Maximum allowable acceleration factor . S = Polished rod stroke length , inch. c/h = Crank to pitman ratio.
Torsi puncak adalah saat beban puncak ( polished rod ) terjadi  ketika crank  length efektif  juga  maksimum (ketika crank  arm horizontal).  Nilai  torsi  puncak dapat dicari menggunakan persamaan 5.
T = S W +
(5)
S = Polished rod stroke length , inch. W f
= Berat fluida, lbs.
N = Speed limit , SPM.
5. Plunger Stroke Length.
Gerakan  pada plunger tergantung  pada  sejumlah faktor  termasuk  gerakan  pada polished  rod ,  sucker rod, dan tubing .
S = S − W + − (6) S = Polished rod stroke length , inch. E = Modulus of elasticity of steel
(30 ✖ 10 6 lb/in 2 ).
W f = Berat fluida, lbs. N = Speed limit , SPM. M = Machinery factor .
A r
= Cross-sectional area of rods , in 2 .
A t = Tubing inner cross-sectional area , in 2 .
6. Flow Rate.
Laju  alir  cairan  yang  dihasilkan  dari  produksi  unit sucker  rod  pump .  Nilai laju  alir dapat  dicari menggunakan persamaan 7.
q = 0,1484 (7) A p
= Gross plunger cross-sectional area , inch 2 .
N
= Speed limit , SPM. S p
= Plunger Stroke Length , inch.
E v = Pump volumetric efficiency . B o = Fluid formation volume factor,rb/stb .
7. Kebutuhan Daya.
Dalam  mengangkat  fluida  ke  permukaan  dibutuhkan daya.  Dimana  komponen prime  mover harus berukuran  tepat  untuk  memberikan  daya  yang  cukup untuk mengangkat cairan dalam proses produksi. Pada penentuan  nilai hydraulic power dibutuhkan  nilai net lift dan  memperhitungkan  adanya  faktor friction  loss sehingga  kebutuhan  daya  pada prime  mover bisa diketahui . Nilai net  lift dapat  dicari  menggunakan persamaan 8.
L = H + , (8)
H = Depth to the liquid level in annulus, ft.
P tf = Flowing tubing head pressure, psig.
ɣ l = Specific gravity of production fluid .
Pada  pengangkatan  fluida  ke  atas  dibutuhkan  daya. Daya  yang  diperlukan  untuk  mengangkat  fluida disebut “hydraulic  power” .  Nilai hydraulic  power dapat dicari menggunakan persamaan 9
Edward Hamid Muhammad 1* , Hadziqul Abror 2* , Eriska Eklezia Dwi Saputri 3 , Riska Laksmita Sari 4 , Welayaturromadhona 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 96 - 102
P = 7,36 × 10 qγ L (9)
q = Depth to the liquid level in annulus, ft.
ɣ l = Specific gravity of production fluid.
L N = Net lift, ft.
Saat  proses  terjadinya  pengangkatan  fluida  akan  ada gesekan antara fluida yang mengakibatkan kebutuhan daya  bertambah.  Sehingga  nilai  kerugian  akibat gesekan disebut “ friction losses”.

## P = 6,31 × 10 W SN (10)
W r = Berat rod string di udara, lbs.
S = Polished rod stroke length , inch. N = Speed limit , SPM.
Kebutuhan daya yang diperlukan prime mover didapat setelah  penjumlahan  dari  nilai safety  factor pada pompa dan dari hydraulic power serta adanya friction losses. Nilai friction losses dapat dicari menggunakan persamaan 11
P = F (P + P ) (11) F s = Safety factor to prime mover power . P h = Hydraulic power , hp .
P f
= frictional loss es, hp.
Data  yang  telah  dikumpulkan  termasuk  data  dimensi dari beam rod pump disajikan dalam bentuk Tabel 1.
Tabel 1. Tabel Data Dimensi C-228 D – 213 – 86 – 7466 Data Nilai Satuan Beam dimension 1 (d1) 96,05 in. Beam dimension 2 (d2) 111 in. Crank length (c): 37 in. Crank  to  pitman  ratio (c/h): 0,3246
Berikut adalah data yang telah dikumpulkan termasuk data operasional dari beam rod pump dan data sumur yang  dimana  keseluruhan  nilai  variabel  data  yang didapat  diasumsikan  melalui  beberapa  pendekatan keadaan  sumur  aslinya  dari  studi  literatur,  disajikan dalam  bentuk  Tabel  2.  Dilakukan  perbandingan  pada variabel  kondisi oil  gravity dan pump  volumetric efficiency yang berbeda guna mengetahui kemampuan dari sucker rod pump type pumping C-228 D – 213 – 86 – 7466 . Data yang tertera pada Tabel 1 diperlukan untuk mendesign sucker rod pump .
Tabel 2. Tabel Parameter Data Operasional Data Nilai Satuan Kedalaman  penempatan pompa (D): 2900 ft Kedalaman  level  cairan di annulus (H): 2900 ft Tekanan alir tubing head (p tf ): 100 Psia OD tubing (d to ): 3,5 in. ID tubing (d ti ): 2,992 in. Diameter plunger (d p ): 2,5 in. Rod section 1(top), diameter (d r1 ): 1 in. Rod  section  2,  diameter (d r2 ): 0,875 in. length: 2900 ft Rod  section  3,  diameter (d r3 ): 0,625 in. Rod  section  4,  diameter (d r4 ): 0,5 in. Oil gravity: 45 15 o API Maximum allowable acceleration factor (L): 0,265 Fluid  formation  volume factor (Bo): 1,2 rb/stb Efisiensi volumetric pompa 0,9 0,7

## 3.   Hasil dan Pembahasan
Dalam  mendesain sucker  rod  pump hal  yang  perlu diperhatikan  adalah  tekanan  dari  pompa  ( head ) dimana dari mengetahui tekanan maka dapat diketahui kemampuan  pompa  untuk  memompa  fluida  yang terdapat  di  formasi  dimana  kemampuan  pompa dipengaruhi  oleh  faktor  panjang stroke dari  pompa dan  kecepatan  pompa.  Dalam  perhitungan  digunakan dua  perbandingan  nilai  API  yaitu  15°  dan  45°.  Hasil perhitungan  kedua  perbandingan  API  dapat  dilihat pada  Tabel  3,  dimana  diperoleh  hasil maximum polished  rod  load pada  API  15°  dan  45°  sebesar 13.491  lbs  dan  12.603  lbs,  dimana  nilai maximum polished  rod  load yang  tercantum  pada  spesifikasi sebesar  21.300  lbs. Pada  nilai peak torque nilai  pada API 15°  dan  45°  sebesar 226.951 in/lbs dan  205.322 in/lbs, dimana nilai peak torque yang tercantum pada spesifikasi  adalah  228.000  in/lbs.  Pada  nilai  panjang langkah maximum didapat  hasil    pada  API  15°  dan 45°  sebesar  77  inci  dan  80  inci,  dimana  nilai  dalam spesifikasi  dari  panjang  langkah maximum adalah  86 in. Sehingga dalam perencanaan sucker rod pump type pumping  C-228  D  –  213  –  86  –  7466 kedua perbandingan antara API 15° dan 45° telah memenuhi syarat dalam dilaksanakannya proses penggunaannya. Hal  ini  dikarenakan  pada  seluruh  perhitungan  pada nilai maximum  polished  road  load,  efisiensi  panjang plunger  stroke, dan peak  torque dibawah  nilai  dari spesifikasi sucker rod pump type pumping C-228 D – 213 – 86 – 7466 .
Edward Hamid Muhammad 1* , Hadziqul Abror 2* , Eriska Eklezia Dwi Saputri 3 , Riska Laksmita Sari 4 , Welayaturromadhona 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 96 - 102
Tabel 3. Tabulasi Hasil Perhitungan Data Nilai Satuan API 15 ° API 45 ° Maximum PRL 13491 12603 lbs. Minimum PRL 3755 4361 lbs. Counterweights 8926 8179 lbs. Speed Limit 18 18 SPM Peak Torque 226951 205322 in/lbs Panjang Plunger Stroke 77 80 in Liquid Production Rate Ev: 0,9 759 783 stb/day Ev: 0,7 591 609 Net Lift 3123 3085 ft Hydraulic Power Ev: 0,9
20,24 17,11 hp
Ev: 0,7 15,74 13,31 Power Friction Loss 5,8 5,8 hp Power Prime Mover Ev: 0,9 39 34,3 hp Ev: 0,7 32,2 28,6
Pada  penentuan  laju  alir  produksi  dan  kebutuhan daya,  hal  yang  mempengaruhi  nilai  tersebut  adalah faktor  dari  kedalaman,  tekanan, specific  gravity ,  dan pump  volumetric  efficiency. Pada  penelitian  ini digunakan  perbandingan  nilai  API  15°  dan  API  45° lalu  perbandingan  nilai pump  volumetric  efficiency (Ev) 90% dan  70%.  Pada  hasil  perhitungan  didapat nilai  laju  produksi API  15° pada Ev 90%  dan  70% sebesar 759 stb/day dan 591 stb/day . Sedangkan nilai laju produksi API 45° pada Ev 90% dan 70% sebesar 783 stb/day dan  609 stb/day. Hasil  yang  didapat menunjukkan  bahwa  semakin  rendah  nilai  API  maka nilai  viskositas/kekentalan  fluida  semakin  meningkat sehingga  akan  mempengaruhi  nilai  laju  produksinya. Dari  perhitungan  didapatkan  kemampuan  angkat fluida/laju alir yang mampu dihasilkan dari sucker rod pump  type  pumping  C-228  D  –  213  –  86  –  7466 berkisar  pada  nilai  759-783 stb/day untuk  efisiensi pumpa Ev 90%,  dan  591-606 stb/day untuk  efisiensi pumpa Ev 70%.  Dari  perhitungan  diperoleh  rentang laju  alir  yang  dihasilkan  pompa  ini  tidak  terlalu berbeda  jauh,  diferensiasi  rendah,  hal  ini  berarti pompa jenis ini mampu beroperasi dengan baik untuk memproduksikan  minyak  berat  (API  rendah)  dan minyak ringan (API tinggi).
Pada  hasil  perhitungan power  prime  mover API  15° pada Ev 90%  dan  70% sebesar  39  hp  dan  32,2  hp. Sedangkan nilai power prime mover API 45° pada Ev 90%  dan  70% sebesar  34,3  hp  dan  28,6  hp. Kebutuhan  daya  pada prime  mover dihasilkan  dari penambahan hydraulic power dan power friction loss yang  sebesar  5,8  hp.  Daya  listrik  yang  dibutuhkan prime  mover API  15°  pada Ev 90%  dan  70% adalah 29,05  kW  atau  24,02  kW,  sedangkan  pada  API  45° pada Ev 90%  dan  70% adalah  25,56  kW  atau  21,31 kW.
Berdasarkan  data-data  yang  diperoleh  dapat  dilihat bahwa  hasil  dari  perhitungan  dengan  skenario  nilai
API  dan  efisiensi  pompa  menunjukkan  bahwa semakin rendah nilai API dibutuhkan daya listrik yang lebih besar untuk  beroperasinya prime mover, hal ini karena  nilai  API  suatu  fluida  minyak  yang berhubungan  langsung  pada  nilai  viskositas  dimana semakin besar nilai viskositas fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir. Selain hal tersebut efisiensi pompa akan berpengaruh pada  performa  pompa  dalam  kebutuhan  daya  listrik yang diperlukan dimana semakin rendah nilai efisiensi pompa  maka  kebutuhan  daya  yang  diperlukan  dalam mengangkat  fluida  ke  permukaan  juga  semakin rendah.

## 4.   Kesimpulan
Dari  analisa  desain  yang  telah  dilakukan  pada  unit sucker rod pump type pumping C-228 D – 213 – 86 – 7466, didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
a. Untuk  fluida  API  15°  didapatkan  kemampuan laju  alir  yang  dapat  dihasilkan  sebesar  759 stb/day untuk pump  volumetric  efficiency 90% dengan  kebutuhan  daya  pada prime  mover sebesar  39  hp,  serta  laju  alir  591 stb/day untuk pump  volumetric  efficiency 70%  dengan kebutuhan  daya  pada prime  mover sebesar  32,2 hp.
b. Untuk  fluida  API  45°  didapatkan  kemampuan laju  alir  yang  dapat  dihasilkan  sebesar  783 stb/day untuk pump  volumetric  efficiency 90% dengan  kebutuhan  daya  pada prime  mover sebesar 34,3 hp, serta laju alir 609 stb/day untuk pump  volumetric  efficiency 70%  dengan kebutuhan  daya  pada prime  mover sebesar  28,6 hp.
c. Kerja  pompa  tidak  dipengaruhi  oleh  densitas fluida  reservoir,  namun  sangat  dipengaruhi  oleh pump volumetric efficiency .

## Daftar Rujukan
[1] E.  Purwaka.,  2018  .“Perencanaan  Ulang  Sucker  Rod Pump  pada  Sumur  ‘X’  Lapangan  ‘Y,’” J.  Offshore  Oil, Prod. Facil. Renew. Energy , vol. 2, no. 1.
[2] G. Takács., 2022. “A critical analysis of power conditions in  sucker-rod  pumping  systems,” J.  Pet.  Sci.  Eng. ,  vol. 210.
[3] G. B. F. F. Oliva et al. , 2020. “Development of a control strategy for a smart sucker rod pump,” SPE Prod. Oper. , vol. 35, no. 3.
[4] S.  V.  Jalikop,  B.  Scheichl,  S.  J.  Eder,  and  S.  Hönig., 2020.  “Computational  fluid  dynamics  model  to  improve sucker rod pump operating mode,” in Proceedings - SPE Annual Technical Conference and Exhibition , , vol. 20.
[5] M.  K.  Dave  and  M.  G.  Mustafa.,  2017.  “Performance evaluations  of  the  different  sucker  rod  artificial  lift systems. vol. 20, no. 10
[6] S.  Fakher,  A.  Khlaifat,  M.  E.  Hossain,  and  H.  Nameer, 2021  “A  comprehensive  review  of  sucker  rod  pumps’
Edward Hamid Muhammad 1* , Hadziqul Abror 2* , Eriska Eklezia Dwi Saputri 3 , Riska Laksmita Sari 4 , Welayaturromadhona 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 15 No. 2 (2022) 96 - 102
components,  diagnostics,  mathematical  models,  and common failures  and  mitigations,” Journal of  Petroleum Exploration and Production Technology , vol. 11, no. 10.
[7] C.  Teodoriu  and  E.  Pienknagura.,  2018.  “Bringing  the sucker rod pumping unit into the classroom with the use of  the  internet  of  things,”  in Proceedings  -  SPE  Annual Technical Conference and Exhibition , vol. 2018-09.
[8] Wang,  Yanbo  ,  Wang,  Sai  ,  Yang,  Lu  ,  Pu,  Hui  ,  and Kegang Ling. 2018. "A New Model to Evaluate Polished
Rod  Load  of  Sucker  Rod  Pumping  System."  Paper presented  at  the  SPE  Liquids-Rich  Basins  Conference  -
September 2018, North America, Midland, Texas, USA.
[9] Di  Tullio,  Matteo  Tommaso,  and  Ferdinando  Marfella. 2018.  "Enhanced  Sucker  Rod  Pumping  Model:  A Powerful Tool for Optimizing Production, Efficiency and Reliability."  Paper  presented  at  the  SPE  Middle  East Artificial  Lift  Conference  and  Exhibition,  ,  November 2018, Manama, Bahrain.
[10] B.  Guo,  W.  C.  Lyons,  and  A.  Ghalambor.,  2007. Petroleum Production Engineering, A Computer-Assisted Approach. Elsevier Science & Technology Books .