Sekilas Tension Leg Platform

Apa itu Tension Leg Platform? Jenis struktur terpancang seperti jacket steel structure dan gravity base structure hanya mampu digunakan dalam batas kedalaman sedang, yaitu hingga sekitar 400 m. Demikian juga dengan beberapa struktur turunannya, yaitu yang berada dalam kategori bottom-supported compliant structures seperti jenis Articulated dan Guyed Towers, hanya bisa diaplikasikan pada perairan dengan kedalaman beberapa ratus meter lebih dalam. Jika perairannya semakin dalam (lebih dari 1000 m), maka hanya jenis sistem terapung seperti FPSO, FPF, TLP dan SPAR/DDCV, atau sistem bawah laut sajalah yang secara teknis maupun ekonomis layak untuk dioperasikan.

Selain teknologi struktur terapung itu sendiri, beberapa teknologi lainnya yang terkait dengan sistim terapung tersebut antara lain adalah catenary mooring, taut mooring dan tension leg mooring, flexible risers serta control umbilicals. Teknologi seperti itulah yang akan sangat mempengaruhi efektifitas biaya dalam pengembangan ladang di laut-dalam, dan juga nantinya akan sangat memegang peranan dalam pengembangan ladang minyak dan gas di area perairan sangat-dalam (ultra deepwater fields) yaitu yang mencapai lebih dari 2000 m. (Hirayama dkk, 2002).

Sebagaimana dijelaskan di atas, Tension Leg Platform (TLP) adalah salah satu jenis struktur lepas pantai yang dapat dikelompokkan ke dalam golongan compliant structures yang mana jenis ini sangat cocok dipakai di perairan dalam. Karakteristik utama TLP yang berbeda dengan jenis struktur terpancang (fixed jacket type) adalah sifat respon TLP yang sangat lentur terhadap gaya-gaya luarnya. Dengan kata lain, responnya cenderung bersifat “ikut bergerak” bersama gelombang dari pada harus “menahan gelombang” secara kaku. Dengan demikian, keadaannya akan menjadi lebih baik jika harus berada di perairan dalam yang mana kondisi lingkungan yang lebih berat.

Sket dari bagian-bagian penyusun sebuah anjungan Tension Leg Platfom. (API RP 2T, 1997).

Secara struktural, struktur utama TLP tersusun dari komponen-komponen platform, tendon (tether) dan template seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Platform merupakan struktur pengapung yang di atasnya terdapat geladak (deck) tempat dimana fasilitas produksi dan tempat tinggal pekerja berada. Platform tersusun dari ponton dan kolom yang bisa memberikan daya apung yang cukup untuk menjaga agar deck selalu berada di atas permukaan air bagaimanapun kondisi lautnya. Kolom ini diikat ke dasar laut dengan tendon dan dipancangkan dengan template. Daya apung platform inilah yang memberikan gaya-tarik (tension) pada tendon, yang selanjutnya berfungsi sebagai gaya pengembali (restoring force) bagi struktur TLP terhadap beban-beban luar.

Dalam masa operasinya, draft dari platform relatif tinggi (sekitar dua kali) dari hull apungnya. Sistem penambatannya yang kaku menyebabkan gerakan platform pada saat terkena gelombang menjadi terbatas dalam arah heave, pitch dan roll. Kekakuan tendon yang tinggi juga menyebabkan periode natural dalam arah gerakan tersebut sangat kecil. Geometri dari hull dan penempatan tendon biasanya dibuat simetris agar periode roll dan pitch-nya sama. Biasanya periode natural TLP dalam arah heave dan pitch untuk aplikasi perairan dalam (lebih dari 1000 ft) adalah antara 1 sampai 5 detik. Sebaliknya, struktur TLP cukup lentur dalam arah surge karena gaya pengembali pada tendon dalam arah ini umumnya kecil. Periode natural TLP dalam arah surge (atau sway) adalah cukup besar yaitu dalam orde 100 detik atau lebih.

Skema gaya-gaya yang bekerja pada TLP

Secara umum, gaya lingkungan yang bekerja pada struktur lepas pantai, termasuk TLP, adalah berupa gaya gelombang, arus, angin dan gaya akibat pasang surut air laut sebagaimana ditunjukkan dalam Gambar 5. Beban-beban lingkungan tersebut selengkapnya terdiri dari (i) Gaya Gelombang (Wave Forces), meliputi : Wave frequency forces, Low frequency forces (First and second-order drift force dan Wave drag force), Hight frequency forces (Second order potential flow force, Vortex shedding force dan Drag force); (ii) Gaya Arus (Current Forces) yang mencakup : Current drag force dan Coexisting wave and current drag force; (iii) Gaya Angin (Wind Forces), meliputi : Fluctuating wind force dan Steady wind force (Faltinsen dan Demirbilek, 1989). Disamping itu dalam kondisi tertentu bisa terjadi beban gempa bumi (earthquake force). Dalam kondisi yang sesungguhnya, semua gaya-gaya di atas cenderung terjadi secara simultan, sehingga untuk suatu analisis dan perancangan yang komprehensif, maka sebaiknya semua gaya-gaya yang mungkin terjadi di atas harus dipertimbangkan. Namun biasanya, untuk tujuan-tujuan analisis tertentu, hanya gaya-gaya tertentu saja yang dianggap paling dominan yang dipertimbangkan.

Angin, gelombang dan arus menyebabkan TLP cenderung berosilasi terhadap suatu posisi offset-nya dari pada terhadap posisi vertikalnya. Offset dalam arah surge terkait dengan “set down” yaitu turunnya TLP dalam arah heave yang berakibat bertambahnya daya apung sehingga gaya-tarik pada tendon menjadi lebih besar dari pada dalam posisi vertikalnya. Sementara itu efek orde yang lebih tinggi akibat sifat non-linier alami dari gelombang dan strukturnya akan mempengaruhi respon dinamisnya (Bar-Avi, 1999).

Era Teknologi Laut-dalam Indonesia

Dalam skala dunia, pengembangan ladang minyak dan gas lepas pantai di perairan-dalam sebetulnya sudah dimulai sejak tahun 1990-an. Data dalam Gambar 6 memperlihatkan pengembangan ladang produksi di perairan dengan kedalaman lebih dari 300 m. Dalam grafik tersebut terlihat dengan jelas laju pertambahannya yang sangat pesat. Sementara sebaran instalasi TLP diseluruh dunia dapat dilihat dalam Gambar Sebaran instalasi TLP di bawah.

Pertumbuhan ladang minyak dan gas bumi di perairan-dalam

Sebaran instalasi TLP di seluruh dunia, termasuk Indonesia (Majalah Offshore Engineering)

Dalam konteks Indonesia, barangkali tren “Teknologi Laut-dalam” ini makin keras gaungnya segera setelah diinstalnya anjungan TLP-A pada tahun 2003 oleh sebuah perusahaan minyak asing yang beroperasi di Indonesia, di ladang West Seno di perairan Selat Makasar pada kedalaman laut sekitar 1000 m. Anjungan ini menjadi anjungan TLP pertama yang diinstall dan dioperasikan di Indonesia. Momentum ini menjadi sangat monumental bagi bangsa Indonesia, yaitu dapat dijadikan sebagai pintu gerbang mulai masuknya komunitas lepas-pantai Indonesia ke dalam era baru, “Era Teknologi Laut-dalam”. Hal ini akan semakin terasa dengan mulai dioperasikannya juga beberapa jenis FPSO dan FPU di perairan lainnya di Indonesia.

Tentunya kondisi ini sangat menggembirakan bagi perkembangan teknologi kelautan di Indonesia pada umumnya dan teknologi bangunan lepas pantai pada khususnya. Namun disisi lain, mulai saat itu juga, dan di masa mendatang, terbentang tantangan yang tidak ringan bagi segenap pihak yang terlibat sekaligus menaruh perhatian, baik dari kalangan akademisi, industri migas maupun industri lainnya yang terkait, terhadap perkembangan teknologi dan industri lepas-pantai di Indonesia. Bahkan lebih dari itu, untuk sampai pada taraf “kemandirian teknologi” dalam bidang kelautan, maka tak dapat dipungkiri lagi, tenaga-tenaga ahli/SDM Indonesia harus dituntut secara aktif untuk semakin banyak lagi melibatkan diri di dalamnya. Di sisi lain, pemerintah sendiripun harus senantiasa menyadari peran aktifnya yang sinergis dan kondusif dalam menelurkan regulasi-regulasinya yang tepat bagi perkembangan teknologi dan industri kelautan Indonesia.

Daftar Pustaka
(1) API (1997), “Recommended Practice for Planning, Designing, and Constructing Tension Leg Platforms“, API RP 2T, 2nd Edition, USA.
(2) Bar-Avi, P., 1999, “Nonlinear Dynamic Response of a Tension Leg Platform“, Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, November, Vol. 121, ASME., hal. 219-226.
(3) Faltinsen, O. M. dan Demirbilek, Z., 1989, “Hydrodynamic Analysis of TLPs“, dalam “Tension Leg Platform (a State of The Art Review)”, Demirbilek, Z.,ASCE.
(4) Hirayama, H., Sao, K. dan Capanoglu, C. C., 2002, “Experience-Based Assessment of Field Development Options and Costs“, Proceeding of the 12th (2002) International Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE), Kitakyushu, Japan, May 26-31, 2002.
(5) Litton, R. W., 1989, “TLPs and Other Deepwater Platforms“, Tension Leg Platform (a State of The Art Review), Demirbilek, Z.,ASCE.
(6) Majalah Offshore Engineering, suplemen
(7) McClelland, B. dan Reifel, M. D., 1986, Planning and Design of Fixed Offshore Platforms, Van Nostrand Reinhold Comp. Inc., New York, pp. 6-7.

Disadur dari paper seorang offshore engineer : Rudi Walujo Prastianto, mahasiswa program doktor di Graduate School of Engineering, Department of Marine System Engineering, Osaka Prefecture University, JAPAN.