Simulasi Numerik Prediksi Erosi Aliran Fasa Cair-Gas Berpasir Pada Belokan Pipa Sumur Minyak Mentah Menggunakan Model Finnie, McLaury dan Oka

Abstract

Keberadaan pasir dalam fluida produksi di industri perminyakan merupakan hal yang tak dapat dihindari. Pada kecepatan fluida tertentu, pasir berpotensi menimbulkan erosi pada dinding perpipaan yang apabila proses tersebut terjadi secara terus menerus maka dapat menyebabkan penipisan dinding pipa, mengurangi tekanan kerja maksimum fluida yang diijinkan, kegagalan pipa dan akhirnya fluida hidrokarbon keluar dari sistem tertutup pipa. Kondisi ini berpotensi menimbulkan kerugian dalam hal keselamatan kerja, kehilangan finansial dan isu lingkungan. Kompleksitas mekanisme erosi akibat fluida berpasir didalam perpipaan memerlukan bantuan perangkat lunak untuk menghitung besaran dan profil erosi didalam pipa. Makalah ini memprediksi laju erosi aliran multifasa cair-gas-padat pada belokan pipa yang didominasi fasa cair dengan CFD menggunakan ANSYS Fluent 18.2 dengan validasi berdasarkan eksperimen yang dilakukan peneliti lain yang sudah dipublikasi. Dari hasil simulasi, laju erosi dengan model Oka lebih mendekati hasil eksperimen dibandingkan model Finnie dan McLaury. Hal ini dimungkinkan karena kondisi eksperimen lebih sesuai dengan model erosi yang dibangun oleh Oka. Hasil simulasi lanjutan menunjukkan bahwa laju erosi pada pipa meningkat dengan kenaikan laju alir dari minyak mentah dan gas, ukuran partikel dan laju alir partikel. Laju erosi menurun dengan meningkatnya diameter pipa.