Bab 9 Pengujian Shear Bond Strength Ok [PDF]

Citation preview

BAB IX PENGUJIAN SHEAR BOND STRENGTH



9.1



Tujuan Praktikum 1. Mengukur shear bond strength semen dengan menggunakan alat Hydraulic Press. 2. Mengetahui cara kerja alat penguji shear bond strength suspensi semen



9.2



Teori Dasar Dengan lubang pemboran, semen sangat dipengaruhi oleh pembebanan trixial yang kompleks dan failure stress merupakan pembebanan utama dari penelitian untuk standrd compressive strangth dari ikatan antara semen dangan casing atau semen dengan formasi batuan. Untuk itulah dilakukan pengukuran shear bond strength semen. Shear bond strength didefinisikan sebagai kekuatan semen dalam menahan tekanan–tekanan yang berasal dari berat casing atau menahan tekanan – tekanan dalam arah yang vertikal. Pengukuran shear bond strength ini dilakukan karena pada saat pengukuran compressive strength tidak menunjukkan harga shear strength dari ikatan antara semen dengan casing atau semen dengan formasi batuan. Pengukuran shear bond strength di laboratorium dilakukan dengan menggunakan Hydraulic Press. Pengukuran shear bond strength dapat diketahui dengan melihat harga tekanan pada saat terjadi peretakan (pecah) menyilang dari sampel yang diuji dimana harga pembebanan diatur tergantung pada antisipasi harga strength dari sampel semen. Untuk mencapai hasil penyemenan yang diinginkan maka strength semen harus mampu untuk : 



Melindungi dan menyokong casing.







Menahan tekanan hidrolik tinggi tanpa terjadi perekahan.







Menahan goncangan selama operasi pemboran dan perforasi .



77







Menyekat lubang dari fluida formasi yang korosif.







Menyekat antar lapisan yang permeabel. Penilaian penyemanan biasa berdasarkan compressive strength atau



tansile strength dari batuan semen, dengan asumsi bahwa materialnya memenuhi



syarat



untuk



pembentuakn



strength



yang



baik



serta



menghasilkan suatu ikatan yang kuat. Pada kenyataan dilapangan bahwa asumsi diatas tidak selalu benar. Untuk itulah diperlukan suatu pegujian dilaboratorium terhadap kualitas semen ini. Harga Shear Bond Strength dapat di cari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : SBS = k x p [A1 / π D h)] Dimana : SBS



= Shear bond strength, psi



A1



= Luas Bearing Block Hydraulik Mortar, in2



D



= Diameter dalam casing sample (semen), in



h



= Tinggi sample semen,in



p



= Pembebanan maksimum, psi



k



= Konstanta koreksi, fungsi dari perbandingan tinggi (h) terhadap diameter (D) Untuk h/D yang lebih kecil dari 2 maka dapat digunakan tabel dibawah ini : t/d 1.75 1.5 1.25 1



Koefisien Faktor 0.98 0.96 0.93 0.87



Tabel 9.1 perbandingan t/d terhadap koefisien faktor



78



9.2.1. Peralatan Yang Digunakan Perlatan Yang digunakan adalah hdraulic press yang dilengkapi dengan mold silinder, batang pendorong, dan hold silinder. Rangkaian peralatan terdiri dari :



9.3



1.



Pompa hydraulik



2.



Motor



3.



Bearing Block Hydraulik Mortar



4.



Manometer



5.



Mold silinder



6.



Batang Pendorong



7.



Holder Silinder Penyangga



Presedur Pengujian 1.



Bersihkan permukaan sampel dan permukaan mold dari tetesan air



dan pasir atau gerusan butiran semen agar tidak menempel pada bering block mesin penguji. 2.



Letakkan mold silinder yang berisi sampel semen pada holder



silinder penyangga yang yang didudukkan pada bearing block hydraulik bagian bawah. Posisi sampel harus berdiri vertikal. 3.



Dudukan pendorong pada permukaan sampel semen dan turunkan



posisi bearing block hydraulik bagian atas dengan memutar tangki pengontrol spiral. 4.



Perkirakan laju pembebanan sampai maksimum taidak kurang dari



20 detik dan tidak lebih dari 80 detik. Jangan lakukan pengaturan (pembetulan) pada kontrol testing motor selama pembebanan sampai jadi pergeseran sampal semen dari casing sampal. 5.



Catat harga pembebanan gesr maksimum, kemudian shear bond



strength dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : SBS = k P { At / (π D h )}



79



Dimana : SBS = Shear Bond Strength, psi At = Luas bearing Block Hydraulik Mortar, in2



9.4.



D



= Diameter dalam casing sampel (semen), in



h



= Tiggi sampal semen, in



Data dan Perhitungan Perhitungan



:



Diameter bearing



: 6.70 in



Jari-Jari bearing



: 3.35 in



a.



Semen + 0 gr Bentonite



Tinggi



= 4.1 cm



= 1.614 in



Diameter



= 0.960 in



Pressure



= 257 psi



K



= t/d



SBS



= K.P.(A1/(π.d.h))



= 1.614 / 0.960



=1.681



= 0.975 x 257 x ( 35.239 / (3.14 x 0.96 x 2.007)) = 1458 psi Semen 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600 600



Air 276 276 276 276 276 276 276 276 276 276 276 276 276 276 276 276



Bentonite 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5



NaCl



1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 6.0



P 257 250 249 242 235 231 229 226 140 149 155 170 182 202 220 224



D 0.96 1.01 1.06 1.11 1.16 1.21 1.26 1.31 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 1.31



A1 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239 35.239



A2 0.723 0.801 0.882 0.967 1.056 1.149 1.246 1.347 0.723 0.723 0.723 0.723 0.723 0.723 0.723 1.347



t/d 1.681 1.598 1.523 1.454 1.392 1.334 1.281 1.232 1.681 1.681 1.681 1.681 1.681 1.681 1.681 1.232



K 0.975 0.968 0.962 0.955 0.947 0.940 0.934 0.926 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.975 0.926



h 2.007 2.507 3.007 3.507 4.007 4.507 5.007 5.507 1.732 2.232 2.732 3.232 3.732 4.232 4.732 5.232



SBS 1458.789 1072.419 843.229 665.924 537.307 446.884 380.363 325.458 920.846 760.499 646.335 599.217 555.567 543.766 529.645 339.532



Tabel 9.2 Pengujian Shear Bond Strength



80



9.5.



Pembahasan Percobaan ini dimulai dengan membersihkan permukaan sampel dan permukaan mold dari tetesan air dan pasir atau gerusan butiran semen agar tidak menempel pada bearing block mesin penguji, kemudian meletakkan mold silinder yang berisi sampel semen pada holder silinder penyangga yang didudukkan pada bearing block hydraulic bagian bawah dimana posisi sampel harus berdiri vertical. Setelah itu lalu mendudukkan batang pendorong pada permukaan sampel semen dan menurunkan posisi bearing block hydraulic bagian atas dengan memutar tangkai pengontrol spiral dan memperkirakan laju pembebanan sampai maksimum tidak kurang dari 20 detik dan tidak lebih dai 80 detik. Jangan melakukan pengaturan (pembetulan) pada kontrol testing motor selama pembebanan sampai terjadi pergeseran sampel semen dari casing sampel. pada saat terjadi pergeseran merupakan harga pembebanan yang maksimum. Semen yang baik adalah semen yang



mempunyai harga shear bond



strength tinggi karena semen mempunyai kekuatan untuk mampu menahan tekanan-tekanan yang berasal dari berat casing yang ditimbulkan atau tekanan – tekanan dalam arah yang vertikal. Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa penambahan bentonite dan NaCl dapat menurunkan harga shear bond strength.



9.6



Kesimpulan 1. Penambahan bentonite dan NaCl akan memperkecil shear bond strength. 2. Semakin besar penambahan bentonite maka nilai h pun semakin tinggi dan hal tersebut menyebabkan harga SBS semakin rendah. 3. Semakin besar penambahan NaCl maka nilai h semakin tinggi juga dan menyebabkan harga SBS akan semakin rendah



81



82