Completion Management System

As mostly understood by EPCI workers there are stages at the end of construction which is called mechanical completion, pre-commissioning, and commissioning. See Mechanical Completion; the Way to Pre-comm/Comm.  How is the paper work and progressing managed?. Mostly company has their own system software to manage that activity i.e. WinPCS, ICAPS, PIMS, and Zenator. I don’t want to discuss them from the IT perspective but from completion management perspective. How could the system provide support for the field activity, provide report, where we are, and what is the next target?

Ketika anda membangun rumah baru lengkap dengan perabotnya bagaimana cara acceptance anda terhadap rumah anda? Kalau pake tukang, liat-liat yang sudah selesai mana yang kurang dari dinding, cat, listrik, dam plumbing. Kalau tidak ada yang kurang maka dengan mulut atau verbal anda bilang rumah sudah complete. Ketika anda memakai kontraktor yang sedikit formal tentu anda atau kontraktor akan membuat selembar kertas menyatakan proyek pembangunan rumah anda telah selesai, kemudian kedua pihak membubuhkan tanda tangan. Adakah pemilik rumah yang meminta setiap kabel, setiap lampu, setiap pipa plumbing, setiap perabot, setiap pintu, dll harus dilengkapi satu surat acceptance masing-masing? wah keterlaluan tampaknya kalau begitu. Tetapi ternyata pada proyek sekala besar terutama EPCI oil and gas, adalah wajar setiap single item diperlukan dokumen acceptance ditandatangani kontraktor dan klien. Metode demonstrasi acceptance berjenjang inilah  mulai dari single item, kemudian per sub-sitem /sistem disebut sebagai Completion Management System EPC project.

Apakah dokumennya bisa dibuat dengan MS words dan progress dimonitor dengan Excel? Oo..bisa saja, tetapi ternyata banyak orang yang lebih kreatif dan mahir IT yang menciptakan software baru agar MS words dan Excel diganti dengan system yang lebih sophisticated. Jadinya banyak software CMS yang ditawarkan oleh vendor. Saya hanya mengerti satu software saja secara sistem sebagai user, bukan sebagai programmer. Dan definitely software ini lebih user friendly dibanding dengan memakai excel dan paper work memakai MS words. 

Saat pertama kali membuka software CMS ini yang perlu didefinisikan adalah engineering tag items apa saja yang diperlukan acceptance dalam proyek, bagaimana format dokumen acceptancenya dan kegiatan inspeksi dan test apa yang perlu dilakukan, dan item-item tersebut dikelompokkan dalam sistem dan sub-sistem apa saja.

Compile semua engineering data dari semua discipline; Mechanical berdasarkan equipment list; Electrical&Telecomm berdasarkan cable schedule, equipment, panel, junction box list; Instrument berdasarkan instrument index, cable schedule, tubing schedule, panel dan junction box list; Piping berdasarkan test pack yang perlu dibreakdown test limitnya oleh kontraktor; Structural&Architectural berdasarkan zoning area, Painting and Marking berdasarkan zoning area. Masukkan semua data ke dalam CMS software dengan dilengkapi dengan diskripsi yang jelas, discipline, referensi spesifikasi, dan referensi drawing. Kolom-kolom pada engineering data seharusnya sudah disediakan oleh CMS software atau bisa dicreate dan diadjust oleh software admin. Data engineering di atas adalah identifikasi engineering untuk setiap detail single item pada proyek. Jika tidak memungkinkan dilakukan identifikasi per single item, maka dilakukan zoning/per-zone. Data engineering ini akan digunakan sebagai basis penyelesaian proyek yang semuanya akan memiliki dokumen acceptance satu-satu yang disebut sebagai ITR (Inspection Test Record) atau nama yang sejenis.

Setelah engineering database ready dalam CMS software maka langkah berikutnya adalah mendefinisikan ITR. Mendefinikan ITR berarti mendefinisikan kriteria acceptance dari engineering items yang sudah didefinisikan dalam CMS software. CMS software normalnya memiliki default dari kriteria acceptance untuk setiap jenis engineering tag item, namun demikian default itu bisa dirubah dan disesuaikan dengan kriteria acceptance yang diharuskan pada spesifikasi proyek. Kalau dalam default tidak ada ITR maka bisa dicreate sendiri. Contoh ITR untuk mechanical misalnya: Pump Installation, Rotating Equipment Allignment, Filter/Strainer Installation, dll. Untuk electrical misalnya: LV cable, HV cable, Transformer Installation, Local Control Station, etc. Untuk instrument misalnya: Thermowell Installation, Fieldbus Instrument Installation, Local Gauge Installation, etc. Untuk piping misalnya: Line Walk, Pressure Test, Flushing, Drying, Re-Instatement, and Flange Management. Untuk Structural mislanya : Main Deck Area Acceptance, Module Area Acceptance, dll. Seluruh tipe engineering item pada database harus memiliki tipe ITR yang sesuai.

Setelah engineering tag no database dan ITR selesai, langkah berikutnya adalah mengawinkan data engineering, ITR, dan event lain yang dipandang perlu. Setiap software mempunya structure sendiri dalam pengolahan data ini. Salah satu yang saya pakai adalah menggunakan grouping dengan istilah object type. Object Type adalah group event activities yang terdiri atas event activities selama konstruksi dan beberapa ITR yang diperlukan pada saat mechanical completion dan pre-commissioning. Grouping ini diperlukan karena assignment construction event, mechanical completion, dan pre-commissioning event ke engineering tag no banyak macamnya. Contoh untuk satu instrument yang sama yaitu pressure transmitter akan memiliki beberapa komposisi yang berbeda. Komposisi pertama misalnya adalah pressure transmitter installation ITR, HART Pre-Installation check ITR, Instrument hot loop check ITR. Komposisi kedua misalnya adalah pressure transmitter installation ITR, FF Pre-Installation check ITR, FF segment loop check ITR. Komposisi yang berbeda ini dikelompokkan menjadi macam-macam jenis object type. Setiap engineering data akan di assign object type (yang berisi event construction + ITR yang sesuai). Structure assignment data seperti ini tergantung dari software yang digunakan dan bagaimana programmer membuatnya.

Ketika engineering data, ITR, dan Object Type sudah ready maka setiap item di proyek sudah diketahui bagaimana item-item tersebut diinspeksi, ditest, diaccept pada ITR yang formatnya menyediakan tanda-tangan kontraktor dan klien. Tinggal anda masukkan tag no maka akan muncul print preview ITR lengkap dengan barcode-nya. MS word document tidak menghasilkan barcode.

Setelah selesai mengurusi setiap single engineering item dengan ITR-nya, langkah berikutnya adalah mendefinisikan grouping engineering item tsb dalam system dan sub-system. System dan Sub-System secara teknis sudah disediakan pada engineering stage atau kalau belom pada early stage of construction oleh commissioning group. Bagaimana membaginya? Untuk discipline mechanical, instrument, piping, dan sebagian elektrikal mengacu pembagiannya pada P&ID. Satu system menunjukkan menunjukkan satu unit operasi. Misalnya: MEG (Mono Ethylene Glycol) Generator: maka engineer harus bisa mendefinisikan dan memberikan limit pipa, pompa, electric motor, instrument, valve, tangki, dan vessel mana yang termasuk untuk mendukung fungsi injeksi MEG. Break down dari sistem adalah sub-system: Misalnya MEG Injection Pump, MEG Distribution, etc. Setelah dibatasi dengan marking drawing maka engineering tag untuk pompa, motor, instrument, valve dimasukkan ke dalam system MEG yang diberi kode nomer.  This is the first duty of commissioning engineers when they start the job.

Semua engineering tag no sudah memiliki ITR, memiliki System dan Sub-System, tentu saja memiliki discipline maka tinggal ditambahkan informasi lain yang dibutuhkan seperti lokasi, target mechanical completion dan pre-commissioning date hand-over, atau info lain yang diperlukan bisa didefinisikan oleh programmer, tinggal request.

Langkah terakhir adalah menampilkan tampilan report dari CMS software. Tampilannya yang saya pakai bisa berupa summary per system, sub-system, discipline, ITR, lokasi, deskripsi, target tanggal selesai, yang sudah selesai, yang belom selesai, contain word tertentu, dan kombinasi diantara mereka. Ini adalah seni memaikan data dengan filter dan menampilkannya. Jadi dengan database ini anda bisa menampilkan data all discipline untuk system tertentu yang harus selesai sebelum tanggal tertentu, atau one discipline for some systems yang sudah selesai, etc hanya dengan mendefinisikan filter dan lihat hasilnya. Ia dapat menampilkan report data yang sudah terfilter langsung dalam hitungan detik. Dengan intranet CMS software tersebut bisa diakses oleh banyak user yang ingin melihat where we are progress completionnya.

ITR dengan barcode langsung diprint dari CMS software kemudian dibawa ke lapangan untuk official dokumen yang harus ditandatangani kontraktor dan klien. Setelah seluruh satu discipline ITR untuk satu sub-system complete dilanjutkan dengan menerbitkan sertifikat Discipline Sub-system Acceptance Certificate (istilahnya terserah company), kemudian meningkat lagi menjadi yang lebih tinggi Discipline System Acceptance Certificate. Kalau sebelumnya per discpline per system maka yang lebih tinggi lagi meliputi acceptance semua discipline yang disebut System Hand Over Certificate. Handover ke client normalnya dilakukan by System.

Nova Kurniawan

Advertisements

Subsea Oil & Gas Production: An Overview

Men are digging deep and deeper to meet their thirsty on energy. Is it a technology revolution or just a greediness? It could be both. This is how people make their new civilization, push their technology limitation upper,… to fly high and higher and to dig deep and deeper and to get much and more. It is not about right or wrong but about Yin and Yang.  Those who are greedy for subsea exploitation, they will have power on subsea technology.  Those who depend their life on natural wisdom, they will likely live peacefully in the jungle. Below is some general overview about subsea production technology that I want to learn. I am learning while I am writing and I write because I don’t know.

Saya fikir offshore facility berbeda dengan subsea facility. Offshore facility terdiri dari platform-platfoem bisa berupa wellhead platform, CPP platform (separating dan compression), storage platform, off loading platform, fpso and fso. Sedangkan subsea facility adalah alat-alat yang dibenamkan ke permukaan seabed atau dasar laut untuk mengambil dan mengalirkan fluida dari atau ke platform atau langsung ke daratan (tanpa perlu bikin platform). Misalnya ditemukan minyak atau gas di kedalaman 800 meter dari permukaan air laut. Maka terdapat 3 opsi pengembangan sumber minyak ini: Pertama dibuat semi-submersible welhead & CPP platform di atas sumber tersebut, kedua dibuat sub-sea facility dan mengirimkan minyaknya melalui pipa ke fixed CPP platform dengan penopang jacket di laut dangkal, atau yang ketiga dibuat sub-sea facility dan langsung mengirimkan minyaknya ke daratan (tanpa bikin platform). (source: subsea production system for gas field offshore Brazil; Federal University of Rio de Janeiro)

Nah, opsi yang ketiga ini yang seharusnya akan menjadi trend dalam tahun-tahun mendatang; Unmanned Subsea Facility.

Tujuan utama dari dibuatnya Unmanned Subsea adalah untuk mengambil minyak atau gas di dasar laut dan mengalirkannya ke darat dengan energi yang cukup (pumping atau compression). Karena fasiltas ini adalah unmanned (maksudnya tak ada orang yang nongkrongin) maka harus ada mekanisme kontrol remote (dari jarak jauh) untuk menjalankkannya. Nah dari tujuan di atas maka dibreakdown menjadai equipments. Diantara equipmentnya adalah: x-mas tree, pipe (flowline atau riser), umbilical, manifold, control system, PLEM (Pipe Line End Manifold), PLET (Pipe Line End Termination), Subsea Separator, Subsea Pump dan Subsea Compressor (baru akan launching tahun 2020 katanya).

Mari kita pelajari satu-satu secara umum. Setelah mendapatkan informasi reservoir sumur, diantaranya yang utama adalah pressure dan temperature, maka kepala sumur harus ditutup dengan subsea christmas tree (x-mas tree). X-mas tree definisinya adalah assembly pipa, valve, dan mekanisme pengaman yang digunakan untk mengendalikan sumur minyak. X-mas tree dipasang di kepala sumur. Bahasa sederhananya x-mas tree adalah katup pengontrol dan pengaman kepala sumur minyak. Katup ini menahan tekanan tinggi bisa dari 5000 sampai 10000 psi dari dalam sumur. Saya fikir X-mas tree dan sumur ke bawah adalah bagian drilling, atau kalau ada istilah well completion engineer ya paling tak jauh-jauh dari lubang ini.

X-mas tree dihubungkan ke manifold dengan menggunakan jumper. Subsea manifold adalah suatu skid gathering yang berisi instrumentasi dan valves yang digunakan untuk mengumpulkan dan mengendalikan flow yang mengalir dari beberapa X-mas tree ke flowline. Jadi dia berfungsi mengumpulkan aliran minyak dari beberapa sumur, melakukan blockage aliran jika kondisi bahaya, dan seharusnya bisa melakukan multiphase flow metering. Jadi ilmu instrumentasi dan kontrol akan berpusat pada manifold ini dan perlu lebih didetailkan lagi dengan P&ID. Energi untuk menjalankan manifold itu berasal dari energi hydraulic dan electric yang diperoleh dari umbilical yang dihubungkan ke power unit/control unit station di darat (kalau mampu) atau di kapal.

Standar yang digunakan untuk membuat Subsea Manifold:

Umbilical adalah satu paket bundle yang berisi gabungan core tubing dan core kabel yang dilapisi dengan insulasi, berfungsi untuk mentransmisikan energy hydraulic atau electric, dan boleh jadi electric signal dari subsea manifold atau equipment ke suatu surface station di darat atau di kapal dan sebaliknya. Kalau diletakkan darat harus dipertimbangan jarak yang menyebabkan dead-time (waktu mati karena perjalan signal yang jauh). Dead time sangat mengganggu pengontrolan karena kontrolnya tidak real-time lagi alias ada delay.

Dari subsea Manifold minyak dikirim ke PLEM (Pipe Line End Manifold). PLEM definisinya adalah tempat masuknya beberapa pipa minyak dari manifold dan keluar ke flowline untuk diteruskan ke darat. Misalkan dari 10 subsea manifold dikumpulkan minyaknya dan diteruskan ke 2 flowline. Seringkali diantara Subsea Manifold dengan PLEM diberikan PLET (Pipe Line End Termination) yang artinya adalah ujung terminasi dari pipa supaya bisa di quick connect, jika suatu saat pipa hendak diextend ditambah subsea manifold lagi maka pipa baru nyambungnya ke PLET ini tanpa perlu pakai diver, hanya dengan ROV. Jadi bahasa mudahnya PLET ini adalah alat yang dipasang pada pipa, biar mudah untuk nyambung jika ada extension, biar mudah untuk ngeblind / isolate kalau mau pressure test.

Minyak dikirim dari manifold ke darat melalui flowline. Flowline adalah pipa yang ditidurkan di dasar laut untuk mengalirkan minyak atau gas ke darat. Flowline mengalami static load karena tekanan kedalaman air laut. Apa bedanya flowline dengan pipeline? sama aja kayaknya, tapi kalau istilah subsea adalah cenderung menggunakan flowline, kalau dari platform ke platform atau ke darat disebut pipeline (kira-kira). Kalau minyaknya dikirim dari subsea ke platform maka dari flowline tidur di dasar laut, pipa yang naik sepanjang kedalaman air laut sampai ke permukaan air (platform) disebut sebagai riser. Riser adalah pipa yang menghubungkan pipa dasar laut dengan fasilitas dipermukaan laut untuk mengalirkan minyak. Riser mengalami dinamik load dari lingkungan i.e. ombak dan arus. Sodaranya riser tetapi untuk lewat umbilical disebut J-Tube.

Jadi yang disebut dengan SURF adalah Subsea Umbilical Riser Flowline dengan definisi masing-masing pada paragraf di atas.

Apakah terjadi initial separation di subsea? Dimungkinkan untuk menginstall subsea separator dengan tujuan utama memisahkan air, gas, dan condensate/minyak sebelum mengirimkankannya melalui flowline. Pasti designya complicated ini. Tidak seperti separator di darat atau di platform yang bisa dimengerti dengan prinsip gravitasi.

Untuk menambahkan tenaga maka harus dipasangan subsea multiphase pump untuk condensate dan subsea compressor untuk gas. Keduanya berfungsi untuk mendorong minyak dan gas agar bisa terdorong sampai ke darat. Tantangannya adalah subsea-nya, bagaimana bisa memasang pompa dan kompressor di bawah laut dan menjamin tetap beroperasi selama periode exploitasi. Jalan tengahnya lagi-lagi bikin submersible platform buat meletakkan booster berupa pompa atau kompressor tersebut  disemprotkan ke darat melalui flowline.

Pada kasus subsea gas production, untuk menghindarkan terjadinya pembentukan hydrate dalam pipa karena pressure gas tinggi dan temperature rendah maka disuntikan MEG (Mono Ethylene Glycol). MEG adalah hydrate control method artinya suatu fluida yang dapat menghambat terbentuknya hydrate di dalam pipa flowline, PLEM, PLET, atau manifold. Sedangkan hydrate sendiri adalah campuran molekul gas dan air yang membeku membentuk kristal seperti es karena pressure tinggi dengan temperature yang rendah. Kristal hydrate ini akan merusak valve, instrument, dan mungkin menjadi sumbatan. Untuk menyuntikkan MEG diperlukan pompa juga. Hendak diletakkan di manakah dia? subsea, di darat, atau di submersible platform. Perlu evaluasi engineering yang lebih detail.

Nova Kurniawan

Flawless Start-Up / Fault Free Start-Up Initiative

Flawless Start-Up or Fault Free Start-Up is an implemented method or program during the engineering, procurement, construction, and commissioning phase of oil and gas facility with future view on start-up consideration to reduce fault possibility during the Start-Up stage. Start-Up has a single general meaning which is activity to start the plant / facility ON, make it LIVE. In common EPCI project, start-up will be the last activity need to do: Engineering-Procurement-Construction-Commissioning-Start Up. Start-up could not be understood as “memulai kerja” like start-up welding machine in the morning or start-up air compressor in the fabriaction or any activity on the construction area or fabrication yard. It is definitely not that means. Start-Up is a solely term for the last stage in the EPCI oil and gas project. 

When the start-up activity commenced you don’t want to get disasters such valves leaking or passing, get flanges joint leaking because damaged flange faces, get clogging on hydraulic lines, etc. If you got it, It’s a disaster. You have a very-very tight time constraint to overcome all these issue or in another word you can say you have no time to deal with that. All these start-up experienced and potensial problem shall be mitigated and removed early during engineering, procurement, and construction phase. The flawless start-up lesson learned shall be identified and logged from variouse project start-up experience. After identification, mitigation, and action plan need to do on the all project stage.

As construction is the longest stage, then the dedicated personnel shall look after every single action need to do in FSU or FSI programs with start-up concern. It should not only become the secondary concern of the construction group. The cost spending for this FSU and FSI group is much lower rather than to stand-by start-up group because of let say waiting replacement of valves leaking or failure of the equipment. And the worse, the pinalty of delivery failure of first oil and gas to customer because postponed start-up is hell in the world.

I was explained by a gentleman from a client (a FSU Manager) how important this FSU program. If the start-up experienced problem was identified because of problem on the engineering design, then during the engineering for the next project all the items need to do to avoid the same thing happened shall be implemented and monitored. If the deviation on the engineering was ignored, then it will become bigger and bigger during construction and commissioning. The same thing will be in the construction, it could not be ignored. The focus of the construction group is constructibilty, how to build it on schedule and on budget. And the lesson learned of construction group is not about start-up but still about constructibility. They do not think about start-up, trust me. This is what the reason FSU or FSI dedicated person shall be assigned to implement and to monitor what is the concern on start-up.

The compilation of lesson learned during the start-up shall be accomodated on the specification for construction. It could be quality issue or preservation issue. Let say during previouse start-up the client experienced on the remachining of numerous flange faces. It will give massive impact on schedule and cost during start-up. That’s why the detail requirement of flange handling including protection and handling during the storage and construction shall be clearly stated on the specification, how to implement it and how to monitor it. The FSU dedicated personnel will have more focus on this issue rather than give issue to construction group which are already have too much work load. Another example let say during previouse experience you got hydraulic connection leaking on the start-up because of over tightening of the instrument fitting. To avoid this then FSU personnel shall implement regular program to train the instrument fitters, to remind them, and to ensure the QC check the fitting carefully by gap gauge, etc. Instrument fitters who failed doing correct tightening shall not be considered doing this job. 

Anything previously happened and petonsially happen during start-up should be strictly managed to develope tactical plan response, implement, and monitor during construction. FSU Induction of all workers involved in the project is the mandatory initial step to avoid fault during start-up as an awareness. The dedicated personnel shall be assigned to manage the start-up issue since engineering, procurement, and construction.

Jadi Flawless Start-Up atau Fault Free Start-Up adalah program yang diimplementasikan pada saat engineering-procuremenet-construction-commissioning untuk menjamin suksesnya kegiatan start-up. Dilakukan dengan cara memonitor secara ketat hal-hal yang potensial mengganggu start-up tetapi tidak mendapat porsi perhatian memadai dalam setiap stage EPCI.

Nova Kurniawan