3D-печать приносит новые размеры для ввода в эксплуатацию

(Фото: всего)

По словам Хьюга Гредера (Hugues Greder), ведущего инженера-нефтяника в Total, доступ и использование аддитивного производства (АМ), также известного как 3D-печать, в последние годы расширились за счет истечения срока действия патентов на технологии и технологии.

Вычислительная мощность намного мощнее, и также увеличилась мощность лазеров, используемых в процессе АМ. В то время как большая часть AM сегодня все еще предназначена для создания прототипов и оснастки, около трети - для конечного использования, то есть для деталей, сказал он на Underwater Technology Conference (UTC) в Бергене, Норвегия, в начале этого года. И больше, вероятно, придет.

Total хочет поговорить об AM после нескольких недавних историй успеха, включая решение проблемы во время ввода в эксплуатацию глубоководного подводного трубопровода, которая в противном случае стоила бы более 10 миллионов евро (11,2 миллиона долларов) на ее устранение. Проблема была обнаружена при вводе в эксплуатацию месторождения Эгина в 2018 году.

Обнаруженное в 2003 году месторождение Эгина расположено на глубине воды 1600 метров, примерно в 200 километрах к югу от Порт-Харкорта, на шельфе Нигерии. Поскольку он имеет довольно неглубокий резервуар на высоте 1400 метров ниже буровой линии, на месторождении пробурено около 40-50 скважин с расширенным радиусом действия. Они производят до 330-метрового плавучего судна по производству, хранению и разгрузке (FPSO) - самого большого в Total - которое было введено в эксплуатацию в прошлом году, производя около 200 000 баррелей нефтяного эквивалента в день (баррелей в сутки), или около 10% нигерийского производства.

Во время ввода в эксплуатацию возникла проблема. «Когда мы хотели соединить линию экспорта газа Egina с линией экспорта газа Akpo, мы не могли снять заглушку на сборке тройника», - говорит Гредер. «Мы пробовали несколько раз, и это не сработало». Нажимная крышка, расположенная на глубине 1300 метров, имеет фланец и болты. «Когда мы смотрели, мы видели следы газовых гидратов, поэтому мы думали, что блокировка была вызвана газовыми гидратами внутри». Задержка могла означать, что Egina FPSO не была введена в эксплуатацию по графику.

Обычным способом борьбы с этим было бы подводное вмешательство - и замена действующей тройника. Это стоило бы как времени, так и денег и означало бы закрытие в Акпо. «Нигерийский коллега проанализировал ситуацию и продумал все сразу, - говорит Гредер. «Идея заключалась в том, чтобы вынуть плунжер и заставить метанол попасть туда». Форма инструмента, необходимого для этого, была разработана, а затем адаптирована с целью использования аддитивного производства для его «печати». AM подразумевал, что геометрия может быть более сложной, чем если бы использовались традиционные методы производства - и время изготовления могло бы быть быстрее.

«Мы не стеснены инструментами, и вам не нужно иметь твердую деталь», - может быть пустотелым, что экономит время и материалы, говорит Гредер. Фактически, печатая его, вес инструмента был уменьшен на 50%. Часть, имеющая диаметр 32 сантиметра и высоту 35 сантиметров, была напечатана за 36 часов, слой за слоем, в компании Total group Hutchinson (основана американским бизнесменом во Франции в 1853 году) в Париже. Он был изготовлен с использованием порошка полиамида 12, который спекается лазером до требуемой формы.

При использовании этого метода изначально создается большой куб. После удаления не спеченного полиамидного порошка инструмент был обнаружен, затем отправлен в Порт-Харкорт в течение 48 часов, а затем отправлен в море. Используя дистанционно управляемый подводный аппарат (ROV), плунжер был отвинчен, а затем инструмент использовался для впрыска метанола, растворяя гидраты в трубе и успешно позволяя удалить герметичную пробку в течение четырех часов.

«От проектирования до поставки прошло 10 дней, что на 50% легче, чем ожидалось, а стоимость была снижена в 10 раз по сравнению с обычной подводной операцией для решения такого рода проблем, что обошлось бы в более чем 10 миллионов евро», - говорит он. Greder. Производство Akpo также не пришлось останавливать, и линия по экспорту газа была подключена в соответствии с графиком.

«Использование аддитивной печати означает, что она топологически оптимизирована. Вы можете иметь формы, близкие к тому, что нам может предложить природа, например, пчелиное гнездо », - говорит Гредер. При использовании этого подхода можно сократить время выполнения заказа, непроизводительное время и сокращение производства. «В будущем я могу представить себе принтер в Абердине, Ставангер, Берген, где вы можете отправить файл, а он распечатать необходимый вам инструмент и отправить его за границу. Если вы можете сделать это по требованию, вы также можете сэкономить на хранении.

«Еще одним преимуществом является то, что можно изготавливать компактные сложные детали с большим количеством функций, меньшим весом и более простым в использовании инструментом», - продолжает он. «Крошечные отверстия могут быть сделаны для измерения давления в определенных местах. Эти дыры вы не можете обрабатывать. Но вы можете встраивать их точно, чтобы позволить вам выполнять мониторинг и мониторинг давления детали. В-третьих, вы можете выполнять ремонт деталей на месте ».

Грейдер говорит, что для Total это что-то новое и ценное в этой области, и это происходит чаще. «Несколько рабочих колес было изготовлено и введено в эксплуатацию на нефтеперерабатывающих заводах во Франции», - говорит он. «На производственном объекте Culzean в Северном море Великобритании мы напечатали в 3D-формате некоторые индукторы из титанового сплава для установки на перекачивающих насосах». Модифицированные рабочие колеса помогли противодействовать кавитации и могли быть изготовлены быстро, вместо того, чтобы занимать 24 недели, используя традиционные методы.

«Это будет расти», - заключает Грейдер. «AM, безусловно, нарушит цепочку поставок нефти и газа. Больше работы должно быть сделано над качеством материала; вы создаете деталь одновременно с созданием фигуры. Раньше вы работали с материалом, который был создан, затем форма была сертифицирована. Таким образом, предстоит проделать работу по сертификации материала и повторяемости. Там также интеллектуальная собственность, если вы хотите копию части. В настоящее время мы начали использовать его для некритических частей. Но это придет.