Η 3D εκτύπωση δημιουργεί νέες διαστάσεις στην τοποθέτηση πεδίου

(Φωτογραφία: Σύνολο)

Η πρόσβαση και η χρήση της πρόσθετης ύλης (AM), γνωστή και ως 3D εκτύπωση, έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια λόγω της λήξης των διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας για τις τεχνικές και τις τεχνολογίες, λέει ο Hugues Greder, Lead Petroleum Engineer στο Total.

Η υπολογιστική ισχύς είναι πολύ ισχυρότερη και υπάρχει επίσης αύξηση της ισχύος των λέιζερ που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία ΑΜ. Ενώ ένα μεγάλο μέρος του ΑΜ σήμερα είναι ακόμα για πρωτότυπα και εργαλεία, περίπου το ένα τρίτο είναι για τελικές χρήσεις, δηλαδή εξαρτήματα, δήλωσε στο Underwater Technology Conference (UTC) στο Μπέργκεν, Νορβηγία, νωρίτερα αυτό το έτος. Και περισσότερο είναι πιθανό να έρθει.

Το Total είναι πρόθυμο να μιλήσει για το AM μετά από μερικές πρόσφατες επιτυχίες, συμπεριλαμβανομένης της επίλυσης ενός προβλήματος κατά τη θέση σε λειτουργία του αγωγού υποθαλάσσιας υποθαλάσσιας ύδρευσης που διαφορετικά θα κόστιζε περισσότερα από € 10 εκατομμύρια (11,2 εκατομμύρια δολάρια) για να διορθώσει. Το πρόβλημα εντοπίστηκε κατά τη διάρκεια του πεδίου της Αιγίνης το 2018.

Ανακαλύφθηκε το 2003, το πεδίο της Αιγίνης βρίσκεται σε βάθος νερού 1.600 μέτρων, περίπου 200 χιλιόμετρα νότια του Port Harcourt, στην ανοικτή θάλασσα της Νιγηρίας. Επειδή έχει μια αρκετά ρηχή δεξαμενή, στα 1.400 μέτρα κάτω από τη γραμμή λάσπης, περίπου 40-50 εκτεταμένα φρέατα φθάνουν στο πεδίο. Αυτά παράγουν μέχρι ένα σκάφος παραγωγής πλοίων FPSO μήκους 330 μέτρων, το μεγαλύτερο - το μεγαλύτερο, το οποίο τέθηκε σε λειτουργία το περασμένο έτος, παράγοντας περίπου 200.000 βαρέλια ισοδύναμου πετρελαίου ημερησίως (boe / d) ή περίπου 10% της παραγωγής της Νιγηρίας.

Κατά τη θέση σε λειτουργία, δημιουργήθηκε ένα πρόβλημα. «Όταν θέλαμε να συνδέσουμε την γραμμή εξαγωγής φυσικού αερίου της Αίγινα με την γραμμή εξαγωγής αερίου Akpo, δεν θα μπορούσαμε να αφαιρέσουμε το καπάκι πίεσης στη συναρμολόγηση της γραμμής παραγωγής», λέει ο Greder. «Προσπαθήσαμε αρκετές φορές και δεν λειτούργησε». Το καπάκι πίεσης, το οποίο κάθεται σε βάθος νερού 1300 μέτρων, έχει φλάντζα εμβόλου και βίδες. «Όταν είδαμε, είδαμε ίχνη ένυδρων αερίων, έτσι σκέφτηκα ότι η εμπλοκή οφειλόταν στην ενυδάτωση του αερίου μέσα». Η καθυστέρηση θα μπορούσε να σημαίνει ότι το FPSO της Αιγίνης δεν είχε τεθεί σε λειτουργία σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα.

Ο συμβατικός τρόπος αντιμετώπισης αυτού του προβλήματος θα ήταν η υποθαλάσσια παρέμβαση - και η αντικατάσταση του in-line tee. Αυτό θα είχε κόστος τόσο χρόνο όσο και χρήμα και θα σήμαινε κλείσιμο στο Akpo. "Ένας συνάδελφος της Νιγηρίας ανέλυσε την κατάσταση και σκεφτεί έξω από το κουτί", λέει ο Γκρέντερ. "Η ιδέα ήταν να αφαιρέσουμε το έμβολο και να πιέσουμε τη μεθανόλη στην τοποθεσία". Το σχήμα ενός εργαλείου που απαιτείται για να γίνει αυτό, συντάχθηκε και στη συνέχεια προσαρμόστηκε με σκοπό να χρησιμοποιηθεί η πρόσθετη παραγωγή για να "εκτυπώσει" αυτό. Το AM σήμανε ότι η γεωμετρία θα μπορούσε να είναι πιο περίπλοκη από ό, τι εάν χρησιμοποιήθηκαν οι παραδοσιακές μέθοδοι κατασκευής - και ο χρόνος κατασκευής θα μπορούσε να είναι πιο γρήγορος.

"Δεν είμαστε περιορισμένοι από εργαλεία και δεν χρειάζεται να έχετε ένα σταθερό κομμάτι", μπορεί να είναι κοίλο, που εξοικονομεί χρόνο και υλικά εκτύπωσης, λέει ο Greder. Στην πραγματικότητα, με την εκτύπωση, το βάρος του εργαλείου μειώθηκε κατά 50%. Το τμήμα, με διάμετρο 32 εκατοστόμετρα και ύψος 35 εκατοστά, τυπώθηκε σε 36 ώρες, στρώματα ανά στρώμα, στην εταιρεία Total Group Hutchinson (που ιδρύθηκε από έναν Αμερικανό επιχειρηματία στη Γαλλία το 1853) στο Παρίσι. Κατασκευάστηκε με τη χρήση πούδρας πολυαμιδίου 12, η οποία είναι πυροσυσσωματωμένη με λέιζερ στην απαιτούμενη μορφή.

Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο δημιουργείται αρχικά ένας μεγάλος κύβος. Με τη μη αφρισμένη σκόνη πολυαμιδίου που αφαιρέθηκε, το εργαλείο αποκαλύφθηκε και στη συνέχεια μεταφέρθηκε στο Port Harcourt εντός 48 ωρών και στη συνέχεια έστειλε υπεράκτια. Χρησιμοποιώντας ένα τηλεχειριζόμενο υποβρύχιο όχημα (ROV), το έμβολο αποκολλήθηκε και στη συνέχεια το εργαλείο χρησιμοποιήθηκε για την έγχυση μεθανόλης, διαλύοντας τις ενυδατωμένες ουσίες στο σωλήνα και επιτυχώς αφήνοντας το βύσμα υπό πίεση να αφαιρεθεί μέσα σε τέσσερις ώρες.

"Ήταν 10 ημέρες από το σχεδιασμό έως την παράδοση, 50% ελαφρύτερο από το αναμενόμενο και το κόστος μειώθηκε κατά 10 φορές σε σύγκριση με μια συμβατική υποθαλάσσια επιχείρηση για αυτό το είδος προβλήματος που θα κόστιζε περισσότερα από 10 εκατομμύρια ευρώ", λέει Γκρέντερ. Η παραγωγή της Akpo δεν έπρεπε επίσης να σταματήσει και η γραμμή εξαγωγής φυσικού αερίου συνδέθηκε σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα.

"Η χρήση πρόσθετης εκτύπωσης σημαίνει ότι είναι τοπολογικώς βελτιστοποιημένη. Μπορείτε να έχετε σχήματα κοντά σε αυτό που μπορεί να μας προσφέρει η φύση, όπως μια φωλιά μέλισσας ", λέει ο Γκρέντερ. Με τη χρήση αυτής της προσέγγισης περισσότερο, οι χρόνοι παράδοσης, ο μη παραγωγικός χρόνος και η βραχυπρόθεσμη μείωση της παραγωγής μπορούν να μειωθούν. "Στο μέλλον, μπορώ να φανταστώ έναν εκτυπωτή στο Aberdeen, Stavanger, Bergen, όπου μπορείτε να στείλετε ένα αρχείο και να εκτυπώσετε ένα εργαλείο που χρειάζεστε και να το στείλετε offshore. Εάν μπορείτε να το κάνετε και όταν το ζητήσετε, μπορείτε επίσης να εξοικονομήσετε κόστος αποθήκευσης.

"Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι μπορούν να κατασκευαστούν συμπαγή κομψά εξαρτήματα με περισσότερες λειτουργίες, ελαφρύτερο βάρος και πιο εύχρηστο όργανο", συνεχίζει. "Μικρές τρύπες μπορούν να γίνουν για τη μέτρηση της πίεσης σε συγκεκριμένες θέσεις. Αυτές οι τρύπες που δεν μπορείτε να επεξεργαστείτε. Αλλά μπορείτε να τα ενσωματώσετε ακριβώς για να μπορείτε να κάνετε παρακολούθηση και παρακολούθηση πίεσης ενός μέρους. Τρίτον, μπορείτε να κάνετε επί τόπου επισκευές σε μέρη. "

Ο Γκρέντερ λέει ότι, για το Total, αυτό είναι κάτι νέο και πολύτιμο στον τομέα, και συμβαίνει περισσότερο. "Πολλοί πηνία έχουν κατασκευαστεί και τοποθετηθεί σε διυλιστήρια στη Γαλλία", λέει. "Στην εγκατάσταση παραγωγής Culzean στη βόρεια Θάλασσα του Ηνωμένου Βασιλείου, εμείς 3D εκτυπώσαμε κάποιους επαγωγείς κράματος τιτανίου για εγκατάσταση σε αντλίες μεταφοράς." Οι τροποποιημένοι παροχέων συνέβαλαν στην εξουδετέρωση της σπηλαίωσης και μπορούσαν να παραχθούν γρήγορα, αντί να πάρουν 24 εβδομάδες, χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους.

"Αυτό θα αυξηθεί", καταλήγει ο Greder. "Η ΑΜ σίγουρα θα διαταράξει την αλυσίδα εφοδιασμού πετρελαίου και αερίου. Πρέπει να γίνει περισσότερη δουλειά για την ποιότητα του υλικού. δημιουργείτε ένα μέρος ταυτόχρονα με τη δημιουργία του σχήματος. Πριν, δουλέψατε σε υλικό που δημιουργήθηκε τότε το σχήμα ήταν πιστοποιημένο. Έτσι, πρέπει να γίνουν εργασίες γύρω από την πιστοποίηση του υλικού και την επαναληψιμότητα. Υπάρχει επίσης πνευματική ιδιοκτησία, αν θέλετε ένα αντίγραφο ενός μέρους. Προς το παρόν, αρχίσαμε να το χρησιμοποιούμε σε μη κρίσιμα μέρη. Αλλά θα έρθει. "