الطباعة ثلاثية الأبعاد توفر أبعادًا جديدة للتكليف الميداني

(الصورة: المجموع)

يقول Hugues Greder ، كبير مهندسي البترول في شركة توتال ، إن الوصول إلى الصناعات التحويلية المضافة (AM) واستخدامها ، والمعروف أيضًا بالطباعة ثلاثية الأبعاد ، قد زاد في السنوات الأخيرة بسبب انتهاء صلاحية براءات الاختراع الخاصة بالتقنيات والتقنيات.

تعد قوة الحوسبة أكثر قوة وهناك زيادة في طاقة الليزر المستخدمة في عملية AM. على الرغم من أن نسبة كبيرة من AM اليوم ما زالت تستخدم في النماذج الأولية والأدوات ، فإن الثلث الآخر مخصص للاستخدامات النهائية ، أي الأجزاء ، كما قال أمام مؤتمر تكنولوجيا الماء (UTC) في بيرغن ، النرويج ، في وقت سابق من هذا العام. وأكثر من المرجح أن يأتي.

تحرص توتال على التحدث عن شركة AM بعد بعض قصص النجاح الحديثة ، بما في ذلك حل مشكلة أثناء تشغيل خط أنابيب تحت الماء في أعماق البحار والتي كانت ستتكلف أكثر من 10 ملايين يورو (11.2 مليون دولار) لتصحيحها. تم العثور على المشكلة أثناء تشغيل حقل Egina في عام 2018.

يقع حقل إيجينا الذي تم اكتشافه في عام 2003 على عمق 1600 متر من المياه ، على بعد حوالي 200 كيلومتر جنوب بورت هاركورت ، قبالة ساحل نيجيريا. نظرًا لأنه يحتوي على خزان ضحل إلى حد ما ، على ارتفاع 1400 متر أسفل خط الطين ، يتم حفر حوالي 40-50 بئرًا ممتدة الوصول إلى الحقل. تنتج هذه السفن ما يصل إلى 330 مترًا من عائم الإنتاج والتخزين والتفريغ (FPSO) - أكبر توتال - التي دخلت مجاريها العام الماضي ، وتنتج حوالي 200000 برميل من معادل النفط يوميًا (برميل / برميل) ، أو حوالي 10٪ الإنتاج النيجيري.

أثناء التكليف ، نشأت مشكلة. "عندما أردنا توصيل خط تصدير الغاز Egina بخط تصدير الغاز في Akpo ، لم نتمكن من إزالة غطاء الضغط على مجموعة تي في الخط ،" يقول Greder. "لقد جربنا عدة مرات ولم تنجح". إن غطاء الضغط ، الذي يجلس على عمق 1300 متر من الماء ، به شفة مسامير وبراغي. "عندما نظرنا ، رأينا آثار هيدرات الغاز لذلك كنا نعتقد أن الانسداد كان بسبب هيدرات الغاز في الداخل." كان يمكن أن يعني التأخير أن Egina FPSO لم يتم تشغيله في الموعد المحدد.

الطريقة التقليدية للتعامل مع هذا ستكون تدخل تحت سطح البحر - واستبدال نقطة الإنطلاق في الخط. هذا سيكون له تكلفة في الوقت والمال ويعني إغلاق في أكبو. يقول غريدر: "لقد قام زميل نيجيري بتحليل الوضع وفكر خارج الصندوق". "كانت الفكرة هي إزالة المكبس وإجبار الميثانول على الموقع". تم وضع شكل الأداة اللازمة للقيام بذلك ثم تكييفه بهدف استخدام التصنيع الإضافي "لطباعته". يعني AM أن الهندسة يمكن أن تكون أكثر تعقيدًا مما لو كانت أساليب التصنيع التقليدية قد استخدمت - ووقت التصنيع قد يكون أسرع.

يقول جريدر: "نحن لسنا مقيدين بالأدوات ولا تحتاج أن يكون لديك جزء صلب" ، يمكن أن يكون مجوفًا ، مما يوفر وقت الطباعة والمواد. في الواقع ، من خلال طباعته ، انخفض وزن الأداة بنسبة 50 ٪. طُبع الجزء ، الذي يبلغ قطره 32 سم وارتفاعه 35 سم ، في 36 ساعة ، طبقة تلو الأخرى ، في شركة توتال جروب هاتشينسون (التي أسسها رجل أعمال أمريكي في فرنسا في عام 1853) في باريس. تم تصنيعه باستخدام مسحوق Polyamide 12 ، وهو الليزر الملبد بالشكل المطلوب.

باستخدام هذه الطريقة يخلق ، في البداية ، مكعب كبير. بعد إزالة مسحوق البولياميد غير الملبد ، تم الكشف عن الأداة ثم شحنها إلى بورت هاركورت في غضون 48 ساعة ثم إرسالها إلى الخارج. باستخدام مركبة تعمل تحت الماء (ROV) عن بعد ، لم يتم فك المكبس ومن ثم الأداة المستخدمة لحقن الميثانول ، إذابة الهيدرات في الأنابيب والسماح بنجاح بإزالة القابس المضغوط في غضون أربع ساعات.

"لقد كان 10 أيام من التصميم إلى التسليم ، وأخف وزنا بنسبة 50 ٪ مما كان متوقعا ، وتم تخفيض التكلفة بعامل 10 مقارنة مع عملية تحت البحر التقليدية لهذا النوع من المشاكل ، والتي كان سيكلف أكثر من 10 مليون يورو" ، كما يقول. Greder. كما لم يكن من الضروري وقف إنتاج Akpo وتوصيل خط تصدير الغاز في الموعد المحدد.

"استخدام الطباعة المضافة يعني أنه تم تحسينها طبولوجيا. يمكن أن يكون لديك أشكال قريبة من الطبيعة التي يمكن أن تقدمها لنا ، مثل عش النحل. باستخدام هذا النهج أكثر ، يمكن تقليل أوقات المهلة ، والوقت غير الإنتاجي وقصور الإنتاج. "في المستقبل ، أستطيع أن أتخيل طابعة في أبردين ، ستافنجر ، بيرغن ، حيث يمكنك إرسال ملف ويقومون بطباعة أداة تحتاجها وإرسالها إلى الخارج. إذا كان يمكنك القيام بذلك عند الطلب ، يمكنك أيضًا توفير تكلفة التخزين.

"ميزة أخرى هي أنه يمكن تصنيع أجزاء متطورة مدمجة مع المزيد من الوظائف ، ووزن أخف وأسهل في القياس" ، يتابع. "يمكن إجراء ثقوب صغيرة لقياس الضغط في أماكن محددة. هذه الثقوب التي لا تستطيع الآلة. ولكن يمكنك تضمينها بدقة للسماح لك بمراقبة جزء من الضغط ومراقبته. ثالثًا ، يمكنك إجراء إصلاحات في الموقع للأجزاء ".

يقول غريدر إنه بالنسبة لتوتال ، هذا شيء جديد وقيم في هذا المجال ، وهو يحدث أكثر. يقول: "لقد تم صنع عدة دفاعات ووضعها في مصافي التكرير في فرنسا". "في منشأة إنتاج Culzean في بحر الشمال في المملكة المتحدة ، قمنا بطباعة بعض محرضات سبائك التيتانيوم للتركيب على مضخات النقل."

"هذا سوف ينمو" ، يخلص غريدر. بالتأكيد سوف تعطل شركة AM سلسلة إمداد النفط والغاز. يجب القيام بالمزيد من العمل بشأن جودة المواد ؛ أنت تقوم بإنشاء جزء في نفس الوقت مثل إنشاء الشكل. من قبل ، كنت تعمل على مادة تم إنشاؤها ثم تم اعتماد الشكل. لذلك هناك عمل يجب القيام به حول شهادة المواد والتكرار. هناك أيضًا ملكية فكرية ، إذا كنت تريد نسخة من جزء ما. في الوقت الحالي ، بدأنا استخدامه في الأجزاء غير الحرجة. لكنه سيأتي ".