.png&w=384&q=75)
Ещё буквально несколько лет назад авторы обзоров, посвященных аддитивным технологиям, отмечали, что 3D-печать и сканирование в нефтегазовом секторе были не так распространены, как, например, в самолето- или автомобилестроении. С помощью 3D-принтера выполняется печать прототипов буровых установок, оснастки для работы в сложных и экстремальных условиях, запчастей для ремонта оборудования. Создание прототипов для разработки месторождений дает возможность вносить коррективы на этапе проектирования. 3D-сканирование ускоряет и облегчает выполнение таких задач нефтегазовых предприятий, как обратное проектирование, контроль отклонений геометрии, оценка износа, обмер, калибровка и градуировка резервуаров, контроль повреждений трубопроводов. Основные преимущества 3D-технологий – экономия расходов, сокращение времени подготовки сложных проектов, возможность создания изделий сложной геометрии. Нефтяные компании также уменьшают свои расходы путем использования баз данных и систем управления данными, которые позволяют правильно оценивать потребности компании в закупках. Ещё один вариант применения ― технологические улучшения и оптимизация. Например, когда уменьшается вес деталей или повышается их коррозионная устойчивость. Также 3D-технологии позволяют изготавливать конформные каналы охлаждения или любые другие внутренние каналы сложной формы, что позволяет повысить эффективность теплообменников, смесителей, коллекторов и т. п.
В качестве объекта исследования выбрана втулка подшипника скольжения, применяемая в составе установки электроцентробежного насоса (УЭЦН). Данная деталь является одним из наиболее изнашиваемых элементов в условиях эксплуатации нефтяных скважин, что определяет актуальность поиска технологических решений для восстановления ее геометрии и повышения ресурса. Ее замена требуется чаще, чем ремонт всего насоса, поэтому возможность оперативно изготавливать такую втулку методом 3D-печати прямо на месте эксплуатации – это экономически выгодное и технологически обоснованное решение.
Выполнен сравнительный анализ двух подходов к обеспечению ремонтопригодности оборудования:
- Традиционный подход – замена детали с использованием запасных частей со склада, требующая транспортировки.
- Аддитивный подход – изготовление детали непосредственно на месте эксплуатации с использованием 3D-принтера.
В методике исследования прослеживается оценка следующих параметров:
- Временные затраты на получение детали;
- Финансовые затраты;
- Ресурс (срок службы) детали после установки.
Таблица
Параметр | Традиционный подход (замена детали со склада) | Аддитивный подход (3D-печать на месте) |
Время получения детали | 6–24 часа (транспортировка со склада); при отсутствии на складе – до 3 недель | 1 час 7 минут (время печати) |
Время простоя (срок службы новой детали) | 6–12 месяцев X | 4–8 месяцев |
Стоимость детали/материалов | 3500–7500 руб. (оригинальная втулка) | 450–2000 руб. (расходные материалы на одну деталь) |
Транспортные расходы | 15 000–30 000 руб. | Отсутствуют |
Итого затрат (без учета оборудования) | 18 500–37 000 руб.+6-12 месяцев | 450–2000 руб. |
Зависимость от поставок | Высокая (импортные детали, логистика) | Низкая (изготовление на месте) |
Возможность модификации | Отсутствует | Высокая (быстрая корректировка геометрии) |
В итоге по временному показателю при традиционном подходе на транспортировку уходит 6–24 часа, что не сопоставимо с временем 3D-печати, на которую ушло всего 1 час. При отсутствии детали на складе сроки увеличиваются до 3-х недель, что приводит к длительному простою, как результат, 3D-печать наиболее выгодней, чем традиционный подход.
По финансовому показателю экономия достигает за счет исключения транспортных расходов и более низкой стоимости расходуемых материалов по сравнению с покупкой готовой запасной части.
По ресурсу: заводские детали работают 6–12 месяцев, что в 1,5–2 раза дольше напечатанных (4–8 месяцев). Поэтому мы предлагаем использовать 3D-печать как временную замену на период ожидания заводской детали, чтобы избежать простоя. К тому же 3D-сканирование не стоит на месте: в будущем возможна печать из металла, что увеличит пригодность 3D-технологий.
Дополнительные преимущества аддитивного подхода. Помимо экономии времени и средств, 3D-печать обеспечивает:
- возможность быстрой модификации геометрии детали без переналадки производства;
- снижение зависимости от поставщиков и логистических служб;
- сокращение складских запасов;
Общий вывод: таким образом, по всем трем параметрам 3D-печать более выгодна.
.png&w=640&q=75)
