3D打印不斷推動(dòng)石油和天然氣行業(yè)發(fā)展

來源： 數(shù)字化石油天然氣聚焦

全球數(shù)十億人依賴石油和天然氣工業(yè),，據(jù)報(bào)道，在2018年,，全球原油需求量就超過每天9900萬(wàn)桶,，與2006年相比增加了16％，如果再往前追溯到1980年代,，則增加了62％,。OPEC（石油輸出國(guó)組織，簡(jiǎn)稱"歐佩克"）將石油天然氣稱為"世界經(jīng)濟(jì)的引擎",，而沙特阿拉伯則聲稱他們需要"結(jié)束對(duì)石油的依賴",。而頁(yè)巖氣開采正轉(zhuǎn)向拉丁美洲，尋找新的油田以增加產(chǎn)量,。對(duì)這類商品的高需求使得市場(chǎng)不斷尋求降低成本和提高效率的方法,。在過去幾年中，技術(shù)已經(jīng)成為Shell（殼牌）,、BP和�,？松�美孚等公司研發(fā)的重要組成部分，尤其是3D打印可在工業(yè)加工和制造領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的效益,。

據(jù)SmarTech Publishing估,，到2021年，石油行業(yè)的3D打印市場(chǎng)將達(dá)到4.5億美元,，到2025年將增長(zhǎng)到約14億美元,，3D打印可以幫助該行業(yè)簡(jiǎn)化石油和天然氣產(chǎn)品制造的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、減少昂貴的停機(jī)時(shí)間并消除長(zhǎng)時(shí)間等待零件等,。特別是,，使用增材制造技術(shù)在偏遠(yuǎn)地區(qū)打印替換零件，比如對(duì)全球1,470個(gè)海上石油鉆井平臺(tái)來說,，這將是一次重大升級(jí),。

英國(guó)石油公司將3D打印列為未來幾年將顯著影響能源行業(yè)的六項(xiàng)技術(shù)之一（其余五項(xiàng)為人工智能、區(qū)塊鏈,、自動(dòng)駕駛和替代能源）,。根據(jù)該公司的說法，在努力減少碳排放的同時(shí),，滿足發(fā)展中國(guó)家不斷增長(zhǎng)的能源需求的雙重挑戰(zhàn)正在創(chuàng)造源源不斷的想法,，這有可能改變世界生產(chǎn)和消耗能源的方式,。

幾年前，荷蘭皇家殼牌公司開始使用3D打印技術(shù),，使石油和天然氣生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)和建造更快,、更高效。3D打印技術(shù)使公司能夠在塑料等材料中創(chuàng)建精確的比例原型,，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和使用,，以改進(jìn)設(shè)計(jì)和施工過程。位于荷蘭阿姆斯特丹的殼牌技術(shù)中心此類工作的關(guān)鍵場(chǎng)所,，該中心由機(jī)械儀表工程師Joost Kroon領(lǐng)導(dǎo),。

由Kroon設(shè)計(jì)和制造的連接器，是用來將煉油廠副產(chǎn)品分解為更高價(jià)值化學(xué)產(chǎn)品的構(gòu)件,，是構(gòu)成了從氣體中去除液態(tài)霧的儀器的一部分--霧氣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)堵塞并損壞氣體分析儀,。通過使用3D打印，Kroon創(chuàng)造了一種設(shè)計(jì),，通過連接器內(nèi)部的通道提供熱量,，而不是通過外部加熱元件。

"新的3D打印解決方案比其前代產(chǎn)品更加高效,，并且省去了耗時(shí)的維護(hù)程序,。一旦設(shè)計(jì)完成，打印需要60個(gè)小時(shí),，而傳統(tǒng)方法可能需要數(shù)周時(shí)間,。"Kroon說。
殼牌最深的石油和天然氣項(xiàng)目位于美國(guó)墨西哥灣之外的水下2,900米處,。該團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段使用3D打印,，開發(fā)可拆卸系統(tǒng)的原型，將卸載船（FPSO）連接到海底的管道,，以確保安全并防止進(jìn)度延誤,。

另一個(gè)熱衷于3D打印的是GE石油天然氣公司。他們已經(jīng)開始將3D打印機(jī)集成到制造供應(yīng)鏈中,，將其用于意大利Talamona最新工廠之一的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的3D打印端燃燒器,，以及用于其石油和天然氣的各種金屬部件操作。GE發(fā)現(xiàn)使用3D打印機(jī)可將開發(fā)和驗(yàn)證周期縮短50％,。而油田服務(wù)公司Halliburton正在探索用3D打印來成成型井下設(shè)備,。埃克森美孚與Milk Lab實(shí)驗(yàn)室合作開發(fā)3D打印SmARt引擎,，這是一種3D打印引擎，在轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙時(shí)啟動(dòng)和移動(dòng),，作為一種創(chuàng)新方法,，可以讓銷售人員足夠長(zhǎng)時(shí)間地抓住機(jī)械師的注意力來解釋他們的明星機(jī)油Mobil1的優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)石化是中國(guó)最大的石油和天然氣生產(chǎn)商，2015年投資開發(fā)3D打印材料,，兩年后,，它為惠普的Multi Jet Fusion技術(shù)推出了一種新型聚烯烴材料。

與其他行業(yè)相比,，石油和天然氣行業(yè)需要更長(zhǎng)的時(shí)間來開發(fā)3D打印項(xiàng)目,。然而，這個(gè)技術(shù)占據(jù)市場(chǎng)主要制造工藝的日子似乎并不遙遠(yuǎn),，畢竟,，火星上的3D打印正在進(jìn)行中，為什么鉆機(jī)不能擁有自己的3D打印機(jī),？

BP和GE宣布3D打印在石油和天然氣行業(yè)持續(xù)取得了重大進(jìn)展,。根據(jù)SmarTech發(fā)布的“油氣市場(chǎng)的添加制造機(jī)會(huì)：十年預(yù)測(cè)”報(bào)告顯示，3D打印行業(yè)將在哪里創(chuàng)造收入和損失金錢,。據(jù)悉,，整個(gè)市場(chǎng)在2025年將達(dá)到約14億美元。SmarTech的新報(bào)告是3DP／AM在石油和天然氣行業(yè)中唯一的綜合市場(chǎng)研究,，包括：

1,、對(duì)石油和天然氣行業(yè)及其當(dāng)前運(yùn)營(yíng)結(jié)構(gòu)的綜合分析，特別是與采用各種3DP技術(shù),、軟件和服務(wù)相關(guān)分析,。該分析利用了SmarTech專有的3DP模型，旨在衡量石油和天然氣工業(yè)當(dāng)前和未來3DP的使用,。報(bào)告還顯示了該領(lǐng)域的挑戰(zhàn),，即3D打印零件模型如何與潛在的工具的相匹配。

2,、該行業(yè)的10年預(yù)測(cè),。這些預(yù)測(cè)包括所有相關(guān)技術(shù)、材料和印刷零件體積的估計(jì),。報(bào)告中的數(shù)據(jù)將提高石油和天然氣行業(yè)對(duì)3DP的真正能力的理解,，以及對(duì)潛在應(yīng)用領(lǐng)域的詳細(xì)探索，以便快速開展行業(yè)內(nèi)部的研究和開發(fā)活動(dòng),。

3,、案例研究公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在石油和天然氣行業(yè)部署3D打印。本報(bào)告的讀者還將更好地了解石油和天然氣行業(yè)如何向3DP過渡,，以及行業(yè)將如何使用3DP印刷金屬部件,，并增加大量印刷量的機(jī)會(huì)。本報(bào)告詳細(xì)介紹了3DP在特定石油和天然氣設(shè)備系統(tǒng)以及從上游到中游及其以外地區(qū)的勘探領(lǐng)域的最全面的集合,。GE已經(jīng)在打印各種金屬部件以用于其石油和天然氣操作,，而像Halliburton這樣的油田服務(wù)公司正在積極探索用于快速原型和現(xiàn)場(chǎng)部件生產(chǎn)的用例,。這些公司的AM倡導(dǎo)者認(rèn)為，3D打印有潛力從根本上改變石油勘探和鉆井作業(yè)的成本結(jié)構(gòu),。

本報(bào)告面向正在尋找新業(yè)務(wù)收入的3DP硬件和材料公司,。該報(bào)告還適合石油和天然氣工業(yè)的專業(yè)人士閱讀，以幫助其更好地了解AM可為行業(yè)帶來的機(jī)會(huì),。此外,，SmarTech還認(rèn)為，這份報(bào)告將對(duì)那些積極參與石油和天然氣工業(yè),，以及3DP或兩者投資的公司提供,。

在石油和天然氣工業(yè)中，增材制造或3D打印的使用正在逐漸增加,。目前,，3D打印市場(chǎng)在全球制造業(yè)市場(chǎng)中所占的份額還不到0.1%(目前的市值為12.7萬(wàn)億美元)。根據(jù)最新的《石油天然氣3D打印—主題研究》報(bào)告,，估計(jì)到2025年,，3D打印市場(chǎng)的價(jià)值將達(dá)到320億美元，到2030年,，3D打印市場(chǎng)的價(jià)值將超過600億美元,。

3D打印技術(shù)已經(jīng)成為推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。多年來,，3D打印技術(shù)在不同的行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,，并對(duì)汽車和航空航天制造業(yè)產(chǎn)生了重大影響。在石油和天然氣部門,，這項(xiàng)技術(shù)的一些應(yīng)用包括現(xiàn)場(chǎng)制造備件,、測(cè)試新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)化庫(kù)存管理以節(jié)省成本。

近年來,，石油和天然氣行業(yè)顯示出緩慢而穩(wěn)定的3D打印應(yīng)用,。最初，這項(xiàng)技術(shù)在很大程度上局限于以聚合物為基礎(chǔ)的產(chǎn)品,。然而,，最近金屬基3D打印技術(shù)的進(jìn)步使這項(xiàng)技術(shù)與石油和天然氣工業(yè)更加相關(guān)。3D打印技術(shù)的關(guān)鍵好處在于減少了生產(chǎn)復(fù)雜原型所需的時(shí)間,。3D打印機(jī)還可以減少生產(chǎn)用于操作的功能性產(chǎn)品所需的時(shí)間,。

由于更嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)范、波動(dòng)不定的油價(jià)和不斷加劇的競(jìng)爭(zhēng),，企業(yè)正被復(fù)雜的設(shè)備設(shè)計(jì)所吸引,，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)效率。生產(chǎn)復(fù)雜部件的能力,，在其他方面是不可能用傳統(tǒng)工藝制造的,，正將3D打印變成一項(xiàng)必須具備的技術(shù),。

獲取備件的漫長(zhǎng)采購(gòu)過程往往迫使石油和天然氣公司保持異常高的庫(kù)存水平，從而導(dǎo)致倉(cāng)儲(chǔ)成本,。3D打印技術(shù)可以通過使公司能夠根據(jù)需要制造零件來解決這個(gè)問題。石油和天然氣公司將通過使用3D打印作為主流制造技術(shù),，減少用于供應(yīng)鏈管理的總成本,，這將有助于它們提高運(yùn)作效率和促進(jìn)增長(zhǎng)。


“這是一個(gè)非常有意思的會(huì)議,。關(guān)注石油天然氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的人們匯聚北京,，交換意見，探討趨勢(shì),，了解行業(yè)熱點(diǎn),。”

——王同良 , 信息化部總經(jīng)理 , 中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司