全球數(shù)十億人依賴石油和天然氣工業(yè),據(jù)報道,在2018年,全球原油需求量就超過每天9900萬桶,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(石油輸出國組織,簡稱"歐佩克")將石油天然氣稱為"世界經(jīng)濟的引擎",而沙特阿拉伯則聲稱他們需要"結(jié)束對石油的依賴"。而頁巖氣開采正轉(zhuǎn)向拉丁美洲,尋找新的油田以增加產(chǎn)量。對這類商品的高需求使得市場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和埃克森美孚等公司研發(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估計到2021年,石油行業(yè)的3D打印市場將達到4.5億美元,到2025年將增長到約14億美元,3D打印可以幫助該行業(yè)簡化石油和天然氣產(chǎn)品制造的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、減少昂貴的停機時間并消除長時間等待零件等。特別是,使用增材制造技術(shù)在偏遠地區(qū)打印替換零件,比如對全球1,470個海上石油鉆井平臺來說,這將是一次重大升級。
英國石油公司將3D打印列為未來幾年將顯著影響能源行業(yè)的六項技術(shù)之一(其余五項為人工智能、區(qū)塊鏈、自動駕駛和替代能源)。根據(jù)該公司的說法,在努力減少碳排放的同時,滿足發(fā)展中國家不斷增長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,并對其進行測試和使用,以改進設(shè)計和施工過程。位于荷蘭阿姆斯特丹的殼牌技術(shù)中心此類工作的關(guān)鍵場所,該中心由機械儀表工程師Joost Kroon領(lǐng)導(dǎo)。
由Kroon設(shè)計和制造的連接器,是用來將煉油廠副產(chǎn)品分解為更高價值化學(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,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,并且省去了耗時的維護程序。一旦設(shè)計完成,打印需要60個小時,而傳統(tǒng)方法可能需要數(shù)周時間。"Kroon說。
殼牌最深的石油和天然氣項目位于美國墨西哥灣之外的水下2,900米處。該團隊在項目的設(shè)計階段使用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度延誤。
另一個熱衷于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最新工廠之一的燃氣輪機燃燒室的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打印機可將開發(fā)和驗證周期縮短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實驗室合作開發(fā)3D打印SmARt引擎,這是一種3D打印引擎,在轉(zhuǎn)動鑰匙時啟動和移動,作為一種創(chuàng)新方法,可以讓銷售人員足夠長時間地抓住機械師的注意力來解釋他們的明星機油Mobil1的優(yōu)點。中國石化是中國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)需要更長的時間來開發(fā)3D打印項目。然而,這個技術(shù)占據(jù)市場主要制造工藝的日子似乎并不遙遠,畢竟,火星上的3D打印正在進行中,為什么鉆機不能擁有自己的3D打印機?