油田鉆井設備制造商APS采用金屬3D打印技術制造零部件

想象一下，您只需站在屋外，就可以在起居室的墻上鉆一個孔，經過走廊，一直鉆到臥室。這聽起來多么不可思議。雖然，在家裝施工中并不需要用到如此極端的鉆進手段，但在石油和天然氣行業，如此不可思議的壯舉卻是每天都在上演。

在世界各地的深井中，鉆井機通常需要穿透多個巖層，鉆出深達幾英里的孔，鉆頭往往需要在數萬英尺深的地下，通過復雜的孔幾何結構來確定鉆井孔的走向……如此惡劣的作業環境對油田鉆井設備的性能提出了挑戰。油田鉆井設備制造商APS Technology 公司，在進行鉆井設備零部件研發和制造中使用了金屬3D打印技術，該技術不僅為加工車間節約了時間，還在延長鉆井設備使用壽命方面和提升鉆探效率方面有著出色表現。

本期，就結合APS Technology公司通過EOS DMLS金屬3D打印系統制造鉆井設備零部件的案例，與谷友共同了解增材制造技術為鉆井設備制造商及石油、天然氣行業的用戶創造了哪些價值。

增材制造打造全新鉆井體驗

挑戰：如何提高鉆進設備的耐用性和靈活性？

APS Technology 是全球最先進、最可靠的公司之一，致力于提供滿足各種油田和惡劣環境要求的現場性能和理想設計。公司于 1993 年成立于美國康涅狄格州。

在世界各地，鉆井機通常需要穿透多個巖層，鉆出深達幾英里的孔。鉆頭往往需要在數萬英尺深的地下，通過復雜的孔幾何結構來確定鉆井孔的走向。APS Technology 采用隨鉆測量 (MWD) 與旋轉導向系統 (RSS) 相結合的方式， 可直接安裝在鉆頭下方以實時測量鉆孔位置并控制軌跡。

除了在地下數百英尺切割巖石時遇到的那些不言而喻的困難外， 用于冷卻鉆頭和沖走鉆屑的承壓 流體也會受到嚴重磨蝕并很快流失。這樣會嚴重損壞井下系統和許多其他類型的鉆井設備，甚至能摧毀超級堅硬的鉻鎳鐵合金和 17-4 不銹鋼。

而對于如今的能源生產商而言， 這些困難僅僅是冰山一角。除了 MWD 系統外，APS 還致力于為鉆井操作人員提供包括導向鉆進電 機、減振器、建模及分析工具和 測井傳感器在內的多種智能工 具。此前，APS 已經借助多種增材制造手段，量身打造用于設計驗證的3D打印塑料零部件，完成了多項持續改進工作。為了制造出能夠在真實環境中使用的復雜金屬零部件，APS 引入了金屬3D打印技術。

鉆頭和旋轉導向系統 (RSS)：APS Technology 公司目前采用 EOS 工業 3D 打印技術生產旋轉 導向系統中的復雜零部件，用以為油氣井有效提供導向。
圖片來源：APS