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能源巨头康菲石油(COP)采用3D打印解决极寒偏远地区的供应链问题

频道:3D打印新闻 日期: 浏览:185

       2023年12月15日,美国第三大能源公司康菲石油(CONOCOPHILLIPS,简称COP)为了缩短阿拉斯加北部偏远地区关键零部件的交货时间,转向了3D打印,并结合数据和人工智能技术。这家能源巨头的这一举措可能对整个行业产生深远影响。


极端条件下催生的解决思路
       阿拉斯加的极寒环境并没有引起当地对数字制造的重视。然而,当这里是许多公司资产的所在地时(就像康菲石油公司一样),有时候最合理的策略是将技术更接近实际操作的地方,即更贴近边缘,以便更有效地管理和利用这些资产。该公司首席数字和信息官Pragati Mathur表示:“除了极其寒冷之外,在这里工作还带来了供应链的重大挑战。Carlo预感到3D打印确实可以改变游戏规则。”

△康菲石油公司首席工程师Carlo De Bernardi


     Mathur在2021年加入康菲石油公司之前曾在Staples和Biogen担任技术主管,他指的是康菲石油公司的首席工程师Carlo De Bernardi,负责扩大公司3D打印的采用。De Bernardi表示,要了解3D打印在该地区的价值主张,您必须首先了解极端的操作条件。Kuparuk位于阿拉斯加的北坡,距费尔班克斯约250英里。该地区距北冰洋仅一箭之遥,冬季十分严酷。气温经常降至零下40华氏度,极夜使该地区陷入黑暗长达数周。


然而,这里是康菲石油公司在该州三大开发项目之一的所在地,该公司的燃气轮机是该公司业务的核心。通过燃烧过程,这些涡轮机压缩大部分伴生天然气,然后将其重新注入储层以提高石油采收率(EOR),从而产生电力,为生产设施、支持基础设施和一些钻井设备(如抽油机和泥浆泵)供电。

涡轮机压缩相关天然气并发电的燃烧过程,本身是由一个关键部件实现的,称为燃烧器插头,该部件允许燃料与压缩空气混合。随着使用,这些插头会磨损,并且由于许多原始插头已不再生产,因此,它们只能由仍然使用传统制造工艺的当地机械零部件经销商替换。

这样的过程是相当费力的。它涉及手动的前期设计阶段,然后是整个供应链的交接和数英里的运输,这一系列事件可能需要30周甚至更长时间。对于其它关键部件,例如节流阀,这个过程确实需要更长的时间,有时甚至一年。这样的交货时间需要大量的替换零件的实际库存,这会带来仓储成本和仓储税。

△3D打印燃烧器插头,塑料笼套方便用于差头运输


控制崎岖和偏远

因此,Mathur和De Bernardi组建了一个跨职能团队,设计了一种高度依赖3D打印的解决方案。康菲石油公司现在能够利用这项技术模拟各种零件的多种设计,并在制造之前找到最佳配置。

通过增材制造,康菲石油公司能够在2-3周内更换燃烧器插头,远远快于传统的30周。De Bernardi指出,“新的3D打印插头的性能同样好,甚至更好。传统制造方法中的所有铸造和锻件都需要很长时间,而这个解决方案可以消除许多步骤和里程。”

△传统的笼式节流阀(左)和经过改进设计的3D打印笼式节流阀(右)


     在阿拉斯加的另一个3D打印案例中,跨职能团队将节流阀的生产时间从45周缩短到5周,有时甚至更少。新型阀门(用于注水井)的制造速度比传统方法制造的阀门快10倍,使用寿命也更长。康菲石油公司的加拿大业务部门使用相同的技术,将旋启式止回阀的交货时间从32周缩短到仅仅几天。
      展望未来,康菲石油公司将人工智能和3D打印的结合视为不断提高效率的良方。随着越来越多的零件采用数字化设计,存储它们所需的物理空间将减少。De Bernardi说:“我们越来越希望通过在更靠近需要的地方来打印零件。随着时间的推移,我们将用数字库存取代部分实体库存,这将提高效率,推进ESG指标。”该公司计划在2050年实现净零排放。


关键词:3D打印

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