Investigation of Additive Manufacturing of Components for the Oil & Gas Industry

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Bohrungen und Förderanlagen der Öl- und Gasindustrie sind über die ganze Welt verteilt, auch an abgelegenen Orten, auf Hoher See oder in der Wüste. In einigen Fällen ist es unmöglich das richtige Teil, zur richtigen Zeit, an der richtigen Stelle zur Verfügung zu haben, ohne enorme zusätzliche Kosten und Aufwand. Die Herstellung des benötigten Teiles direkt vor Ort würde einen großen Vorteil bringen. Diese „just-in-time“ Strategie wird bereits in anderen Bereichen, wie der Automobilbranche oder der Luftfahrtindustrie, durch den Einsatz von Additiver Fertigung angewendet. Diese Masterarbeit ist Teil eines Projektes, welches vom Lehrstuhl für Drilling and Completion Engineering zusammen mit der OMV E&P GmbH durchgeführt wird. Ziel ist es, den Gebrauch von Additiver Fertigung in der Öl- und Gasindustrie zu untersuchen. Der Inhalt der Masterarbeit ist in drei Phasen aufgeteilt: Testung der durch Additive Fertigung hergestellten Teile, eine Öl und Gas spezifische SWOT-Analyse und einer Methodik die den Arbeitsablauf für die Ersatzteilherstellung beschreibt. Während der ersten Phase der Arbeit werden die additiv gefertigten Teile, welche aus dem ausgewählten Material, 1.4542 (17-4PH), hergestellt wurden, getestet und mit konventionell hergestellten Teilen sowie der API C-110 Klasse, einer geregelten Casing und Tubing Klasse, verglichen. Das statische Verhalten des Materials wird mit Hilfe von Härtetests, Zugversuchen und Kerbschlagbiegeversuchen ermittelt. Weiters wurden Tests zur Spannungsrisskorrosion und Wasserstoffinduzierten Korrosion in einem externen Labor durchgeführt. Für die zweite Phase wurde eine SWOT-Analyse durchgeführt, um die generellen Möglichkeiten und Mängel die dieses Fertigungsverfahren mit sich bringt zu untersuchen, aber auch um die speziellen Chancen, die sich aus der Verwendung dieser Technologie in der Lieferkette von Öl und Gas Produktions- oder Service-Firmen ergeben, aufzuzeigen. In der dritten Phase der Masterarbeit wurde eine Methodik bzw. ein Arbeitsablauf erarbeitet. Dieser startet an jenem Punkt an dem erkannt wird, dass ein bestimmtes Teil am Bohrturm oder der Förderanlagen gebraucht wird und endet, wenn der additiv gefertigte Teil geliefert werden kann. Es werden dabei auch verschiedene Methoden untersucht und erläutert, die verwendet werden können, um das benötigte 3-D Model des Teiles zu erzeugen wenn dieses nicht verfügbar ist. Das Hauptziel der Masterarbeit ist es einen Einblick in die Eigenschaften, Besonderheiten und Limitierungen von Additiver Fertigung und den resultierenden Teilen zu bekommen, mit dem Fokus auf dem Einsatz in der Öl- und Gasbranche. Darüber hinaus sollen die Chancen die durch die Verwendung dieser Technologie in gewissen Beriechen entstehen gezeigt werden, um einen Schritt näher an einen sicheren und effizienten Gebrauch dieses Verfahrens in der Öl- und Gasindustrie zu kommen.

Details

Titel in ÜbersetzungUntersuchung von Additiver Fertigung von Teilen für die Öl- & Gasindustrie
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung22 Sept. 2020
StatusVeröffentlicht - 2020