Estudo de caso: Um modelo impresso em 3D de um componente complexo de produção de petróleo e gás permitiu que os engenheiros da Shell preenchessem a lacuna entre projeto e fabricação

A Shell emprega a tecnologia de impressão 3D para tornar mais rápido e eficiente o projeto e a construção de equipamentos usados ​​na produção de petróleo e gás.

A tecnologia de impressão permite que a empresa crie protótipos de escala precisa em materiais como plástico, que são testados e utilizados para melhorar os projetos e os processos de construção.

No ambiente offshore, as equipes da América do Norte e do Sul experimentaram a impressão 3D em situações em que enfrentam altos custos de instalação.

PEDRAS DE PISO

Por serem independentes, versáteis e eficientes, as instalações flutuantes de produção, armazenamento e descarregamento (FPSO) são comumente usadas pela Shell e outras empresas em todo o mundo para produzir petróleo em regiões onde há relativa falta de infraestrutura.

O Turritella é a primeira instalação de FPSO que a Shell implantou no Golfo do México, mas não globalmente.

A Shell também os usa em outros lugares, incluindo o projeto Parque das Conchas (BC-10) no Brasil com os co-proprietários Oiland Natural Gas Corporation e Qatar Petroleum International.

A Turritella, com um peso morto de quase 160.000 toneladas, tem 274 metros de comprimento e 48 metros de largura.

A embarcação tem capacidade diária de 60 mil barris de petróleo e 1,4 bilhão de pés cúbicos de gás natural. Até 800.000 barris de óleo podem ser armazenados a bordo.

Visto de cima, o FPSO possui um enorme orifício circular em sua proa. Para se ancorar no campo, a Turritella manobra diretamente acima da bóia da torre submersa, depois puxa a bóia para dentro do buraco, como colocar uma rolha em uma garrafa.

Como muitos FPSOs são projetados para fazer, o Turritella faz a varredura do tempo livre ao redor da bóia à medida que os ventos mudam. Mas ao contrário da maioria dos outros sistemas, a própria bóia faz parte do navio. Essa é uma característica importante de segurança, já que elimina a possibilidade de o FPSO ou outros navios colidirem com a bóia e os tirantes. Tanto o FPSO quanto a bóia de torre foram fornecidos pela SBM Offshore.

TESTANDO AS ÁGUAS

O projeto Stones apresenta uma série de inovações para a Shell, incluindo um conector em linha que fornece tensão de ancoragem ajustável para o FPSO e sua bóia de torre interna. Os engenheiros da Shell começaram a desenvolver a tecnologia em 2010, mas como o conceito é novo no Golfo do México, o Departamento de Segurança Ambiental e Fiscalização dos EUA queria ver um modelo em funcionamento primeiro.

Em circunstâncias normais, a construção de um modelo de demonstração preciso e funcional levaria meses. Para evitar atrasos no projeto, a Shell utilizou tecnologia de impressão 3D para produzir o modelo complexo em apenas quatro semanas.

O desafio era projetar, fabricar e montar grandes blocos de espuma sintática que se aninhariam dentro da bóia da torre. A espuma sintáctica é um material celular de alta resistência feito de minúsculas esferas de vidro, cerâmica, polímero ou metal, unidas ao polímero. O material é amplamente utilizado para a flutuação, mas nunca antes nesta escala. A bóia é aproximadamente a altura de um prédio de escritórios de quatro andares. Limitações de fabricação significavam que cada pedaço de espuma tinha que ser relativamente pequeno. Para caber dentro da torre, quase 1.000 blocos em uma variedade de formas complexas e interligadas foram feitos, e tiveram que ser instalados em uma sequência específica.

A equipe percebeu que a sequência de construção de montar centenas de blocos de espuma sintática era complexa. Eles precisavam encontrar a sequência certa para colocar os blocos em uma geometria muito complexa.

Normalmente, as equipes de projeto não têm nada mais do que desenhos de papel para tentar descrever a melhor maneira de fazer o trabalho de instalação. No entanto, no caso da bóia Stones, a equipe usou uma impressora 3D e criou um modelo da estrutura e, em seguida, um modelo de todos os 222 componentes dos blocos de espuma. Dessa forma, a equipe poderia planejar a construção do projeto e garantir a sequência correta de instalação, para que fosse feita com segurança. Ter um modelo como esse no processo de design ajudou a equipe a preencher a lacuna entre projeto e fabricação. A impressão 3D fornece uma excelente ferramenta para poder planejar, executar e antecipar qualquer problema e encontrar soluções antes que o processo seja iniciado.


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Fonte: opetroleo.com.br

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