本文摘要：想象一下，您只需车站在屋外，就可以在起居室的墙上铁环一个孔，经过走廊，仍然铁环到卧室。这听得一起多么不可思议。虽然，在家装施工中并不需要中用如此极端的钻入手段，但在石油和天然气行业，如此不可思议的伟业毕竟每天都在首演。 在世界各地的深井中，钻井机一般来说必须击穿多个岩层，小洞深达几英里的孔，钻头往往必须在数万英尺浅的地下，通过简单的孔几何结构来确认钻井孔的南北……如此险恶的作业环境对油田钻井设备的性能明确提出了挑战。

想象一下，您只需车站在屋外，就可以在起居室的墙上铁环一个孔，经过走廊，仍然铁环到卧室。这听得一起多么不可思议。虽然，在家装施工中并不需要中用如此极端的钻入手段，但在石油和天然气行业，如此不可思议的伟业毕竟每天都在首演。

在世界各地的深井中，钻井机一般来说必须击穿多个岩层，小洞深达几英里的孔，钻头往往必须在数万英尺浅的地下，通过简单的孔几何结构来确认钻井孔的南北……如此险恶的作业环境对油田钻井设备的性能明确提出了挑战。油田钻井设备制造商APSTechnology公司，在展开钻井设备零部件研发和生产中用于了金属3D打印机技术，该技术不仅为加工车间节约了时间，还在缩短钻井设备使用寿命方面和提高钻井效率方面具有出众展现出。本期，小编就融合APSTechnology公司通过EOSDMLS金属3D打印机系统生产钻井设备零部件的案例，与网友联合理解增材生产技术为钻井设备制造商及石油、天然气行业的用户建构了哪些价值。

增材生产打造出全新钻井体验挑战：如何提升钻入设备的耐用性和灵活性？APSTechnology是全球最先进设备、最可信的公司之一，致力于获取符合各种油田和险恶环境拒绝的现场性能和理想设计。公司于1993年正式成立于美国康涅狄格州。在世界各地，钻井机一般来说必须击穿多个岩层，小洞深达几英里的孔。

钻头往往必须在数万英尺浅的地下，通过简单的孔几何结构来确认钻井孔的南北。APSTechnology使用随钻测量（MWD）与转动导向系统（RSS）结合的方式，可必要加装在钻头下方以动态测量钻孔方位并掌控轨迹。除了在地下数百英尺切割成岩石时遇上的那些不言而喻的艰难外，用作加热钻头和卷走钻屑的承压流体也不会受到相当严重磨蚀并迅速萎缩。

这样不会相当严重损毁井下系统和许多其他类型的钻井设备，甚至能毁坏超级柔软的铬镍铁合金和17－4不锈钢。而对于如今的能源生产商而言，这些艰难意味着是冰山一角。除了MWD系统外，APS还致力于为钻井操作者人员获取还包括导向钻入电机、减振器、建模及分析工具和测井传感器在内的多种智能工具。

此前，APS早已利用多种增材生产手段，量身打造出用作设计检验的3D打印机塑料零部件，已完成了多项持续改良工作。为了生产出有需要在现实环境中用于的简单金属零部件，APS引进了金属3D打印机技术。

钻头和转动导向系统（RSS）：APSTechnology公司目前使用EOS工业3D打印机技术生产转动导向系统中的简单零部件，用以为油气井有效地获取导向。图片来源：APS解决方案：增材生产前所未有的简单零部件EOS为APS打算了理想的解决方案：通过EOSINTM280系统展开轻巧金属的增材生产。

APS可以利用这项技术，在短时间内修建出有长久轻巧的零件。利用EOSINTM280系统的DMLS金属3D打印机技术，设计人员可以创立先前无法生产的简单几何结构，并且精彩应付诸如此类的挑战。

例如，可以创立各种晶格结构和细致的网状结构，生产的零件比起传统的同类机加工产品极具空间效率。整个MWD系统：一些内部涡轮机组件由EOSINTM280系统打印机出来。图片来源：APS“我最初回到APS时，这个系统在这里刚上马一个月左右。

”APSTechnology营销副总裁PaulSeaton回想道。“同事们展开了一系列测试打样和其他工作来熟知这个系统，但它对于我们所有人而言都是一项全新的技术。EOS为我们获取了现场培训和应用于建议，使我们以求很快上手有所不同零部件原型设计。这些早期的成就使得我们如今的工作更为具备生产导向性。

”其中一个成就是五级涡轮机的应用于，用来为导向钻头及其机载MWD系统获取动力。每台涡轮机都包括若干个使用DMLS技术打印机的零件，在这项增材生产工艺中，EOSINTM280利用大功率Yb光纤激光器和仪器扫瞄光学部件将CAD模型的极薄切片描记到细致金属粉末层上。激光器所经之处，每个独立国家的金属微粒熔融，并与附近的微粒和下一层融合。

每个切层经激光太阳光并熔融后，将在渐渐成型的工件上铺上一层新的金属粉末并反复继续执行上述加工过程，逐级展开，以后加工已完成。每台涡轮机包括数个简单的端盖和五套定子与转子，这些全部由APS的EOSINTM280生产已完成。

“而现在，我们早已有能力用于不锈钢、铬镍铁合金和其他金属制造这些组件，这对我们而言是一个极大的优势，因为我们可以使用3D打印机技术制作出有现实的零件并应用于到现实的环境中。”Seaton回应。高级机械工程师ChrisFunke回应，这些组件意味著需要应付现实环境中的钻井作业，还包括在该公司自有的3，000英尺浅的测试井中服役。成果：节约生产成本和周期，提高设备钻井效率和耐用性使用EOS技术后，APS以求将钻井组件的零部件数量从四个独立国家零部件增加到意味着一个。

DMLS还协助该公司的大规模生产车间节约了成本，曾多次必须花费数天甚至数周才能生产出来的夹具和固定装置，如今可在无人值班的情况下一夜之间打印机已完成。除了在增加零部件数量和生产新型组件形状方面的优势外，APS的设计人员还找到，这种技术可以大大缩短产品开发周期。DMLS3D打印机技术的用于可以为APS修筑许多其他思路。

比起之前，使用增材生产工艺生产的零件更为相似预期的几何结构，因此经常可简化下游加工操作者，有些情况下甚至可以几乎省却这些操作者。此外，新技术还协助APS省却了模具和其他重复使用加工成本，只需CAD模型和金属粉末就不足以制作出来。“如今我们可以为车间获取DMLS零件，此前使用传统方法以棒料生产同等零件有可能必须花费18个小时。”Funke认为。

“零件的打印机必须花费22－26个小时，但它享有的特性毕竟传统方法无法比拟的，例如有机孔。如今，车间只需花费3－4个小时来加工密封面并更进一步掌控公差特性，才可已完成该零件。

因此，利用DMLS工艺，我们可以为加工车间节约14－15个小时的时间来生产其他产品。DMLS正在转变我们的整个生产流程，使我们享有更加强劲的能力来运营其他项目，甚至承包其他工作。我们计划利用EOSINTM280为我们已完成更好的工作。”Funke说。

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