Upwing Energy integriert 3D-Drucktechnik in die Gasförderung

Upwing Energy, ein Innovator und Dienstleister im Bereich der Gastechnologie, hat heute die erfolgreiche Integration des metallischen additiven Fertigungsverfahrens (AM) in seinen Produktionsprozess bekannt gegeben. Diese Entwicklung steht im Einklang mit dem Bestreben des Unternehmens, modernste Technologien zu nutzen. Unter Verwendung des Laser Power Bed Fusion (LPBF)-Verfahrens hat Upwing die Fertigungszeiten für den Einsatz seines Subsurface Compressor Systems (SCS) bei Gasbohrungen optimiert und gleichzeitig außergewöhnliche Qualität und Haltbarkeit der gefertigten Teile sichergestellt.

Das patentierte SCS von Upwing, das die Produktion und Wiedererlangbarkeit von Erdgas aus bestehenden Bohrlöchern erhöht, verwendet einen mehrstufigen Hybrid-Axialkompressor, der den Unterdruck am Einlass erhöht und den Druck am Auslass verstärkt. Der Kompressor des SCS ist aerodynamisch so gestaltet, dass er spezifische Flussparameter der Bohrung für maximalen Produktionsgewinn erfüllt. Insbesondere das Rotor-Design stellt hohe Anforderungen an die Fertigung aufgrund seiner extrem komplexen Oberflächengeometrien. Alle Kompressor-Komponenten werden aus Inconel 718 hergestellt.

Durch die Nutzung von Metall-AM und der Expertise von Velo3D kann Upwing den gesamten Prozess vom Ingenieursdesign bis zur Montage des SCS-Kompressorrotors in nur 10 Wochen realisieren. Metall-AM ermöglicht zudem die Erstellung komplexerer Designs und bietet geometrische sowie materielle Vorteile, die zu verbesserten Bauteilleistungen und einer verlängerten Lebensdauer der Teile führen. Zugversuche haben gezeigt, dass die Materialeigenschaften von AM Inconel 718 die Anforderungen der ASTM F3055 sowie die spezifischen Anforderungen für den Einsatz in Tiefenkompressoren erfüllen.

“Unsere gesamte Arbeit bei Upwing wird von der Überzeugung unterstrichen, dass eine kontinuierliche Verbesserung immer möglich ist”, so Robert McKeirnan, Vice President of Supply Chain and External Manufacturing bei Upwing Energy. “Unsere Entscheidung, die additive Fertigung zu integrieren, macht uns skalierbarer und anpassungsfähiger. Sie ermöglicht uns die Herstellung von Teilen, die nicht nur langlebig sind, sondern auch aufwändig gestaltet und mit höchster Präzision gefertigt werden.”

Um die mechanischen Eigenschaften der AM-Bauteile mit denen von gefrästen Billet-Teilen zu vergleichen, führte Upwing mehrere Tests unter Bedingungen durch, die im Gasverdichtungsprozess des SCS anzutreffen sind. AM-Teile und Billet-gefertigte Teile wurden bei Rotationsgeschwindigkeiten von 55K U/min oder höher getestet, was die Betriebsüberdrehzahl für das SCS darstellt.

Die Teile wurden anschließend einer detaillierten Inspektion unterzogen, einschließlich der Verwendung von Farbeindringprüfung zur Aufdeckung von Oberflächenfehlern, wurden auf Auswuchtung geprüft und auf maßliche Präzision inspiziert. Abschließend wurden die Teile einem Spin-to-Burst-Test unterzogen, um die Integrität jeder Fertigungsmethode zu validieren. Die additiv gefertigten Teile hielten den Standardbetriebsbedingungen stand und übertrafen sogar die Überdrehzahlbedingungen um das 2,1-Fache, bevor ein Versagen eintrat.