Vallourec : Nouveau succès pour la fabrication additive avec l’impression en 3D de bouchons de levage pour Weatherford

Ces composants critiques pour la sûreté, pesant 175 kg chacun, mesurant 50 cm de diamètre et conçus pour supporter des charges d'environ 100 tonnes, ont été imprimés en 3D avec succès.

Optimiser des délais importants et des échéances courtes

Les bouchons de levage sont des composants essentiels à la sûreté, conçus pour servir de liaison entre l'élévateur de la plateforme et les tubes. Ils sont utilisés à la surface de la plateforme pour permettre aux opérateurs de manipuler et de déplacer des produits tubulaires longs en toute sécurité.

Ces bouchons de levage sont traditionnellement fabriqués à partir de barres forgées à paroi épaisse. S'agissant de composants critiques pour la sûreté, utilisés en surface, ces pièces nécessitent un matériau non standard, doté de propriétés mécaniques uniques, ce qui entraîne des délais de livraison importants. Les bouchons de levage étant conçus pour se connecter aux équipements existants, il est parfois nécessaire d'en produire avec des dimensions personnalisées afin d'assurer la compatibilité entre tous les composants, ce qui contribue à allonger encore davantage les délais. De plus, la détention de stocks de matières premières dans des dimensions non standards n'est pas rentable et peut générer des pertes s'ils ne sont finalement pas utilisés. Tout cela mis bout à bout entraîne des difficultés à respecter des délais très courts.

Ainsi, lorsque Weatherford a soumis à Vallourec une demande urgente pour des bouchons de levage VAM^® TTR HW capable de supporter une charge de 100T, pour le projet de workover d'un client au large des côtes australiennes, les équipes de Vallourec ont proposé une solution plus économique et plus rapide, basée sur la fabrication additive afin de respecter les délais.

Les bouchons de levage ont été redessinés avec WAAM pour inclure des diamètres non standards sur-mesure et compatibles avec l'équipement existant de Weatherford. Le diamètre extérieur (OD) a ainsi été augmenté de 15 %, conformément à la demande du client. En s'appuyant sur la flexibilité du WAAM, Vallourec a pu atténuer toute augmentation de poids en redessinant le composant, sans toutefois impacter les performances de levage.

Ces nouveaux composants critiques pour la sûreté ont, donc, été imprimés en 3D avec le robot Vallourec WAAM situé à Singapour, à seulement 6 heures de vol du client final, et livrés en un peu moins de 2 mois au lieu des 3 à 4 mois habituels.

« Nous avons contacté Vallourec avec une demande urgente de bouchons de levage (lifting plugs) pour un de nos clients opérant dans la mer de Timor. Leur solution a été d'utiliser la fabrication additive WAAM, une option plus économique et plus rapide que la voie traditionnelle », explique Shane Ferguson, chef de projet pour Weatherford. « Ils ont exécuté cette commande dans les temps et la livraison a été effectuée bien avant le début des opérations. Nous sommes extrêmement satisfaits du produit fini et nous n'hésiterons pas à nous tourner vers Vallourec et vers cette méthode pour nos futurs besoins ».

Révolutionner l'industrie

La fabrication additive arc-fil (WAAM) est une technologie qui utilise une source de soudage et un bras robotisé pour diriger une buse d'impression afin de déposer le matériau, couche après couche, avec des formes quasi nettes. Une fois que l'ensemble du matériau est déposé, l'ébauche est usinée, testée et filetée VAM^®.

Le soudage est un élément essentiel des processus de fabrication des composants industriels, et un domaine dans lequel Vallourec détient une expertise reconnue. Le premier composant critique pour la sûreté, imprimé en 3D par Vallourec était un waterbushing réalisé en collaboration avec TotalEnergies pour le puits EIG Franklin en mer du Nord au début de l'année 2021. Grâce à la réussite de ce projet, de nouvelles voies se sont ouvertes, et notamment ce récent succès avec Weatherford.

Grâce à WAAM, nous avons pu fabriquer un bouchon de levage, disposant des mêmes propriétés mécaniques et répondant aux exigences spécifiques du client en matière de diamètre extérieur, et ceci, en deux fois moins de temps qu'avec le procédé traditionnel et sans quantité minimale de commande. Cela n'aurait pas été possible avec les procédés de fabrication traditionnels, car soit nous aurions été limités au diamètre extérieur de la barre de métal disponible, soit nous aurions dû acheter une nouvelle barre dotée un plus grand diamètre extérieur, ce qui, dans les deux cas, aurait prolongé les délais de livraison.

Le procédé WAAM - et plus largement la fabrication additive - offre de nombreux avantages pour l'industrie pétrolière et gazière, dont l'un des plus importants est d'offrir des délais d'exécution plus courts et garantis : ce qui fait une énorme différence pour les utilisateurs finaux. WAAM permet également une plus grande liberté de forme : les pièces peuvent être créées à la taille et aux spécifications exactes de chaque client, et l'impression de très grands composants est également possible. L'avantage ultime de ce procédé est de permettre aux entreprises de créer des entrepôts numériques ou virtuels grâce auxquels elles peuvent commander des pièces de rechange sous forme de fichiers imprimables.

Grâce à WAAM, Vallourec est en mesure de résoudre les problèmes traditionnels liés à l'imprévisibilité de l'approvisionnement en matériaux et aux exigences de quantité minimale de commande, en fournissant aux clients des solutions répondant, à chaque instant, à des besoins, parfois très spécifiques. « Nous sommes impatients de rendre possibles de futurs projets comme celui-ci, en offrant à nos clients la haute qualité à laquelle ils sont habitués avec Vallourec, tout en assurant des délais de livraison beaucoup plus rapides », conclut Junwei.