Technologie EMAG secteur pétrolier : Nouveauté mondiale - La mesure sans contact de géométries de filetage au cours de la fabrication

27/02/2020 - Markus Isgro

Fabrication de manchons haut de gamme

Selon l’étude sur l’énergie menée en 2018 par l'institut fédéral des géosciences et des ressources naturelles (BGR), le pétrole demeure le premier vecteur énergétique du monde ; il représente 30,5 % de la consommation d’énergie primaire.

Toutefois, l’exploitation et l’importation de l'or noir rencontrent des difficultés en raison de restrictions commerciales mondiales. Ainsi, la Chine est contrainte d’exploiter elle-même le pétrole nécessaire à la demande intérieure. La soif en énergie de la Chine l’a conduit à effectuer des forages de pétrole à des profondeurs record, pouvant atteindre 8875 m sous les mers, profondeur dépassant l'altitude du mont Everest.

Le forage à des profondeurs qui ne cessent de croître implique d'énormes contraintes en matière de qualité et de configuration des filetages haut de gamme destinés aux conduites ascendantes et de forage, ainsi qu'à leurs raccords et manchons. Ceci entraîne également un besoin accru en systèmes de mesure minimisant les erreurs.

Avec son système breveté, EMAG offre une solution ad hoc qui mesure les connexions filetées de tuyaux et de manchons sans contact et en toute autonomie.

 


Nouveauté mondiale : Système d’inspection sans contact de filetage de tuyaux et d'accouplement (TIS)

La mesure manuelle de la géométrie de joint et de filetage suivant le tournage de filetage d’extrémités de tuyaux et de manchons est un processus qui demande du temps et du personnel. Mais l'opération de mesure est essentielle en raison des exigences accrues auxquelles sont soumis les filetages haut de gamme. Grâce au processus breveté mis au point par EMAG Leipzig, il est désormais possible d’effectuer des mesures sans contact des géométries de filetage des tuyaux et des manchons. Sans contact, ce système de mesure optique fonctionne indépendamment de l’opérateur, soit en autonomie, soit en étant intégré dans une chaîne de processus.

Les avantages du système TIS sont évidents : le potentiel d’économie est énorme en raison de l’économie de main-d’œuvre que permet cette mesure. Cela permet de réaliser rapidement des économies de l’ordre de centaines de milliers d’euros avec une capacité annuelle de production d’environ 1,3 millions de manchons.

Dans le même temps, le nouveau système assure une précision de mesure extrême et constante, ainsi que des temps de mesure ultra-courts. Grâce au couplage en retour direct des résultats de mesure à la commande CNC de la machine d’usinage, les corrections d’outil automatisées ont lieu directement au cours de la fabrication.

Ce système qui minimise les erreurs mesure tous les types de filetage connus jusqu’à présent (filetages API et haut de gamme). Le processus de mesure manuel est ainsi totalement supprimé.

Cette méthode présente l'avantage supplémentaire de détecter l’usure des plaquettes de coupe. Elle permet ainsi d'optimiser le remplacement de plaque et par conséquent de réduire les coûts d'outillage. À cela s’ajoute l'absence d'immobilisations indésirables de la machine qui résulteraient de l’usure des outils.

Optimisation des processus avec le Digital Twin

Depuis plusieurs décennies, EMAG est fournisseur de concepts de machine flexibles et de systèmes complets qui fabriquent des extrémités de tuyaux, des manchons, des raccords et autres composants pour champs pétrolifères. Les cellules complètes comprenant machines, robots, systèmes de mesure et stations de marquage proviennent d'un seul fournisseur. Le but étant d'optimiser en permanence les chaînes de processus. L’usinage des filetages est concerné, mais aussi les processus se déroulant en amont et en aval.

Les méthodes de développement les plus récentes, l’utilisation du jumeau numérique notamment, permettent de simuler puis d’adapter les processus machine.

Un système de machine a été conçu, qui s'appuie sur cette méthode et prend en compte tous les aspects d'un usinage de manchon haut de gamme : la machine VLC 500 CM.

Machine verticale d'usinage de manchons VLC 500 CM

Grâce à la plage extrême de diamètres comprise entre 2 3/8 et 13 3/8 pouces, et à une longueur maximum de manchon de 400 mm, la machine VLC 500 CM couvre un secteur énorme de fabrication de manchons et son utilisation est par conséquent extrêmement flexible. Dans le même temps, la VLC 500 CM jouit d’une productivité élevée grâce à la puissance de son entraînement. La structure modulaire permet d’adapter la machine au mieux aux tâches d’usinage individuelles. Le procédé pick-up éprouvé de chargement et de déchargement automatisé des machines et les axes dynamiques permettent de réduire les temps morts au minimum.

C’est le cas par exemple de la machine utilisée par la société autrichienne Voestalpine. Peter Winkler, responsable de Threading Departments chez Voestalpine Tubulars GmbH & Co KG, résume la situation ainsi : « La machine VLC 500 CM combine performance extraordinaire d’enlèvement de matière et précision. Ceci nous ouvre de nouvelles possibilités dans la fabrication de connexions OCTG haut de gamme. »

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Markus Isgro

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