Analiza defecțiunilor instalației de foraj hidraulic: cauze, prevenire și practici de întreținere

Analiza defecțiunilor instalației de foraj hidraulic: cauze, prevenire și practici de întreținere

Instalațiile de foraj hidraulice sunt echipamente esențiale pentru excavarea tunelurilor, dezvoltarea minieră și proiectele de foraj. Numite și instalații de foraj jumbo sau instalații de foraj, aceste mașini combină sisteme hidraulice, pneumatice, electrice, de apă și de control. Această integrare le face extrem de productive, dar înseamnă și că o defecțiune a unui subsistem poate afecta performanța altuia.

Un program de întreținere fiabil trebuie, prin urmare, să privească dincolo de o singură componentă hidraulică. Defecțiunile instalațiilor de foraj hidraulic pot rezulta din limitări ale proiectării inițiale, proceduri de operare incorecte, calitate slabă a apei, instrumente de monitorizare defecte, filtre blocate, probleme electrice, ulei neadecvat, furtunuri de calitate scăzută sau contaminare introdusă în timpul întreținerii.

Acest articol prezintă categoriile comune de defecțiuni și măsurile practice de prevenire pentru sistemele hidraulice ale instalațiilor de foraj.

Trei surse principale de defecțiuni hidraulice

Defecțiunile hidraulice la o instalație de foraj pot fi grupate în trei mari categorii:

• Defecțiuni în stadiu incipient sau legate de proiectare

• Defecțiuni legate de funcționare și întreținere

• Defecțiuni cauzate de ulei hidraulic necorespunzător, furtunuri sau contaminare

Simptomele vizibile pot include mișcare instabilă, pierderea controlului, scurgeri de ulei, furtunuri sparte, performanțe slabe de găurire, uzură anormală a sculelor și temperatură ridicată a uleiului hidraulic. Identificarea cauzei principale este mai eficientă decât creșterea repetată a presiunii sau înlocuirea pieselor fără un diagnostic structurat.

Probleme de proiectare și punere în funcțiune

Unele defecțiuni apar la scurt timp după ce o mașină intră în funcțiune. Acestea pot rezulta dintr-o proiectare incompletă a sistemului, setări necorespunzătoare ale supapelor, aranjamente incorecte ale circuitelor sau funcții de protecție slabe.

De exemplu, un sistem de poziționare a unei instalații de foraj poate utiliza cilindri de susținere care se mișcă în grupuri legate între ele. Dacă legătura cilindrului nu este proiectată corect, un picior de susținere poate atinge primul pământul și poate forța uleiul hidraulic să treacă prin supapa de siguranță. Acest lucru poate întrerupe procesul de poziționare înainte ca toate picioarele de susținere să fie fixate corect.

Schimbarea aranjamentului legăturilor sau permiterea unui control mai independent poate îmbunătăți fiabilitatea poziționării. Scopul este de a se asigura că cilindrii de susținere pot stabiliza instalația fără a crea vârfuri de presiune inutile sau a forța sistemul să se relaxeze.

Sensibilitatea supapei de siguranță este o altă problemă importantă. În timpul poziționării, operatorii trebuie în mod normal să urmeze o secvență sigură atunci când extind și retrag picioarele de susținere. Dacă o supapă de siguranță răspunde prea lent în timpul unei secvențe de operare incorecte, presiunea poate crește brusc. Rezultatul poate include deteriorarea furtunului, scurgeri de ulei sau întreruperea lucrărilor de foraj.

Protecția împotriva funcționării accidentale este, de asemenea, valoroasă. Chiar și atunci când o pompă de poziționare este oprită, presiunea hidraulică reziduală poate rămâne în sistem. O mișcare accidentală a unei manete de comandă poate crea o situație periculoasă. O protecție adecvată la suprasarcină și un design adecvat al sistemului de decompresiune pot reduce acest risc.

Problemele sistemului de apă pot deveni probleme hidraulice

Sistemul de apă poate părea fără legătură cu performanța hidraulică, dar poate afecta direct fiabilitatea forajului. Sursele de apă murdară pot înfunda sau deteriora filtrele de apă. Dacă particulele abrazive intră în sistemul de apă, acestea pot uza pompa de pompare și pot reduce presiunea apei de lucru.

Presiunea scăzută a apei poate împiedica funcționarea corectă a supapelor pneumatice controlate de apă. Dacă sistemul de foraj continuă să funcționeze fără un control adecvat al apei, forajul poate continua în timpul unei întreruperi a apei. Acest lucru crește riscul de blocare a oțelului de foraj, rezistență excesivă la rotație și creșteri bruște ale presiunii hidraulice.

Dacă protecția anti-blocare nu reacționează corect, este posibil ca sistemul să nu se descarce. Printre rezultatele posibile se numără blocarea tijelor de foraj, blocarea burghielor, spargerea furtunurilor hidraulice, scurgeri de ulei și creșterea temperaturii uleiului hidraulic.

Circuitul de apă afectează și răcitorul de ulei hidraulic. Circulația deficitară prin sistemul de răcire poate reduce disiparea căldurii și poate contribui la o temperatură ridicată a uleiului hidraulic. De aceea, calitatea apei, inspecția filtrului și debitul apei de răcire ar trebui să facă parte din întreținerea de rutină a instalației de foraj.

Monitorizarea presiunii și filtrele de retur

Manometrele oferă informații esențiale despre circuitele de găurire, alimentare, poziționare și anti-bruiaj. Când manometrele se defectează și nu sunt înlocuite, tehnicienii își pot pierde capacitatea de a identifica presiunea anormală înainte de a se produce deteriorarea.

O greșeală frecventă este compensarea performanței slabe prin creșterea presiunii fără o monitorizare precisă. Presiunea excesivă poate cauza defectarea furtunului, scurgeri, uzura accelerată a componentelor, deteriorarea oțelului burghiului și consumul excesiv de burghiu. Setările de presiune trebuie să respecte întotdeauna limitele producătorului echipamentului și procedura de operare aprobată.

Filtrele de retur sunt la fel de importante. Acestea elimină contaminanții din uleiul hidraulic de retur și pot, de asemenea, să sprijine procesul de răcire. Multe platforme folosesc senzori și lumini de avertizare pentru a indica momentul în care filtrele de retur trebuie înlocuite. Ignorarea unui avertisment poate duce la blocarea filtrului, creșterea presiunii de retur, disiparea slabă a căldurii, uzura componentelor, scurgeri interne și posibila defectare a furtunurilor.

Probleme electrice și performanță hidraulică

O instalație de foraj poate utiliza energie de înaltă tensiune pentru alimentare și circuite de joasă tensiune pentru control. Prin urmare, defecțiunile electrice pot afecta indirect funcționarea hidraulică.

De exemplu, un încărcător, un transformator, un releu, un senzor sau un dispozitiv de control al lubrifierii defect poate genera căldură, poate perturba semnalele de control sau poate opri lubrifierea automată. Dacă lubrifierea se pierde, componentele forezei se pot uza rapid. Rezistența mecanică rezultată și scurgerile interne pot afecta performanța hidraulică și pot crește temperatura.

Tehnicienii nu ar trebui să împartă depanarea în categoriile „doar electrice” și „doar hidraulice”. Sistemul electric și sistemul hidraulic al instalației de foraj trebuie inspectate ca un sistem interconectat.

Calitatea uleiului, furtunurile și controlul contaminării

Calitatea uleiului hidraulic are o influență majoră asupra fiabilității instalației de foraj. Uleiul cu exces de particule, contaminarea cu apă sau performanța antiuzură slabă pot accelera uzura pompelor, motoarelor, supapelor și cilindrilor.

Furtunurile hidraulice de calitate inferioară sau învechite pot crea, de asemenea, riscuri grave. Straturile interne ale furtunurilor se pot separa, resturi pot pătrunde în circuit, iar fitingurile prelucrate necorespunzător pot introduce particule metalice. Acești contaminanți pot bloca supapele, pot restricționa curgerea uleiului, pot deteriora suprafețele cilindrilor, pot uza motoarele hidraulice și pot provoca pierderi de presiune sau defecțiuni ale controlului.

Un program bun de întreținere ar trebui să includă:

• Utilizarea uleiului hidraulic omologat, cu gradul corect

• Înlocuirea filtrelor în funcție de stare și de programul de service

• Inspectarea regulată a furtunurilor, fitingurilor și garniturilor

• Evitarea apei și a prafului în timpul întreținerii

• Curățarea componentelor înainte de asamblare

• Monitorizarea temperaturii, presiunii și a indicatorilor de avertizare

• Investigarea cauzelor principale în loc să se limiteze la creșterea presiunii asupra sistemului

Controlul contaminării sistemului hidraulic este una dintre cele mai eficiente metode de a reduce timpii de nefuncționare. Prin menținerea sistemului curat, monitorizarea condițiilor cheie de funcționare și întreținerea tuturor subsistemelor conectate, operatorii pot reduce defecțiunile, pot prelungi durata de viață a componentelor și pot obține performanțe de foraj mai fiabile.