نظام تشحيم المثقاب: الهيكل والصيانة والأعطال

متطلبات التشحيم لمثقاب الصخور الهيدروليكي ليست متجانسة عبر جسم المثقاب — فالمناطق المختلفة تتطلب زيوت تشحيم مختلفة، وتُزود بمعدلات مختلفة، عبر دوائر منفصلة. فاعتبار نظام التشحيم مجرد «أضف الزيت هنا» يتجاهل الواقع الهيكلي. ففي المثقاب النموذجي، توجد على الأقل ثلاث مناطق تشحيم مستقلة، ولكل منها متطلبات مختلفة من المركبات، وأنماط فشل مختلفة، وعواقب مختلفة عند إهمالها.

فصل المناطق هو نقطة البداية لأي برنامج صيانة فعّال حقًّا. فالخلط بين الدوائر — مثل سكب زيت تشحيم الجذع في الدائرة الهيدروليكية أو العكس — يؤدي إلى تلف المكونات الدقيقة خلال ساعات. والتكاليف الناجمة عن ذلك تكون غير متناسبة مع بساطة الخطأ المرتكب.

المنطقة ١: الدائرة التصادمية (الهيدروليكية)

يتم تزييت مكبس التأثير، والصمام العكسي، والمجمع، وأسطح الفتحات المرتبطة بها بواسطة زيت الهيدروليك نفسه—وبشكل خاص الطبقة الرقيقة التي تتكون في المسافات بين الأسطح المتحركة. ويعمل هذا النظام لأن زيت الهيدروليك يتمتع بلزوجة مضبوطة، ومضافات مقاومة للارتداء، ويُفلتر لإزالة الجسيمات قبل أن تصل إلى المسافات في الفتحات. وبالتالي، فإن جودة التزييت في هذه المنطقة تتحدد بالكامل بنظافة زيت الهيدروليك، ودرجته اللزوجية، وفترة استبداله.

يجب الحفاظ على زيت الهيدروليك في دائرة التأثير وفق رمز نظافة ISO 16/14/11 أو أفضل. وتُدار معظم المواقع بمستوى نظافة أدنى من هذا. وإجراءات الصيانة العملية هي: تغيير زيت الهيدروليك وفق الفترات المحددة من قِبل الشركة المصنِّعة (عادةً ما تكون ٥٠٠–١٠٠٠ ساعة لزيت الهيدروليك الخاص بالثاقب الدوراني، وأقصر في البيئات الملوَّثة)، وتغيير عنصر الفلتر قبل أن يصل إلى حالة التحويل الجانبي (أي تغييره وفق جدول زمني مُحدَّد وليس الانتظار حتى يظهر مؤشر بصري)، وأخذ عيِّنات من الزيت عند الساعتين ٢٠٠ و٥٠٠ لتحليل عدد الجسيمات. أما ازدياد عدد الجسيمات بين العيِّنتين بما يتجاوز خط الأساس الطبيعي للتآكل، فيشير عادةً إلى تدهور أحد المكونات—مثل سطح الأسطوانة أو فجوة الصمام—ويستدعي ذلك إجراء تحقيق فوري قبل أن يصبح الزيت حليبيًّا أو غائمًا.

المنطقة ٢: تشحيم الجذع

يتطلب محول الجذع وواجهاته مع غلاف التوجيه، وملقط الدوران، والأسنان المزروعة في التوصيلة تزييتًا مخصصًا منفصلًا عن الدائرة الهيدروليكية. فالزيت الهيدروليكي الذي يُحرك المكبس غير مُصَمَّم لتحمل ضغوط التلامس وسرعات الانزلاق عند واجهة التقاء الجذع بالأسنان المزروعة؛ إذ يفتقر إلى إضافات الضغط الشديد (EP) والمُلزِّقات التي تمنع التلامس المعدني-المعدني تحت تأثير الحمل المركب الناتج عن الصدمة بالإضافة إلى العزم.

تُستخدم ثلاث طرائق توصيل حاليًّا في أجهزة الحفر الدوارة: رش الزيت على هيئة ضباب هوائي (حيث يحمل الهواء المضغوط زيت مثقاب الصخور على شكل ضباب عبر غلاف الجذع، باستهلاك يتراوح بين ٦٠٠ و١٢٠٠ جرام/ساعة)، وحقن الشحوم عبر نظام قياس دقيق (حقن آلي أو يدوي بجرعات محددة على فترات زمنية مُعرَّفة)، ونظام ساندفيك للتشحيم الدائري للجذع (CSL) الذي يوجِّه زيت العودة الهيدروليكي المفلتر عبر غلاف الجذع ثم يعيده إلى الخزان بدلًا من تصريفه. ويقلل نظام CSL من استهلاك زيت تشحيم الجذع بنسبة تصل إلى ٧٠٪، كما يلغي الحاجة إلى إدارة خزان منفصل تتطلبه أنظمة الضباب الهوائي.

يجب أن تكون زيوت جذع المثقاب الصخري وفق القياسي ISO VG 100 أو ما يعادله، مع إضافات ذات قوة فيلم عالية ومُلزِّقات. تحتفظ هذه المركبات بطبقة فيلم على أسطح التشابك الحلزونية للجذع بين كل دورة ضرب—أما الزيت الهيدروليكي القياسي فيتحلل تحت ضغط التلامس ويَنفصل عن السطح المعدني بسبب قوة الطرد المركزي الناتجة عن الدوران. إن استبدال زيت التزييت الخاص بالجذع بزيت هيدروليكي لمجرد توافره وعدم توفر المركب الصحيح في الموقع يؤدي إلى تآكل وتلف التشابك الحلزوني خلال ساعات قليلة في ظروف الحفر في الصخور الصلبة.

المنطقة ٣: محرك الدوران ونظام التروس

محرك الدوران—محرك زعنفي هيدروليكي أو محرك تروس—يتم تشحيمه بواسطة الزيت الهيدروليكي في دائرة الدوران. وهذه الدائرة منفصلة عن دائرة الضرب في معظم المثاقب الدوارة، ولها إعداد ضغط خاص بها وخط عودة مستقل. وتتمثل الإجراءات الرئيسية للصيانة في فحص معدل تدفق الزيت الخارج من منفذ التصريف الخاص بالمحرك: فإذا زاد تدفق التصريف (أي تجاوز القيمة المحددة) فهذا يشير إلى تآكل الختم الداخلي للمحرك أو زيادة الفجوة بين أسنان التروس، ما يعني أن المحرك يُسرب الزيت بدلًا من تحويله إلى حركة دورانية.

عند حدوث عطل في محامل محرك الدوران، فإنه يُصدر صوتًا مميزًا: وهو صوت طحن معدني جاف عند طرف محرك الدوران في المثقب الدوار، وليس عند طرف الضرب. وهذا ما يميّزه عن الضوضاء الناتجة عن عملية الحفر بالضرب أثناء التشغيل العادي عالي الضغط. أما خطوة التشخيص فهي تشغيل المثقب الدوار مع إيقاف وظيفة الضرب وتشغيل وظيفة الدوران فقط، ثم الاستماع إلى الصوت الطاحن. وعادةً ما تظهر هذه العلامة على المحامل التي تقترب من الفشل قبل أن تُحدث ارتفاعًا مرئيًّا في درجة الحرارة أو تسربًا في الزيت.

جدول تشخيص أعطال التزييت

دمج عمليات الصيانة: مواءمة تغييرات الزيت مع تغييرات الأختام

إن جدول الصيانة الأكثر كفاءة هو الذي يُنسِّق بين تغيير الزيت، وتغيير عناصر الفلتر، وتغيير مجموعات الأختام ضمن أحداث صيانة واحدة بدلًا من عمليات صيانة منفصلة. فعلى سبيل المثال، تغيير الزيت بعد مرور ٥٠٠ ساعة بشكل منفصل عن فحص الأختام المقرر أيضًا بعد ٥٠٠ ساعة يعني فتح الدائرة الهيدروليكية مرتين، وحدوث فرصتين لاختراق الملوثات إلى النظام، وإرسال فريق الصيانة مرتين. أما تنسيق هذه العمليات معًا فيؤدي إلى خفض إجمالي وقت الصيانة بنسبة ٣٠–٤٠٪، كما يلغي مخاطر انخفاض الجودة الناجمة عن فتح الدائرة دون إغلاقها وملئها فورًا.

توفر شركة هوڤو مجموعات الأختام لجميع العلامات التجارية الرئيسية لمعدات الحفر الدورانية (الدرافترات) عبر جميع مناطق التشحيم الثلاث: أختام التأثير، وأختام صندوق الغسل، وأختام غلاف الدوران— إما كمجموعات كاملة أو كمجموعات فرعية خاصة بكل منطقة وفقًا لمتطلبات الخدمة. ويؤدي طلب مجموعة الأختام جنبًا إلى جنب مع تغيير الزيت المجدول إلى تهيئة الظروف اللازمة للصيانة المتكاملة بدلًا من التدخلات المنفردة المتسلسلة. للمراجع الكاملة، يُرجى زيارة الموقع الإلكتروني: hovooseal.com.