كيفية صيانة نظام تشحيم المثقاب؟ منع الانسداد والتآكل

تتميز مثاقب الصخور الهيدروليكية بنظامَي تزييتٍ مختلفين تمامًا، وغالبًا ما يُخلط بينهما، ويؤدي الاهتمام بأحدهما فقط وإهمال الآخر إلى فشل مبكر في وحدة الحفر الدورانية. والأول هو الدائرة الهيدروليكية نفسها: فالزيت عالي الضغط الذي يُحرّك وظائف الضرب والدوران والتغذية يقوم أيضًا بتزييت مجرى المكبس وكتلة الصمام ونظام التروس الدورانية عبر الفراغات المصممة ودوائر التصريف. أما الثاني فهو نظام تزييت الجذع: وهو دائرة مستقلة ومخصصة تُوصِل الزيت أو ضباب الزيت تحديدًا إلى محول الجذع، والBushings التوجيهي، وواجهات الأسنان المسننة (Splines) حيث يتصل محول الجذع بمشغّل الدوران.

تتعطل وحدات الدوران التي لا تحتوي على تزييت للجذع بسرعة. ويتحمل التلامس بين أسنان الجذع والمحرك (Spline) كلاً من عزم الدوران وأحمال رد الفعل الناتجة عن الصدمات في آنٍ واحد، وبتردد يتراوح بين ٣٠–٦٥ هرتز. وفي غياب التزييت الكافي عند هذه الواجهة، يؤدي التلامس المعدني-المعدني تحت تلك الأحمال إلى حدوث تآكل اهتزازي (Fretting Wear)، وتلف سطحي (Galling)، وأخيراً تلف في الأسنان يتطلب استبدال كلٍّ من الجذع وعناصر chuck الدورانية. وهذه عطلة يمكن تفاديها، لكنها تتطلب فهماً لماهية دائرة تزييت الجذع، وللمواقع التي تُغذّيها بها، وللنتائج المترتبة على انقطاعها.

كيف تعمل دائرة تزييت الجذع

توفر معظم المثاقب الهيدروليكية تزييت الجذع باستخدام إحدى طريقتين. وتتمثل الطريقة التقليدية في استخدام الهواء المضغوط القادم من دائرة الهواء المساعدة في المركبة الحاملة أو من ضاغط صغير مخصص لتفتيت زيت مثاقب الصخور إلى رذاذٍ، ثم حقنه في غلاف الجذع عبر فتحة مُعايرة. ويغطي هذا الرذاذ الزيتي أسطح التشابك (الأسنان) وفتحة البطانة التوجيهية بطبقة رقيقة من المادة المزلِّقة في كل دورة ضرب. وقد استخدمت أنظمة «أتلاس كوبكو/إبيروك» و«ساندفيك» تاريخيًّا هذه الطريقة، حيث يتراوح استهلاك زيت تزييت الجذع بين ٦٠٠ و١٢٠٠ جرامًا في الساعة حسب طراز المثقاب.

نظام تشحيم الساق الدوراني (CSL) الذي قدمته شركة سانديفيك في طرازات مثل RD1635CF وHL1560T يتبع نهجاً مختلفاً: حيث يوجّه زيت الهيدروليك المُفلتر من دائرة محرك الدوران عبر غلاف الساق، ويُشحّم التداخلات، ثم يعيد الزيت المستعمل إلى نظام الهيدروليك لتنقيته وإعادة استخدامه بدلًا من تصريفه. ويقلل نظام CSL من استهلاك زيت تشحيم الساق بنسبة تصل إلى ٧٠٪ مقارنةً بأنظمة الضباب التقليدية، كما يلغي الحاجة إلى خزان زيت منفصل للساق على المثقاب. وبفضل هيكل النظام المغلق، لا يحمل زيت التشحيم تلوث ماء الغسل عائدًا إلى غلاف المثقاب، وهو ما قد تفعله أنظمة الضباب التقليدية عند تغيّر اتجاه المثقاب.

النتائج المترتبة على عدم كفاية تشحيم الساق

تؤدي عدم كفاية تشحيم الجذع إلى سلسلة مميزة من الأعطال. المرحلة الأولى: ازدياد عزم الدوران نتيجة ازدياد الاحتكاك بين الأسنان المسننة وقطعة القيادة، ويظهر ذلك على شكل قراءات ضغط دوران أعلى من المعتاد على المؤشر، والتي يُعزى سببها عادةً من قِبل المشغلين إلى صلابة التكوين الصخري بدلًا من مشكلة التشحيم. المرحلة الثانية: يتسبب التآكل الاهتزازي في أسطح التلامس المسننة في إنتاج جسيمات معدنية دقيقة تنتقل إلى الفراغ الموجود في البطانة التوجيهية، مما يؤدي إلى زيادة الحركة الجانبية للجذع — ما يسرّع من تآكل الغلاف التوجيهي كما هو موضح بشكل منفصل. المرحلة الثالثة: يحدث التصاق (التقشّر) عند واجهة الأسنان المسننة، ما يؤدي إلى انتقال لاصق للمواد بين سطحي الجذع وقطعة القيادة، ثم تنفجر هذه المنطقة تحت تأثير الحمل المشترك الناتج عن الصدمة والدوران معًا، مُحدثةً بذلك تشققات عند جذر السن المُسنَّن.

يعتمد الجدول الزمني من أول تقليل في التزييت إلى ظهور تلف مرئي في الأسنان (الأسلاك اللولبية) على تكرار الضربات وصلابة التكوين الصخري. ففي الجرانيت الصلب وبمعدل ضربات كامل، قد يحدث هذا التدهور خلال ٥٠–١٠٠ ساعة ضربة عند عدم كفاية تزييت جذع المثقاب. أما في التكوينات الأطرى وبضغط ضربات جزئي، فقد يستغرق الأمر ٢٠٠ ساعة. وعلى أي حال، فإن هذه المدة أقصر بشكل ملحوظ من عمر الخدمة المصمم للمثقاب.

معدل التزييت ومواصفات الزيت حسب نوع المثقاب

مواصفات الزيت تتجاوز أهمية لزوجته. فزيوت عمود المثاقب الصخري تتطلب إضافات تشكّل طبقة واقية تبقى فعّالة تحت تأثير الأحمال التصادمية — حيث إن ضغوط التلامس اللحظية عند واجهة الأسنان المسننة أثناء ضربات المكبس تكون أعلى بمرات عديدة من الضغط الثابت. أما زيت الهيدروليك العام فلا يوفّر حماية كافية ضد الضغوط القصوى (EP) في هذه التطبيقات. أما زيوت المثاقب الصخرية المتخصصة فهي تحتوي على مواد لاصقة تساعد طبقة الزيت على التصاقها بأسطح المعادن بين الضربات، بدل أن تُطرد بواسطة قوة الطرد المركزي أثناء الدوران.

تصريف غلاف الدوران: الخطوة الصيانية التي تغفل عنها معظم المواقع

تحتوي المثاقب الهيدروليكية على منفذ تصريف في غلاف محرك الدوران يسمح بإخراج زيت التشحيم المستعمل، وغبار الصخور الملوث، والتكثّف من منطقة الجذع. وإذا انسد هذا المنفذ — بسبب تراكم الأوساخ، أو انثناء في خط التصريف، أو عدم إعادة توصيل الخط بعد إجراء صيانة — فإن زيت التشحيم المستعمل يتراكم داخل الغلاف. وبعدها يتسرب الزيت الملوث إلى ماسورة الضرب عبر الفجوة الموجودة بين البطانة التوجيهية، حيث يمتزج مع سائل الضرب الهيدروليكي. وتؤدي هذه التلوثات الناتجة إلى تسريع اهتراء أختام الضرب وسطح ماسورة المكبس في آنٍ واحد.

إن فحص خط التصريف في كل فترة صيانة — للتحقق من جريان السائل، والتأكد من أن الخط غير مضغوط أو مسدود، وضمان أن طرفه ينتهي بعيدًا عن جسم المثقاب بحيث يتسنى لزيت التصريف أن يسقط بحرية — لا يستغرق أكثر من خمس دقائق. وهذا الإجراء يمنع تحول غلاف الدوران إلى مصدر تلوثٍ يُلحق الضرر بمكونات الضرب في الفترة الصيانية التالية.

صيانة زيت الهيدروليك: النصف الآخر من النظام

زيت دائرة التأثير لا يحتاج إلى إضافات تشحيم منفصلة — فالزيت الهيدروليكي نفسه يوفّر فيلمًا هيدروديناميكيًّا لأسطوانة المكبس، وصمامات الكتلة، ومحرك الدوران. وما يحتاجه هو النظافة. ويُعتبر زيت الهيدروليك الملوث السبب الرئيسي لتآكل صمام التأثير، وتآكل أختام الغلاف التوجيهي، وظهور خدوش على محرك الدوران. ورمز نظافة ISO المستهدف لدائرة التأثير هو ١٦/١٤/١١؛ أما الأنظمة التي تعمل بزيت أقل نظافة من هذا المستوى فهي تُسرّع من معدل التآكل في كل الفراغات الدقيقة في جهاز الحفر في الوقت نفسه.

تغيير الزيت وفق الفترات الموصى بها من قِبل الشركة المصنِّعة— وكذلك تغييره فورًا بعد أي عطل في مكوِّنٍ ما قد يؤدي إلى دخول جسيمات معدنية إلى النظام— يُعَدُّ الإجراء الرئيسي للصيانة الهيدروليكية. وتوفِّر شركة HOVOO مجموعات الأختام لجميع طرازات المثاقب الدوارة الرئيسية؛ وعند جدولة تغيير الزيت، ينبغي مواءمته مع فترة فحص مجموعة الأختام، بحيث لا تتطلب عملية التدخل في الدائرة الهيدروليكية لأجل إجراء صيانة واحدة تدخُّلًا منفصلًا بعد ثلاثة أسابيع لأجل إجراء صيانة أخرى. لمعرفة جميع المراجع الكاملة للطرازات، يُرجى زيارة الموقع الإلكتروني: hovooseal.com.