ما هي علامات عطل صمام التحقق في المثقاب؟ تشخيص سريع

صمامات الفحص — وهي صمامات أحادية الاتجاه تسمح بمرور التدفق في اتجاه واحد فقط وتمنع التدفق العكسي — تُركَّب في عدة مواضع داخل دائرة المثقاب الهيدروليكي الصخري. وهي تحمي دائرة غاز المكثِّف من تلوثها بالزيت العائد، وتمنع زيت خط الإرجاع من رفع الضغط في دائرة الغسل، وتحافظ على ضغط الدائرة أثناء انقطاعات التأثير القصيرة، وتتحكم في تدفق الزيت بين غرف التخميد. وبما أن هذه الصمامات تعمل بصمتٍ عند أداء وظيفتها بشكل سليم، فإنها نادرًا ما تُفتش إلا بعد أن يتسبب عطلٌ ما في ظهور عَرَضٍ مرئيٍّ في مكان آخر.

تتمثل الصعوبة في تشخيص أعطال صمام التحقق في مثقاب الصخور في أن الأعراض تشبه إلى حدٍ كبير أعراض أعطال مكونات أخرى. فضغط التأثير غير المستقر يشير عادةً إلى مشكلة في وحدة التخزين (الاكوومولاتور). أما التدفق العكسي إلى دائرة الغسل فيبدو وكأنه عطل في ختم الغسل. كما يمكن أن تُخطَأ توقيتات التأثير المتقلبة على أنها مشكلة في صمام التحكم. ويحدد هذا المقال الأعراض المحددة المُرتبطة بمواقع صمامات التحقق التي تسبّبها، ويوضّح كيفية التمييز بين عطل صمام التحقق وبين المكونات الأخرى التي تتشارك معه في نفس نطاق الأعراض.

مواقع صمامات التحقق في مثقاب الصخور وما تحميه كل منها

يوجد صمام التحكم في عزل المكثف بين إمداد زيت الضغط العالي ومنفذ زيت المكثف. ووظيفته هي ضمان ألا ينسكب الزيت الهيدروليكي المخزن في المكثف إلى خط الإمداد عندما تنخفض ضغوط دائرة الضرب—أثناء عكس اتجاه الصمام، أو أثناء الإيقاف، أو أثناء انقطاعات الضغط القصيرة. وإذا عطل هذا الصمام بحيث يبقى مفتوحًا (أو فشل في الإغلاق الكامل)، فإن المكثف يفقد الحجم المخزن فيه بين دورات الضرب، وتختفي وظيفة التسوية التي يوفّرها لدائرة الضرب. أما العَرَض الملاحظ فهو تقلّب ضغط الضرب على هيئة موجة سنّية مشابهة لأسنان المنشار بدلًا من قيمة ثابتة.

يمنع صمام التحكم في دارة الغسل دخول زيت دارة الضرب إلى خط ماء الغسل أثناء ظروف التدفق المنخفض. وعندما يكون ضغط مضخة ماء الغسل أقل من ضغط العودة من دارة الضرب — وهو ما يحدث لفترة وجيزة أثناء دورة الضرب — فإن صمام التحكم يحجب التدفق العكسي الذي قد يؤدي إلى تلوث دارة الغسل بالزيت الهيدروليكي. ويؤدي فشل هذا الصمام إلى ظهور ماء الغسل العائد بلون حليبي أو زيتي، ويُخطَأ عادةً في تشخيصه على أنه فشل في ختم صندوق الغسل، لأن كلا الحالتين تُظهران نفس العَرَض المرئي.

تشمل بعض تصاميم المثاقب صمام تحكم في دارة التخميد الواقعة بين غرفتي التخميد الأساسية والثانوية. ويتحكم هذا الصمام في سرعة عودة مكبس التخميد بعد امتصاص موجة العودة. وإذا فشل الصمام في وضع الفتح، فإن دارة التخميد تفقد التوقيت المتحكم فيه، ويصبح امتصاص طاقة العودة غير منتظم — مما يؤدي إلى تغيّر صوت الضرب وازدياد اهتزاز الغلاف.

أعراض الأعطال حسب موقع صمام التحكم

الاهتزاز الصوتي: العطل الصوتي الذي يُساء فهمه

اهتزاز صمام التحكم— وهو صوت طَقْطَقَةٍ أو صريرٍ قادمٍ من منطقة الصمام عند تردد الضرب أو تردد جزئي منه— ناتج عن اهتزاز قرص الصمام بسرعةٍ عاليةٍ بين الوضعين المفتوح والمقفول جزئيًّا. وفي دائرة ضرب تعمل عند تردد يتراوح بين ٤٠ و٦٠ هرتز مع تقلبات ضغط عالية التردد، فإن صمام التحكم الذي يكون حجمه أصغر قليلًا من الحجم المطلوب لمعدل التدفق، أو الذي تكون زنبركته قد فقدت قوة ما قبل التحميل، سيفتح ويغلق عدة مرات في كل دورة ضرب بدلًا من أن يبقى مفتوحًا تمامًا خلال مرحلة التدفق.

الطاقة المهدرة في ذلك التصفيق ملموسةٌ فعلاً: فكل إغلاق جزئي يُحدث ارتفاعاً طفيفاً في الضغط يُضاف إلى مستوى الضوضاء الهيدروليكية في دائرة التصفيق. وفي دائرة تعمل أصلاً عند ضغط يتجاوز 200 بار، فإن هذه الارتفاعات تُضعف دقة توقيت المكبس. وتشخيص هذه الظاهرة يتميّز بوضوحٍ — إذ يُسمع التصفيق كصوت ثانوي ذي تردد أعلى من صوت التصفيق الرئيسي، وهو موضعيٌّ في منطقة صمام الفحص لا ينبع من أسطوانة التصفيق.

قد ينتج التصفيق أحياناً عن التلوث لا عن تآكل الصمام. فجزيءٌ عالقٌ في قرص صمام الفحص يمنع الإغلاق الكامل، ويؤدي الختم الجزئي إلى حدوث التصفيق تحت تأثير دورات الضغط. ويُحلّ التصفيق الناتج عن التلوث عادةً بتنظيف مقعد الصمام؛ أما إذا عاد التصفيق خلال بضعة مئات من ساعات التشغيل، فهذا يدلّ على فقدان التحميل المبدئي للزنبرك، وبالتالي يلزم استبدال الصمام.

الجريان العكسي دون وجود تسرب مرئي: العطل الداخلي

صمام الاختيار الذي يسمح بمرور التدفق العكسي عبر مقعدٍ مُستهلك لا يتسرب بالضرورة إلى الخارج — بل يبقى التدفق العكسي داخليًّا ضمن الدائرة. وتعتمد العواقب على الصمام المحدد الذي يعطل أداءه. فتدفُّق السائل العكسي عبر صمام عزل المجمِّع يؤدي إلى انخفاض الضغط الهيدروليكي بين دورات الضرب بمعدل أسرع مما ينبغي، ما يجعل عملية الضرب أقل انتظامًا، ويظهر هذا بشكل خاص مع زيادة زمن الدورة أو أثناء توقفات إعادة التموضع القصيرة عندما لا تتغذى دائرة الضرب نشطًا.

اختبار التشخيص لتدفق السائل العكسي الداخلي في صمام الاختيار بسيط: أوقف تشغيل الطاقة الهيدروليكية، وعزل الدائرة الواقعة قبل صمام الاختيار (من الجهة المُغذِّية)، ثم راقب ما إذا كانت الضغوط على الجانب المُنخفض تبقى ثابتةً لمدة تتراوح بين دقيقتين وثلاث دقائق باستخدام مقياس ضغط موصولٍ بالمنفذ المُنخفض. أما الدائرة التي تنخفض فيها الضغوط من ١٨٠ بار إلى ١٤٠ بار خلال دقيقتين، فهي تعاني إما من مشكلة تدفق عكسي عبر صمام الاختيار أو من تسرب داخلي في الأسطوانة؛ وللتمييز بين الحالتين، راقب ما إذا كان معدل الانخفاض في الضغط ثابتًا (في حالة صمام الاختيار: يكون معدل التدفق العكسي ثابتًا) أو متناقصًا (في حالة التسرب الداخلي: يُحرّك التدفق فرق الضغط، وبالتالي يتباطأ المعدل تدريجيًّا مع اقتراب الضغوط من التكافؤ).

التلوث باعتباره القاتل الرئيسي لصمامات الاختيار

تعود معظم حالات فشل صمامات التحقق في المثاقب الصخرية الهيدروليكية إلى تلوث الزيت الهيدروليكي بالجسيمات. ويمكن لجسيم بحجم ٥٠ ميكرون أن يعلق في مقعد صمام التحقق بقوة كافية للإبقاء على الصمام مفتوحًا ضد زنبرك إغلاقه. ونتيجةً لذلك، يسمح الصمام بتدفق عكسي مستمر حتى يتم إزاحة الجسيم (مما يؤدي إلى عطل متقطع) أو حتى يُحدث الجسيم خدوشًا على سطح المقعد (مما يؤدي إلى مسار دائم للتدفق العكسي حتى بعد التنظيف).

تتمثل طريقة الوقاية في نفس الإجراء المُتّبع مع أي مكوّن هيدروليكي دقيق آخر ضمن دائرة الضرب: رمز نظافة ISO 16/14/11 أو أفضل من ذلك. لكن صمامات التحقُّق تكون عُرضةً بشكلٍ خاصٍ للتلف، لأنها توضع عند انتقالات الدائرة حيث تتغير سرعة الزيت — وهذه الانتقالات هي الأماكن التي تتراكم فيها الجسيمات بأعلى كثافة. ويحمي مرشّحٌ مُصنَّف لفلترة مطلقة بحجم 10 ميكرون، وموضَّعٌ قبل دائرة الضرب، جميع المكونات الواقعة في اتجاه تدفق الزيت بعد المرشح، بما في ذلك صمامات التحقُّق. ويعتبر تشغيل النظام باستخدام مرشّح تجاوز فترته الموصى باستبداله الطريقة الأكثر فاعليةً واحدةً لتقليل عمر صمامات التحقُّق التشغيلي.

عند استبدال صمام التحكم بعد تلف ناتج عن التلوث، قم بغسل الدائرة المتصلة قبل تركيب الصمام الجديد. إن الجسيمات التي كانت كبيرة جدًّا بحيث لا يمكنها المرور عبر الصمام التالف أصبحت الآن متراكمة في خط التغذية العلوي، وستصل إلى الصمام الجديد عند أول دورة ضغط. وتزود شركة HOVOO مجموعات الأختام لجميع طرازات المثقاب الرئيسية — وبما أن الحفاظ على الأختام وحلقات O الخاصة بصمامات التحكم يتم وفق نفس الفترات الزمنية، فإن ذلك يقلل من العدد الإجمالي للاختراقات في الدائرة والمخاطر المرتبطة بالتلوث لكل عملية صيانة. لمعرفة أسماء الطرازات الكاملة، يُرجى زيارة الموقع الإلكتروني: hovooseal.com.