Chẩn đoán sự cố phổ biến và các phương pháp sửa chữa nhanh cho máy khoan đá thủy lực

Các sự cố của máy khoan đá thủy lực biểu hiện qua một trong bốn cách: thay đổi âm thanh va đập, thay đổi tốc độ xuyên sâu mà không có sự thay đổi về cấu tạo địa chất, thay đổi chỉ số áp suất thủy lực hoặc xuất hiện rò rỉ chất lỏng rõ ràng. Người vận hành có khả năng phân loại chính xác một trong bốn tín hiệu này sẽ giảm một nửa thời gian chẩn đoán — bởi vì mỗi loại tín hiệu tương ứng với một tập hợp nguyên nhân gốc khác nhau. Việc xử lý các tín hiệu này một cách không phân biệt và kiểm tra mọi thứ theo trình tự ngẫu nhiên chính là lý do khiến một số cuộc điều tra sự cố mất đến hai ngày, trong khi những cuộc khác chỉ cần hai mươi phút.

Hướng dẫn này phân loại các sự cố phổ biến nhất trên máy khoan xoay (drifter) theo tín hiệu biểu hiện, xác định các nguyên nhân gốc có khả năng cao nhất theo thứ tự xác suất và mô tả quy trình kiểm tra thực địa nhằm xác nhận chẩn đoán trước khi tháo rời bất kỳ bộ phận nào.

Lớp sự cố 1: Âm thanh gõ thay đổi

Âm thanh gõ đục hoặc không đều—trong khi ở chế độ hoạt động bình thường âm thanh sẽ sắc nét và đều đặn—cho thấy một trong ba khả năng sau: pít-tông va chạm lệch tâm vào thân dụng cụ do mòn ống dẫn hướng (khe hở >0,4 mm); áp suất nạp ban đầu của bộ tích năng (accumulator) giảm làm suy giảm chức năng đệm; hoặc thời điểm chuyển đổi van đảo chiều bị sai lệch, gây ra va chạm thứ cấp làm cắt ngắn hành trình làm việc hiệu quả. Quy trình kiểm tra thực địa gồm: kiểm tra độ rung lắc của thân dụng cụ tại ống dẫn hướng bằng tay (không cần dụng cụ hỗ trợ); kiểm tra áp suất nạp ban đầu của bộ tích năng bằng đồng hồ nạp (trước tiên phải xả áp toàn bộ hệ thống); nếu cả hai thông số đều nằm trong giới hạn cho phép, thì vấn đề nằm ở mạch điều khiển van đảo chiều.

Một âm thanh gõ kim loại chát chúa—sắc hơn bình thường nhưng cũng to hơn—thường cho thấy hộp bôi trơn bị khô: nước bôi trơn đã bị gián đoạn, khu vực mâm cặp phía trước đang hoạt động mà không có chất bôi trơn, và bộ chuyển đổi thân mũi khoan đang tiếp xúc kim loại trực tiếp (không có chất bôi trơn) với bạc dẫn hướng. Ngừng khoan ngay lập tức và khôi phục lại việc bôi trơn trước khi bạc dẫn hướng bị kẹt.

Lỗi Loại 2: Tốc độ xâm nhập thấp

Tốc độ xâm nhập thấp là loại lỗi mơ hồ nhất vì sự thay đổi địa tầng gây ra cùng triệu chứng như suy giảm thiết bị. Kiểm tra cách ly: di chuyển đến một mặt đá mới trong cùng địa tầng nơi tốc độ xâm nhập đã được đo trước đó, rồi so sánh. Nếu tốc độ vẫn thấp, vấn đề nằm ở thiết bị; nếu tốc độ trở lại bình thường, thì đá ở vị trí mới cứng hơn.

Nguyên nhân do thiết bị, theo thứ tự xác suất giảm dần: rò rỉ qua phớt gõ (nhiệt độ dầu hồi cao, áp suất đồng hồ bình thường—dấu hiệu đặc trưng là nhiệt độ đường dầu hồi tăng cao chứ không phải giảm áp suất); thiếu lưu lượng từ bộ truyền động (kiểm tra lưu lượng thực tế của mạch phụ tại đầu nối ống mềm bằng lưu lượng kế—thiếu hụt 15–20% đã đủ làm giảm đáng kể năng lượng gõ); mũi khoan mòn dưới đường kính cacbua hiệu dụng; áp suất nạp ban đầu của bình tích áp thấp (kiểm tra theo quy trình Loại 1 nêu trên).

Hướng dẫn chẩn đoán sự cố nhanh

Lỗi lớp 3: Chỉ số áp suất thay đổi

Áp suất khoan va đập thấp hơn giá trị đặt trong quá trình khoan (nhưng bình thường khi không tải): bơm dẫn động có công suất quá nhỏ hoặc suy giảm so với nhu cầu lưu lượng hiện tại của đầu khoan va đập. Áp suất khoan va đập đạt giá trị đặt nhưng cảm giác năng lượng thấp: rò rỉ qua phớt va đập (nhiệt độ dầu hồi tăng cao xác nhận điều này); hoặc áp suất nạp ban đầu của bộ tích năng không đúng (kiểm tra khi nguội).

Áp suất quay luôn cao bất thường mà không gặp lớp đá cứng: ống dẫn hướng bị mòn gây lệch trục đầu khoan, làm tăng ma sát quay; bôi trơn trục đầu khoan bị nhiễm bẩn gây mài mòn các răng then hoa; hoặc bạc đạn mô-tơ quay bị mòn. Xác định nguyên nhân bằng cách kiểm tra lần lượt: trước tiên là ống dẫn hướng (nhanh, không cần dụng cụ), sau đó là tình trạng mạch bôi trơn trục đầu khoan, cuối cùng là bạc đạn mô-tơ bằng cách lắng nghe tiếng ồn đặc trưng của bạc đạn ở chế độ va đập thấp.

Lỗi lớp 4: Dầu nhớt nhìn thấy rõ

Dầu rò rỉ tại các đầu nối cổng: siết chặt đến mô-men xoắn quy định; nếu hiện tượng vẫn tiếp diễn, thì phần ghế lắp đặt bị hư hỏng và cần được thay thế. Dầu đọng dưới phần phía sau máy khoan va đập (drifter): rò rỉ vòng đệm ở mạch va đập—kiểm tra nhiệt độ đường ống hồi trước khi tiến hành điều tra sâu hơn. Dầu có màu đục như sữa trong mẫu lấy từ cửa xả: hỏng vòng đệm hộp xả—thay dầu thủy lực trước khi lắp bộ phớt mới, vì nhũ tương nhiễm bẩn sẽ làm suy giảm chất lượng bộ phớt mới chỉ trong vài giờ. Nước trong dòng hồi của hệ thống xả kèm theo vết dầu: cũng do hỏng vòng đệm hộp xả, nhưng lúc này dấu hiệu đã rõ ràng từ phía nước.

Chất lỏng nhìn thấy được trên mặt màng ngăn của bộ tích năng: dầu đã vượt qua màng ngăn—màng ngăn đã bị vỡ. Kiểm tra nhiệt độ vỏ bộ tích năng: nếu nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ vỏ (không có chênh lệch nhiệt độ giữa đầu khí và đầu dầu), điều này cho thấy khí và dầu đã trộn lẫn, xác nhận màng ngăn đã bị vỡ chứ không chỉ đơn thuần là mất áp suất nạp ban đầu. Thay thế màng ngăn trước khi đưa thiết bị trở lại hoạt động. HOVOO cung cấp bộ phớt đệm và bộ phớt xả cho tất cả các thương hiệu máy khoan đá chính với thời gian giao hàng nhanh. Danh mục đầy đủ các mã model tại hovooseal.com.