Xử lý ống lót dẫn hướng khoan bị mòn như thế nào? Thay thế và điều chỉnh

Vòng hướng dẫn bị mòn là một trong những hư hỏng tự biểu hiện thông qua hàng loạt vấn đề khác trước khi bất kỳ ai xác định được nguyên nhân gốc rễ. Bộ chuyển đổi thân mũi khoan bắt đầu nứt gãy tại phần chân ren—các kỹ sư đổ lỗi cho nhà sản xuất bộ chuyển đổi. Tốc độ xuyên thấu giảm trên đá cứng—người vận hành cho rằng cần điều chỉnh áp lực đẩy. Âm thanh va đập trở nên không đều—bộ phận bảo trì thay đổi áp suất nạp ban đầu của bình tích năng. Tất cả ba triệu chứng này có thể xuất phát từ một nguyên nhân duy nhất: vòng hướng dẫn bị mòn vượt quá dung sai khe hở cho phép, khiến bộ chuyển đổi thân mũi khoan dao động ngang trong chu kỳ va đập.

Ống dẫn hướng được đặt ở phía trước thân máy khoan và giữ bộ chuyển đổi thân khoan ở vị trí căn chỉnh trục với lỗ piston. Khi khe hở giữa đường kính trong của ống dẫn hướng và đường kính ngoài của thân khoan vượt quá dung sai thiết kế, thân khoan có thể bị lệch trục giữa các lần va đập. Sự lệch này gây ra ứng suất uốn tại thân khoan đúng vào vị trí mà thân khoan đã chịu tải xoắn và tải va đập cực đại—tức là phần chân ren. Sau đó, gãy vỡ xảy ra một cách dễ dự đoán.

Chức năng thực tế của Ống Dẫn Hướng Dưới Tải

Trong quá trình khoan va đập, piston tác động lên mặt đầu của thân khoan với năng lượng lên đến vài trăm jun ở tần số 30–65 Hz. Sóng ứng suất lan truyền từ thân khoan sang thanh khoan và tiếp tục truyền tới đá. Đồng thời, động cơ quay đang truyền mô-men xoắn lên thân khoan thông qua các răng then hoa. Nhiệm vụ của ống dẫn hướng là hạn chế chuyển động ngang của thân khoan trong khi vẫn cho phép chuyển động dọc trục và xoay tự do—tức là duy trì khe hở hướng kính chặt nhưng không gây cản trở theo phương dọc trục.

Trong một lần lắp đặt mới, khe hở giữa thân trục và ống dẫn thường nằm trong khoảng 0,05–0,15 mm, tùy thuộc vào model máy khoan. Với khe hở này, độ võng ngang của thân trục trong quá trình va đập là không đáng kể—thân trục chỉ di chuyển theo phương dọc trục và duy trì đúng tâm. Khi mòn làm tăng khe hở lên 0,3–0,5 mm hoặc hơn, thân trục có thể bị lệch tâm 0,2–0,4 mm ở mỗi hành trình trở về. Ở tần số 50 Hz, điều này tương ứng với 3.000 chu kỳ lệch tâm mỗi phút, tập trung tại chân ren—đúng vị trí khởi phát các vết nứt mỏi.

Nhận diện dấu hiệu mòn trước khi xảy ra gãy

Dấu hiệu sớm nhất là sự thay đổi âm thanh va đập—từ tiếng “cạch” sắc và đều sang âm thanh hơi trầm hơn và kém đồng đều hơn. Sự thay đổi này xảy ra vì piston không còn va chạm vuông góc với mặt đầu thân trục; sự lệch tâm do mòn ống dẫn khiến điểm tiếp xúc dịch chuyển nhẹ sang lệch tâm, làm thay đổi cách lan truyền sóng ứng suất. Phần lớn người vận hành không nhận ra tín hiệu thính giác này vì sự thay đổi diễn ra từ từ.

Một kiểm tra sơ bộ đáng tin cậy hơn là thử nghiệm độ rung hướng kính bằng tay trên bộ chuyển đổi thân dụng cụ. Với bộ đẩy thủy lực đã xả áp và thân dụng cụ đã được lắp đúng vị trí, hãy tác dụng lực ngang bằng tay tại phần đầu của thân dụng cụ và cảm nhận độ rơ. Các ống dẫn hướng mới cho thấy gần như không có chuyển động nào có thể cảm nhận được. Một ống dẫn hướng sắp đến hạn thay thế cho phép độ dịch chuyển từ 0,3–0,5 mm, mức độ này dễ dàng nhận biết bằng cảm giác mà không cần thiết bị đo lường. Vượt quá giới hạn này, độ lắp ghép trở nên lỏng lẻo đến mức rung động trong quá trình khoan sẽ gây ra hiện tượng rung hướng kính rõ rệt.

Các dạng hư hỏng ren trên bộ chuyển đổi thân dụng cụ cũng phản ánh tình trạng của ống dẫn hướng. Mức mài mòn ren đều trên toàn bộ chu vi là hiện tượng bình thường. Mài mòn không đối xứng tập trung ở một phía của ren—nơi thân dụng cụ tiếp xúc mạnh hơn với vai thanh do bị lệch—cho thấy ống dẫn hướng đã bị mài mòn đến mức gây mất căn chỉnh.

Khoảng thời gian kiểm tra và tiêu chí thay thế

Ống lót dẫn hướng cần được kiểm tra mỗi lần thay phớt đập—thông thường sau mỗi 400–500 giờ hoạt động. Trong các tầng đá mài mòn cao hoặc khi nước xả mang theo các hạt đá nhỏ quay trở lại khu vực đầu kẹp phía trước, cần rút ngắn khoảng thời gian kiểm tra xuống còn 300 giờ. Ống lót sẽ mài mòn nhanh hơn khi nước xả bị nhiễm bẩn liên tục chảy qua bề mặt tiếp xúc giữa thân và ống lót.

Quy trình thay thế: Đảm bảo độ lắp ghép chính xác

Việc thay thế ống lót dẫn hướng về mặt cơ khí là khá đơn giản, nhưng cần chú ý đến độ khít. Ống lót mới phải được ép vào lỗ trên thân vỏ phía trước tới độ sâu lắp đặt đầy đủ—nếu ống lót không được lắp đúng độ sâu này, sẽ hình thành khe hở không khí, khiến phần thân trục bị võng tại đoạn không được hỗ trợ giữa mặt đầu của ống lót và vai của thân vỏ. Lực ép để lắp các ống lót kiểu lắp ép thường nằm trong khoảng 5–15 kN; nếu ống lót có thể trượt vào bằng tay, điều đó cho thấy lỗ trên thân vỏ đã bị mài mòn vượt quá dung sai cho phép và thân vỏ cần được kiểm tra.

Sau khi lắp đặt, hãy kiểm tra xem đường kính trong của ống lót mới có phù hợp với đường kính ngoài của bộ chuyển đổi thân dụng cụ trong giới hạn khe hở quy định hay không. Đo cả hai kích thước này bằng đồng hồ so lỗ và panme nếu thương hiệu hoặc thông số kỹ thuật của ống lót đã thay đổi so với lần lắp đặt trước đó. Một ống lót có kích thước danh nghĩa đúng nhưng của nhà sản xuất khác có thể được gia công với dung sai hơi khác biệt — hoặc quá chặt (gây hiện tượng kẹt thân dụng cụ khi quay) hoặc quá lỏng (lặp lại vấn đề khe hở đã dẫn đến việc thay thế).

Kết nối phớt: Vì sao mòn ống lót dẫn hướng ảnh hưởng đến phớt va đập

Chuyển động ngang quá mức của thân dụng cụ do ống dẫn bị mòn gây hư hại thứ cấp cho các phớt va đập phía trước. Phớt gạt và phớt ống dẫn của mạch va đập được thiết kế để duy trì tiếp xúc với mặt đầu thân dụng cụ dưới tải trọng dọc trục. Khi thân dụng cụ bị lệch ngang trong quá trình va đập, các phớt này chịu tải lệch trục—mép phớt tiếp xúc với thân dụng cụ dưới một góc, làm tập trung mài mòn ở một bên mép phớt. Hệ quả là mài mòn không đối xứng trên mặt phớt, gây rò rỉ vượt mức trước khi phớt đạt đến tuổi thọ thiết kế đầy đủ.

Các trang web ghi nhận hiện tượng gioăng đập bị hỏng sau 200–250 giờ hoạt động—trong khi khoảng thời gian vận hành được nhà sản xuất khuyến nghị là 400–500 giờ—cần kiểm tra khe hở của ống dẫn hướng trước khi kết luận rằng vấn đề nằm ở chất lượng gioăng. HOVOO cung cấp cả gioăng ống dẫn hướng và bộ gioăng đầu mút cho các dòng máy khoan xoay phổ biến, đồng thời cũng cung cấp bộ phụ tùng đập; việc chỉ định cả hai loại này cùng nhau để thay thế sẽ giúp đơn giản hóa chu kỳ bảo trì và tránh sai lầm phổ biến là chỉ thay gioăng đập trong khi vẫn giữ nguyên ống dẫn hướng đã mòn. Tham khảo các mã mẫu tại hovooseal.com.