Khắc phục sự cố giàn khoan điện thủy lực: Khi hệ thống thủy lực gặp trục trặc sau khi thay đổi nguồn điện
Khắc phục sự cố giàn khoan điện thủy lực: Khi hệ thống thủy lực gặp trục trặc sau khi thay đổi nguồn điện
Giàn khoan có thể có vẻ như gặp sự cố về hệ thống thủy lực trong khi nguyên nhân thực sự nằm ở hệ thống điện. Điều này đặc biệt đúng đối với các giàn khoan điện thủy lực sử dụng nhiều hơn một nguồn điện, chẳng hạn như động cơ điện cho hoạt động bình thường và động cơ diesel cho hoạt động di động hoặc dự phòng.
Khi một giàn khoan hoạt động bình thường với nguồn điện nhưng không tạo được áp suất làm việc thủy lực khi sử dụng động cơ diesel, các kỹ thuật viên thường nghi ngờ đến bơm thủy lực dẫn động bằng diesel. Tuy nhiên, một quy trình chẩn đoán bài bản là rất cần thiết. Sự cố có thể liên quan đến điều chỉnh áp suất, tình trạng của bơm, van điều khiển, mạch cấp điện hoặc cầu chì bảo vệ.
Bài viết này trình bày một phương pháp thực tiễn để khắc phục sự cố giàn khoan điện thủy lực dựa trên trường hợp sử dụng giàn khoan thủy lực hoàn toàn kiểu Boomer282. Bài học quan trọng rất đơn giản: hệ thống thủy lực và hệ thống điện phải được chẩn đoán như một hệ thống điều khiển tích hợp.
Hãy bắt đầu từ các triệu chứng của sự thất bại.
Trong trường hợp được báo cáo, giàn khoan đã hoạt động bình thường trong hơn sáu tháng. Khi được kết nối với nguồn điện 380 V, giàn khoan hoạt động bình thường. Tuy nhiên, đèn báo sạc pin hiển thị tình trạng bất thường trong quá trình sạc. Khi sử dụng động cơ diesel làm nguồn điện, hệ thống thủy lực không hoạt động.
Các triệu chứng này cho thấy hai khu vực có thể bị lỗi:
Sự cố hệ thống thủy lực
Sự cố mạch điện
Bước đầu tiên là tránh giả định rằng bơm thủy lực chạy bằng động cơ diesel bị lỗi. Vì giàn khoan sử dụng hai nguồn năng lượng khác nhau, việc so sánh hoạt động của nó dưới mỗi nguồn năng lượng đã cung cấp bằng chứng chẩn đoán quan trọng.
Kiểm tra các nguyên nhân gây lỗi hệ thống thủy lực thường gặp
Khi giàn khoan thủy lực gặp sự cố, cần xem xét một số nguyên nhân phổ biến sau:
Áp suất làm việc được đặt quá thấp
Lò xo van điều chỉnh áp suất bị yếu hoặc gãy
Rò rỉ dầu nghiêm trọng ra bên ngoài
Rò rỉ bên trong xi lanh thủy lực
Rò rỉ quá mức ở các van điều khiển hướng
Rò rỉ bên trong do bánh răng bơm hoặc sự mài mòn của nắp cuối.
Trong trường hợp này, hệ thống đã hoạt động bình thường trong nhiều tháng. Điều đó khiến khả năng cài đặt áp suất ban đầu không chính xác trở nên khó xảy ra. Rò rỉ ống dẫn bên ngoài cũng đã được loại trừ thông qua kiểm tra.
Máy này có hai bơm thủy lực độc lập: một bơm dẫn động bằng động cơ điện và một bơm dẫn động bằng động cơ diesel. Tuy nhiên, các bộ phận thủy lực khác, bao gồm xi lanh thủy lực và van điều khiển hướng, được dùng chung cho cả hai hệ thống năng lượng.
Vì giàn khoan hoạt động bình thường với động cơ điện, các kỹ thuật viên có thể kết luận một cách hợp lý rằng các xi lanh thủy lực và van điều hướng dùng chung không phải là nguyên nhân chính. Điều này thu hẹp phạm vi điều tra xuống bơm chạy bằng động cơ diesel hoặc hệ thống điều khiển liên quan đến hoạt động của động cơ diesel.
Kiểm tra kỹ bơm thủy lực.
Bơm thủy lực chạy bằng động cơ diesel đã được kiểm tra bằng đồng hồ đo áp suất. Áp suất đầu ra được xác định là bình thường. Sau đó, bơm được tháo rời và kiểm tra. Khe hở bánh răng và khe hở mặt cuối được đo và thấy hơi lớn nhưng vẫn nằm trong phạm vi cho phép.
Nắp chụp cuối bơm đã được mài để đưa khe hở trở lại gần với điều kiện tiêu chuẩn. Sau khi lắp ráp lại, lỗi vẫn còn.
Đây là một bài học quan trọng về chẩn đoán lỗi bơm thủy lực. Một bộ phận có thể bị mòn mà không phải là nguyên nhân gốc rễ của sự cố hiện tại. Việc thay thế hoặc sửa chữa một bộ phận chỉ vì nó trông có vẻ bị mòn có thể lãng phí thời gian và nguồn lực. Kỹ thuật viên nên xác minh xem mỗi khiếm khuyết nghi ngờ có thực sự giải thích được toàn bộ các triệu chứng hay không.
Kiểm tra hệ thống điện
Tín hiệu sạc pin bất thường đã cung cấp một manh mối quan trọng. Giàn khoan sử dụng hệ thống điều khiển điện thủy lực, và van điện từ trễ có mã hiệu Y172 được cấp điện từ pin hoặc mạch sạc pin.
Mạch sạc bao gồm một cầu chì 16 A. Khi các kỹ thuật viên kiểm tra cầu chì, họ phát hiện ra rằng nó đã bị cháy. Sau khi thay thế cầu chì, giàn khoan được kiểm tra lại và sự cố đã được khắc phục.
Thoạt nhìn, cầu chì bị cháy trong mạch sạc có vẻ không liên quan đến hệ thống thủy lực không hoạt động được với động cơ diesel. Mối liên hệ sẽ trở nên rõ ràng khi hiểu rõ về van điện từ trễ.
Vai trò của van điện từ trễ
Van Y172 được thiết kế để cung cấp khả năng khởi động không tải chậm cho hệ thống thủy lực. Khi động cơ diesel hoặc mô tơ điện khởi động lần đầu, van vẫn giữ nguyên vị trí ban đầu. Trong điều kiện này, dầu thủy lực sẽ trở lại trực tiếp bình chứa thông qua đường xả. Bơm thủy lực khởi động với tải trọng tối thiểu, giúp động cơ hoặc mô tơ dễ dàng khởi động hơn.
Sau khoảng ba giây cấp điện, van điện từ trễ sẽ chuyển dịch. Điều này đóng mạch xả và cho phép hệ thống thủy lực hoạt động bình thường. Khi đó, bơm điều chỉnh lưu lượng có thể cung cấp áp suất và lưu lượng theo yêu cầu tải trọng bên ngoài.
Nếu van điện từ không nhận được nguồn điện, nó sẽ vẫn ở vị trí xả. Bơm vẫn có thể quay và tạo ra dòng dầu, nhưng hệ thống không thể tạo ra áp suất cần thiết cho các chức năng khoan bình thường.
Trong trường hợp được báo cáo, cầu chì 16 A bị cháy đã ngăn cản ắc quy cung cấp điện cho van điện từ trễ Y172 trong quá trình vận hành bằng động cơ diesel. Kết quả là, hệ thống thủy lực không tải và không thể hoạt động.
Một phương pháp khắc phục sự cố tốt hơn
Trường hợp này cho thấy lý do tại sao việc khắc phục sự cố giàn khoan điện thủy lực cần phải tuân theo phương pháp cấp hệ thống:
Ghi lại tất cả các triệu chứng dưới mỗi nguồn điện.
So sánh điều kiện hoạt động bình thường và bất thường.
Tách biệt các thành phần dùng chung khỏi các thành phần dành riêng cho nguồn điện.
Kiểm tra áp suất, rò rỉ dầu, tình trạng bơm và hoạt động của van.
Kiểm tra nguồn điện, cầu chì, dây nối đất, đầu nối và tín hiệu điều khiển.
Xác nhận xem các van điện từ có nhận được điện áp cần thiết để hoạt động hay không.
Kiểm tra máy sau mỗi lần sửa chữa đã được xác nhận.
Sự cố thủy lực có thể bắt nguồn từ dây dẫn, cầu chì, ắc quy, rơle hoặc mạch điện từ. Tương tự, một vấn đề điện tưởng chừng như bình thường lại có thể do tải trọng thủy lực hoặc linh kiện cơ khí gây ra. Bảo trì hiệu quả phụ thuộc vào việc hiểu rõ cách các hệ thống tương tác với nhau.
Đối với các giàn khoan hiện đại, kỹ thuật viên cần phải phát triển cả kỹ năng chẩn đoán hệ thống thủy lực và điện. Cách tiếp cận tích hợp này giúp giảm thiểu việc thay thế phụ tùng không cần thiết, rút ngắn thời gian ngừng hoạt động và nâng cao độ tin cậy của thiết bị.
