Vì sao áp suất xả của bơm bùn giảm khi vận hành liên tục

Áp suất xả của máy bơm bùn giảm dần không đồng nghĩa với việc máy bơm đã hỏng. Ở máy bơm bùn kiểu piston, áp suất phản ánh lực cản mà dòng lưu chất được bơm gặp phải. Vì vậy, chỉ số giảm có thể cho thấy lưu lượng đầu ra của máy bơm giảm, lực cản thủy lực thấp hơn, có rò rỉ hoặc tín hiệu áp suất không chính xác. Cách phân biệt hữu ích nhất là xác định xem áp suất có giảm trong khi tốc độ bơm thực tế và lưu lượng đầu ra vẫn ổn định hay không.

Khi xem xét những sự cố thường gặp nào xảy ra với máy bơm bùn trong quá trình vận hành liên tục, cần chú ý đến tình trạng thiếu cấp ở đầu hút, van bị mòn, rò rỉ qua piston và hư hỏng ống lót. Tuy nhiên, thay đổi dung dịch khoan, van bypass đang mở hoặc đường ống phía hạ lưu bị rửa mòn cũng có thể gây ra các triệu chứng tương tự. Tăng tốc độ bơm trước khi xác định nguyên nhân có thể làm tình trạng xâm thực nghiêm trọng hơn, đẩy nhanh tốc độ mài mòn hoặc che khuất chỗ rò rỉ đang phát triển.

Xác định những thay đổi đi kèm với áp suất

So sánh tình trạng hiện tại với giai đoạn vận hành ổn định gần nhất: số hành trình thực tế mỗi phút, áp suất xả, áp suất hút, nhiệt độ bùn, khối lượng riêng, đặc tính lưu biến, mức dung dịch trong bể và các chỉ báo lưu lượng. Ghi nhận mọi thay đổi về cấu hình vận hành của máy bơm, độ sâu khoan, chuyển động của cần ống, cấu hình vòi phun hoặc vị trí van. Việc so sánh chỉ có ý nghĩa khi các điều kiện vận hành tương đối giống nhau.

Chỉ riêng số hành trình không chứng minh được rằng máy bơm đang cung cấp lưu lượng như mong đợi. Lưu lượng lý thuyết phụ thuộc vào thể tích dịch chuyển và tốc độ; lưu lượng thực tế còn phụ thuộc vào mức độ nạp đầy của xi lanh và khả năng ngăn rò rỉ của van và phớt. Máy bơm có thể duy trì tốc độ hành trình nhưng vẫn cung cấp ít bùn hơn.

Khi có thể, hãy dùng một thiết bị đo áp suất độc lập để đối chiếu. Đầu lấy áp bị tắc hoặc bộ chuyển đổi áp suất bị lỗi có thể tạo ra biểu hiện giống như thiết bị xuống cấp. Không nới lỏng đầu nối đồng hồ đo hoặc thông đầu lấy áp khi hệ thống đang chịu áp suất.

Kiểm tra xem máy bơm có bị thiếu cấp ở đầu hút hay không

Sự cố ở đường hút có thể phát triển dần trong khi máy bơm vẫn vận hành ổn định. Lưới lọc tích tụ chất rắn, mức dung dịch trong bể giảm, vật liệu lắng cặn làm tắc cửa ra hoặc ống hút bị biến dạng. Nếu được trang bị bơm nạp, áp suất nạp giảm cũng có thể hạn chế việc nạp đầy xi lanh.

Kiểm tra các chỉ báo có thể tiếp cận và tình trạng bên ngoài: mức dung dịch trong bể, vị trí van hút, tình trạng ống, hoạt động của bơm nạp và xu hướng áp suất hút. Mức dung dịch trong bể thấp có thể khiến xoáy hút không khí vào trước cả khi đầu hút bị hở khỏi mặt dung dịch. Các đầu nối đường hút bị rò rỉ có thể hút không khí vào mà không xuất hiện rò rỉ bùn ra ngoài rõ ràng.

Việc nạp đầy không hoàn toàn làm giảm lưu lượng đầu ra. Xâm thực xảy ra khi áp suất cục bộ giảm đủ thấp để hình thành các bọt hơi; không khí hoặc khí bị cuốn vào có thể gây ra hiện tượng cấp liệu không ổn định tương tự, nhưng không phải cùng một cơ chế. Cả hai đều có thể gây dao động áp suất và rung động, vì vậy chỉ dựa vào âm thanh không phải là cách chẩn đoán đáng tin cậy.

Tình trạng tắc nghẽn có thể biểu hiện rõ hơn ở tốc độ hành trình cao do đường hút không cấp đủ lưu lượng cần thiết. Khi quy trình vận hành cho phép, giảm tốc độ có kiểm soát có thể giúp xác định liệu sự mất ổn định có liên quan đến đường hút hay không. Đây không phải là biện pháp sửa chữa: vẫn cần khắc phục chỗ tắc nghẽn, áp suất nạp không đủ hoặc đường lọt khí.

Nhận biết rò rỉ tăng dần ở đầu chất lỏng

Nếu điều kiện hút và tốc độ bơm thực tế ổn định, lưu lượng đầu ra giảm có khả năng bắt nguồn từ đầu chất lỏng. Chất rắn có tính mài mòn và tải trọng lặp đi lặp lại có thể làm hỏng bề mặt làm kín của van, piston và ống lót. Khi đó, rò rỉ làm giảm hiệu suất thể tích dù đầu truyền động vẫn hoàn tất mỗi hành trình.

Van không còn làm kín đúng cách

Đĩa van bị hỏng, đế van bị xói mòn, lò xo bị gãy hoặc mảnh vụn mắc kẹt có thể khiến van không đóng kín hoàn toàn. Rò rỉ qua van xả khiến bùn có áp suất chảy ngược vào xi lanh; rò rỉ qua van hút có thể khiến bùn bị đẩy thoát về phía đầu vào. Cả hai trường hợp đều làm giảm lưu lượng hữu ích và có thể tạo ra dạng sóng áp suất không đồng đều.

Thay đổi về độ dao động áp suất hoặc tiếng gõ có thể củng cố chẩn đoán này nhưng không đủ để xác định chắc chắn một van cụ thể. Sự cố ở bộ giảm dao động áp suất cũng có thể làm tăng dao động áp suất mà không gây mức giảm tương tự về lưu lượng trung bình. Việc kiểm tra van đòi hỏi phải dừng máy, cô lập thiết bị và xác nhận đã xả hết áp suất.

Piston và ống lót bị mòn

Phớt piston bị mòn hoặc bề mặt ống lót bị hư hỏng khiến bùn rò vòng qua piston. Rò rỉ có thể rõ hơn khi các bộ phận nóng lên, trong khi việc làm mát hoặc rửa piston không đầy đủ—nếu có trang bị—có thể đẩy nhanh hư hỏng. Kiểm tra lưu lượng và tình trạng của hệ thống làm mát hoặc rửa theo quy định.

Tùy theo thiết kế máy bơm, rò rỉ bất thường có thể nhìn thấy ở các cửa xả được chỉ định hoặc khu vực ống lót. Chỉ quan sát từ vị trí an toàn khi các tấm chắn đã được lắp. Không đến gần chỗ nghi rò rỉ áp suất cao để dò tìm bằng tay. Khi cần tháo rời, hãy kiểm tra piston và ống lót cùng nhau: thay phớt mà không xử lý ống lót bị xước hoặc mòn quá mức có thể khiến vấn đề gốc chưa được giải quyết.

Phân biệt thay đổi của bùn với tình trạng máy bơm xuống cấp

Nhiệt độ và đặc tính lưu biến của bùn ảnh hưởng đến áp suất tuần hoàn. Nếu bùn ấm lên hoặc được xử lý khiến độ nhớt hoặc ứng suất chảy giảm, áp suất có thể giảm ngay cả khi lưu lượng đầu ra không đổi. Thay đổi về khối lượng riêng cũng ảnh hưởng đến hệ thống, nhưng chỉ số áp suất trên mặt đất không thể tự nó xác định đặc tính nào của lưu chất đã thay đổi.

So sánh các kết quả đo bùn đại diện với xu hướng áp suất thay vì cho rằng mọi trường hợp giảm dần đều là do mài mòn cơ khí. Cần phân biệt rõ áp suất tuần hoàn với áp suất thủy tĩnh: chỉ riêng chỉ số xả thấp hơn không chứng tỏ khối lượng riêng của bùn đã giảm.

Thay đổi của lưu chất cũng có thể làm suy giảm khả năng nạp đầy của máy bơm. Độ nhớt cao hơn làm tăng tổn thất ở đầu vào, trong khi bùn lẫn khí khiến quá trình cấp liệu kém ổn định hơn. Vì vậy, áp suất giảm do bùn có thể là kết quả của lực cản phía hạ lưu giảm hoặc lưu lượng đầu ra của máy bơm giảm. Thông tin về lưu lượng và điều kiện hút giúp phân biệt hai cơ chế này.

Đừng bỏ qua đường bypass và chỗ rửa mòn phía hạ lưu

Van bypass, thiết bị xả áp hoặc đầu nối trên cụm ống góp có thể chuyển dòng chảy ra khỏi đường tuần hoàn dự kiến. Kiểm tra vị trí van và các chỉ báo hiện có trên đường hồi, đối chiếu với cấu hình vận hành đã được phê duyệt. Thiết bị xả áp bị rò rỉ ở mức thấp hơn áp suất vận hành dự kiến cần được kiểm tra, không phải điều chỉnh chỉ để đưa chỉ số đồng hồ trở lại mức cũ.

Nếu tốc độ và lưu lượng cấp của máy bơm vẫn ổn định nhưng áp suất giảm bất ngờ, hãy kiểm tra tính toàn vẹn của hệ thống phía hạ lưu. Rò rỉ đường ống trên mặt đất, cần khoan bị rửa mòn hoặc tình trạng vòi phun thay đổi có thể làm giảm lực cản. Trong hoạt động khoan, mức độ đáng lo ngại phụ thuộc vào xu hướng áp suất, lưu lượng hồi, thể tích dung dịch trong bể và hoạt động hiện tại.

Tình trạng giảm áp suất không rõ nguyên nhân đi kèm dòng hồi bất thường hoặc thay đổi thể tích dung dịch trong bể phải được xử lý theo quy trình khoan và kiểm soát giếng tại cơ sở. Không tiếp tục khắc phục sự cố máy bơm một cách riêng lẻ và không tăng tốc độ chỉ để khôi phục áp suất trước đó. Chỗ rửa mòn đang phát triển có thể mở rộng trong khi thiết bị vẫn tiếp tục hoạt động.

Xác nhận việc sửa chữa trong điều kiện có kiểm soát

Dừng máy hoặc nhanh chóng báo cáo để xử lý khi mất áp suất đi kèm với rò rỉ áp suất cao nhìn thấy được, tiếng gõ lớn, quá nhiệt, rung động ngày càng nghiêm trọng hoặc các chỉ báo giếng bất thường. Trước khi mở đầu chất lỏng hoặc hệ thống hút, hãy cô lập thiết bị, thực hiện quy trình khóa/gắn thẻ (lockout/tagout) và xác nhận áp suất bị giữ lại đã được xả hết. Bộ giảm dao động áp suất và các thiết bị tích trữ năng lượng khác cần được áp dụng các biện pháp phòng ngừa riêng theo quy định của nhà sản xuất.

Sau khi khắc phục nguyên nhân đã xác định, hãy khởi động lại theo quy trình được phê duyệt và tăng tốc độ dần dần. So sánh áp suất, tốc độ thực tế, điều kiện hút và lưu lượng đầu ra tại một điểm vận hành có thể lặp lại. Xác nhận rằng tình trạng rò rỉ, rung động và hoạt động của hệ thống làm mát đều đạt yêu cầu.

Chỉ riêng việc áp suất phục hồi không đủ để chứng minh rằng việc sửa chữa đã thành công: áp suất có thể tăng do lực cản tăng trong khi lưu lượng cấp vẫn không đủ. Bằng chứng xác nhận đáng tin cậy hơn là lưu lượng được khôi phục khi đặc tính bùn và điều kiện mạch tuần hoàn tương đương, đồng thời lực hút ổn định và không có triệu chứng cơ khí bất thường. Ghi lại các điều kiện đó sẽ tạo cơ sở tham chiếu hữu ích để phát hiện lần suy giảm dần tiếp theo trước khi gây gián đoạn lớn.