Atualização técnica abrangente para o sistema hidráulico de plataformas de perfuração rotativa: adaptação detalhada às condições de trabalho e consolidação da base essencial para a operação e o controle estáveis do equipamento.

Atualmente, a construção de projetos de fundações de infraestrutura em estacas no país continua a se acelerar, e as condições geológicas para projetos-chave, como pontes ferroviárias de alta velocidade, transporte ferroviário urbano, edifícios altos e fundações para parques eólicos, estão se tornando cada vez mais complexas. Estratos compostos, como solo mole, areia e cascalho, rocha intemperizada e rocha dura, alternam-se, impondo padrões extremamente elevados para a continuidade, precisão de perfuração e confiabilidade operacional das perfuratrizes rotativas. O sistema hidráulico, como núcleo de potência e centro de controle da perfuratriz rotativa, determina diretamente o torque de perfuração, a potência de pressurização, a resposta de ação e a capacidade geral de operação colaborativa do equipamento. Sistemas hidráulicos tradicionais e obsoletos geralmente sofrem com problemas comuns, como grandes flutuações de pressão, movimento lento e ruído anormal, resposta lenta aos comandos, vazamento de óleo em alta temperatura e estabilidade insuficiente sob condições de carga pesada. A construção de longa duração em alta intensidade pode facilmente levar a problemas como travamento da perfuração, soterramento, desvio do furo e frequentes paradas para manutenção, o que não apenas reduz a eficiência geral da construção de fundações em estacas, mas também aumenta significativamente os custos de operação e manutenção do equipamento e as perdas com retrabalho na construção. Considerando as atuais necessidades de desenvolvimento da indústria de fundações em estacas, que exige precisão, eficiência e baixa taxa de falhas, a promoção direcionada da modernização técnica especializada do sistema hidráulico de perfuratrizes rotativas, com foco na otimização e aprimoramento das duas dimensões principais de estabilidade operacional e controle preciso, tornou-se uma medida necessária para melhorar a qualidade e a eficiência dos equipamentos de engenharia, manter seu valor a longo prazo e adaptá-los a construções geológicas complexas.

As condições de construção no setor são rigorosas, e as deficiências operacionais dos antigos sistemas hidráulicos estão se tornando cada vez mais evidentes.

Atualmente, os projetos de construção de fundações em estacas geralmente apresentam características como cronogramas apertados, alta carga, condições de trabalho diversas e longos períodos de operação contínua. A perfuratriz rotativa opera em regime de alta intensidade, com cargas e pressões elevadas, frequentes partidas e paradas, perfuração alternada para frente e para trás e alternância de torque alto e baixo durante todo o ano. O sistema hidráulico é submetido a impactos de alta pressão e testes de alternância de carga por longos períodos. O sistema hidráulico básico, padrão nos primórdios da perfuração, era limitado pela configuração tradicional do grupo de válvulas, layout da tubulação, precisão da filtragem e projeto de dissipação de calor. Embora ainda fosse capaz de lidar com formações simples, diante de rochas duras complexas, fundações profundas em estacas e condições de perfuração contínua de longo prazo, diversas deficiências operacionais continuavam a ser expostas. Durante a operação da equipamentoÉ fácil encontrar problemas como flutuações na potência de saída, subida e descida assíncronas das hastes de perfuração e vibrações significativas na partida e parada da rotação, que afetam diretamente a verticalidade do furo e a fluidez da construção. Ao mesmo tempo, falhas frequentes, como o rápido aumento da temperatura do óleo hidráulico, o envelhecimento e vazamento das vedações, o desgaste e bloqueio dos núcleos das válvulas e o desequilíbrio na pressão de alívio do sistema, levam a frequentes paradas e manutenções dos equipamentos, interrompendo o ritmo contínuo da construção. Além disso, a lógica de controle do antigo sistema hidráulico é simples e rudimentar, a sensação de operação é rígida e o atraso na resposta é evidente. É difícil para os operadores ajustarem com precisão e a probabilidade de erros humanos aumenta, dificultando o atendimento aos requisitos de perfuração precisa da construção de fundações de estacas de alto padrão. A modernização e a transformação da tecnologia do sistema hidráulico são urgentes.

Atualização do núcleo de potência da bomba principal para garantir a estabilidade a longo prazo da pressão de saída do sistema.

A bomba hidráulica principal é a fonte de energia do sistema hidráulico da perfuratriz rotativa. A pressão de saída e a estabilidade do fluxo do corpo da bomba determinam diretamente a potência de operação contínua de toda a máquina e são também os principais pontos de melhoria para aprimorar a estabilidade do sistema. A bomba de pistão quantitativa tradicional tem uma potência de saída constante e não consegue ajustar automaticamente o torque e a vazão de acordo com a dureza geológica. Ao perfurar sob carga pesada, ocorre um aumento repentino de pressão e o desperdício de energia é significativo em modo ocioso. Além disso, a operação prolongada em alta pressão é propensa a problemas como desgaste interno do corpo da bomba, atenuação da pressão e pulsação excessiva do fluxo. O núcleo da modernização tecnológica foi substituído por uma bomba de pistão variável de grande deslocamento, com resposta de alta frequência e controle eletrônico. Com o suporte da tecnologia de ajuste adaptativo preciso do deslocamento, a vazão de saída e a pressão de trabalho podem ser ajustadas dinamicamente em tempo real, de acordo com a dureza e a maciez da formação e o tamanho da carga de perfuração, permitindo a comutação adaptativa entre o aumento da pressão com torque sob carga pesada e a estabilização da pressão com economia de energia sob carga leve. Após a modernização, a flutuação da pressão de saída da bomba principal foi significativamente reduzida, eliminando completamente o problema de oscilação de potência durante a perfuração. equipamento A bomba é capaz de fornecer energia de forma suave e contínua sob condições de carga pesada, como quebra de rochas duras e pressurização de poços profundos, sem queda de pressão, travamento ou interrupção de energia. Ao mesmo tempo, a otimização dos materiais resistentes ao desgaste e da estrutura de distribuição de fluxo de precisão dentro do corpo da bomba melhora a resistência ao desgaste, ao impacto e a altas temperaturas, prolongando a vida útil dos componentes principais e criando uma base de operação estável a longo prazo para o sistema hidráulico, desde a fonte de energia, reduzindo o tempo de inatividade e a manutenção causados por falhas no corpo da bomba.

Otimização inteligente do grupo de válvulas de controle principal, melhorando com precisão a sensibilidade da operação e do controle do equipamento.

O grupo de válvulas de controle principal serve como centro de controle de ação do sistema hidráulico da perfuratriz rotativa, controlando diretamente todas as ações operacionais, como rotação da haste de perfuração, elevação da pressão, abertura e fechamento da caçamba de perfuração, ajuste da torre, etc. A precisão de controle e a velocidade de resposta do grupo de válvulas determinam a sensação geral de controle e a precisão da construção da máquina. O grupo de válvulas manuais tradicionais do tipo bipartido possui tubulações complexas, grandes folgas no núcleo da válvula e resposta direcional lenta. Ao operar com múltiplas ações, é fácil encontrar problemas como interferência de ação, coordenação assíncrona e vibração na partida e parada. A dificuldade de controle para os operadores é alta e a precisão do ajuste fino é insuficiente, o que pode facilmente causar problemas de qualidade, como desvio do furo e perturbação da parede do furo. O núcleo da atualização de controlabilidade adota um grupo de válvulas multivias proporcional eletro-hidráulico integrado em vez de válvulas manuais tradicionais, simplificando o layout redundante das tubulações hidráulicas, reduzindo a perda de pressão na tubulação e os pontos de vazamento e contando com a tecnologia de controle proporcional eletro-hidráulico para obter micromovimento da alavanca de operação e saída linear precisa do fluxo hidráulico. A amplitude da operação da alavanca pelo operador corresponde precisamente à velocidade do equipamento O movimento, com partida e parada suaves e sem impacto, ajuste fino e preciso sem atrasos, conexão suave e coerente entre a rotação da coluna de perfuração, a pressão de perfuração, o levantamento e o descarregamento do solo, elimina completamente problemas comuns de controle, como travamento, vibração e atraso. Ao mesmo tempo, a estrutura de amortecimento de reversão do grupo de válvulas foi otimizada para evitar choques de pressão durante a troca de funções, o que não só melhora a sensação de controle e a precisão da construção, como também protege eficazmente estruturas mecânicas como hastes e mastros de perfuração, reduzindo as perdas estruturais do equipamento.

Sistema de refrigeração e filtragem hidráulica aprimorado, controle rigoroso de impurezas em altas temperaturas para evitar falhas operacionais.

A alta temperatura e o superaquecimento do óleo hidráulico, bem como o excesso de impurezas no óleo, são as duas principais causas de falhas frequentes no sistema hidráulico e da diminuição da estabilidade em perfuratrizes rotativas. São também componentes essenciais que não podem ser ignorados em projetos de modernização e renovação. Sob a operação contínua e de alta intensidade da construção de fundações em estacas, os pequenos radiadores tradicionais apresentam eficiência insuficiente na dissipação de calor, e a temperatura do óleo hidráulico aumenta rapidamente. A alta temperatura acelera a deterioração do óleo hidráulico, o envelhecimento e a falha das vedações, e o vazamento dos núcleos das válvulas, reduzindo diretamente a vida útil do sistema hidráulico. Dispositivos de filtragem antigos e simples têm baixa precisão e não filtram eficazmente impurezas como poeira de construção e partículas metálicas desgastadas. As impurezas entram no conjunto de válvulas e no corpo da bomba, podendo facilmente causar desgaste e obstrução de componentes de precisão, levando a desequilíbrio de pressão, mau funcionamento e outras falhas. As atualizações tecnológicas estão sincronizadas com o aumento do tamanho dos radiadores hidráulicos de alta eficiência com aletas planas, combinados com ventiladores de resfriamento forçado com controle inteligente de temperatura. A velocidade de resfriamento é ajustada automaticamente de acordo com a temperatura do óleo hidráulico, permitindo o controle em tempo real da temperatura e eliminando o problema de superaquecimento. O sistema de filtragem de precisão em múltiplos estágios foi sincronizado e aprimorado, com a instalação de dispositivos de filtragem tripla, incluindo filtragem na sucção do óleo, filtragem na tubulação de alta pressão e filtragem de precisão no retorno do óleo. Esses dispositivos interceptam impurezas internas do óleo com alta precisão, mantendo a limpeza do óleo hidráulico em conformidade com os padrões e reduzindo o desgaste dos componentes hidráulicos de precisão. Com a modernização do sistema de dissipação de calor e filtragem, falhas comuns como vazamentos, travamentos e alívio de pressão podem ser evitadas, garantindo a operação estável do sistema hidráulico a longo prazo.

Otimização de tubulações e acessórios selados, prevenção e controle de vazamentos a longo prazo e extensão da vida útil do sistema.

O envelhecimento e vazamentos em tubulações hidráulicas, o desgaste das vedações e os vazamentos de óleo são os problemas mais comuns no sistema hidráulico de plataformas de perfuração rotativa. Esses problemas não apenas causam desperdício de óleo hidráulico e poluição no canteiro de obras, mas também levam à perda de pressão do sistema, potência insuficiente e frequentes reabastecimentos e manutenções, aumentando os custos de construção. As vedações de borracha comuns tradicionais têm baixa resistência à alta pressão, alta temperatura e envelhecimento, sendo propensas a deformações e danos sob condições de trabalho alternadas de alta pressão. A espessura da parede das tubulações antigas é insuficiente e o processo de soldagem das juntas é simplista. A vibração prolongada sob alta pressão pode causar rachaduras nas tubulações e vazamentos de óleo nas juntas. A modernização e renovação abrangentes das tubulações hidráulicas sem costura de alta pressão e resistentes ao desgaste, a otimização do layout das tubulações, a redução de pontos de curvatura, vibração e atrito, a adoção de juntas de tubulação forjadas de alta resistência e a melhoria da capacidade de vedação e antivibração das conexões das tubulações são essenciais. Substituir todos os componentes de vedação importados de poliuretano de alta resistência, que suportam altas e baixas temperaturas e altas pressões, sendo adequados para as condições de operação de alta pressão e temperatura do sistema. Esses componentes não envelhecem ou deformam facilmente sob cargas alternadas de longa duração, e a vedação não falha. Ao mesmo tempo, a adição de fixadores com amortecimento de impacto na tubulação reduz o desgaste da tubulação e das juntas causado pela vibração durante a operação do equipamento, solucionando completamente o problema persistente de vazamento hidráulico, reduzindo a frequência de operação e manutenção diárias e os custos com consumíveis, e garantindo a operação estável e contínua do sistema hidráulico em circuito fechado.

Controle eletrônico colaborativo, correspondência e depuração, permitindo a adaptação precisa da potência hidráulica e da lógica de controle.

Após a conclusão da atualização de hardware, a depuração coordenada e refinada do sistema de controle eletrônico é uma etapa final crucial para garantir que a estabilidade e a controlabilidade do sistema hidráulico atendam aos padrões. Se a atualização de hardware não corresponder aos parâmetros de controle eletrônico, poderá apresentar problemas como desordem na saída de potência e sensação de controle inadequada. Com o auxílio de equipamentos profissionais de depuração e teste hidráulico, calibramos com precisão dados essenciais, como parâmetros de pressão da bomba principal, taxa de fluxo do grupo de válvulas e atraso de resposta. Considerando as diferentes condições geológicas de construção, predefinimos múltiplos modos de potência hidráulica para solo mole, camada arenosa e rocha dura. Com apenas um clique, podemos adaptar automaticamente a pressão de perfuração e o torque de saída correspondentes. Sincronizamos e otimizamos a operação do programa de controle eletrônico, otimizamos a velocidade de transmissão do sinal da alavanca, eliminamos o desvio de atraso do sinal de controle e garantimos que cada comando de operação do operador seja transmitido de forma rápida e precisa ao atuador hidráulico. Por meio da depuração colaborativa de software e hardware, a potência hidráulica de saída, a resposta do controle de ação e o ajuste adaptativo das condições de trabalho são altamente compatíveis, alcançando uma construção robusta, estável e durável, bem como um controle fino preciso e eficiente, adaptando-se totalmente às diversas necessidades de construção de fundações em estacas.