電動鉆機常見的故障排除方法

白財遠，毛馨悅，王志磊，謝立勇，吳燕華

（1.中石油西部鉆探玉門鉆井分公司，甘肅酒泉735000；2.中石油西部鉆探蘇里格項目部，內蒙古烏審旗017300）

西部鉆探國際鉆井公司國內玉門區塊現有鉆機11部，其中全電動鉆機3部，型號分別是：70D、50D、40D。機電復合鉆機8部（70L、60L、50L、40L），電控系統PLC采用S7-300西門子PLC等系列。電控系統制造廠家有西安寶美、泰州寶銳等廠家，各廠家的設計思路和控制方法不一樣，因此在處理電氣控制系統的問題時對電氣工程師知識面的要求很高，同時還要涉及到電力電子、PLC系統控制、自動控制等相關的知識和理論，電氣工程師在日常的工作中所涉及到的核心設備主要由給定系統、控制系統組成的，這對電氣工程師提出了較高的要求。

1 常見電控系統直流控制故障分類

給定信號故障、控制線路故障、直流柜故障、MCC系統故障等。

2 直流系統電氣故障的排除方法

電動鉆機電氣系統故障的調查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。故障排除方法有以下幾種。

2.1 直觀檢查法

這是故障分析之初必用的方法，就是看、聞、聽檢查。我公司40019隊的電控系統出現故障?，F場直接檢查直流接觸器觸頭拉弧、粘在一起，對問題原因進行分析，通過對控制線路進行檢查發現電源控制板PC01板60V電源接口無電壓，4固態繼電器板-14V信號給定通道故障，T05電壓器輸出側無輸出電壓，對控制線進行處理，更換配件后問題解決。

2.2 儀器檢查法

使用萬用表、示波儀對各組交、直流電源電壓、波形圖，測量，從中找尋可能的故障。我公司40679隊1號直流柜頻繁跳閘，最后脫口合不上閘。用萬用表檢查快速熔斷器情況，發現有2組快速熔斷器已擊穿。用示波儀檢測晶閘管，發現這2組晶閘管波形斷斷續續，還有一組晶閘管波形缺失，判斷快速熔斷器、晶閘管故障。更換后恢復正常。

2.3 信號指示分析法

這是指SCR房各種狀態指示燈和故障指示燈，結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法?，F場好多故障會通過儀表和指示燈在面板上表現出來。例如，發電柜上面的GEN運行指示燈、接地指示燈以及直流柜上面的指示燈指出發電機或SCR橋是否接到母線上，報警指示燈顯示出是否出現接地故障，浪涌抑制電路是否失效，是否出現皮帶輪滑動以及是否出現逆功率等故障。電壓表和電流表可提示有關故障，例如小電流提示電動機可能欠載、直流電流表顯示大電流，提示電動機可能堵轉，直流電壓表的大小顯示SCR柜的速度調節系統是否正常等等。我公司40019隊因采用工廠化作業平臺需要增加電纜轉接房，在轉接房接后之后，啟用絞車、轉盤等設備，無法啟動，經檢查發現PLC模塊上面的SF燈亮，說明雙絞線或者防爆插頭有問題，經檢查發現電纜轉接房里面雙絞線的防爆插頭里面有一根線虛焊，重新補焊之后，恢復正常。因此數字量輸入指示燈都可以作為判斷故障的方法。

2.4 PLC程序檢測法

電控系統出現故障，現場可以通過安裝STEP-7程序檢測S7-300 PLC內部程序的方法檢測故障點，進行故障排除。這種檢測方法可以直接找到控制系統的問題，有針對性地解決問題。這種檢查方法要求現場的電氣工程師以及維修人員既要熟悉整套鉆機電控系統的接口信號，又要熟悉PLC調試程序的應用，如果條件允許最好向電控廠家要來PLC程序或變量表，這樣可以更容易讀懂程序。如我公司70528鉆井隊轉盤電機變頻器無準備信號無法啟動，通過聯系廠家對PLC程序進行檢測，發現是電機控制急停按鈕的問題導致系統準備信號中斷，問題很快被排除。還有一次是因為轉盤電機給速手輪固定松動，無法回到零位導致系統準備信號中斷，通過PLC程序監控很快將問題解決。

2.5 參數調整法

此類故障需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。這種方法對維修人員的要求是很高的，不僅要對具體系統主要參數十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調試經驗。我公司40019隊電控系統直流柜頻繁跳閘，風道不暢，更換配件后無法解決此類問題。公司設備管理科協調廠家，將原配置進行改造升級，直流柜晶閘管更換為原廠KP4 2000A，溫控器由原來的90℃更換為120℃，三相冷卻風機更換為功率較大一點的，對SCR房風道進行清理。改造之后試運行，運行效果良好，故障率降低。

2.6 備件置換法

經過排查，發現故障出現在某一印制的電路板上，且無法檢修時，可以先將備件換上，前提是鉆井隊必須要有相同型號的配件，故障點準確無誤，更換之后運轉正常再去檢查修復故障板。實際上這往往是在電動鉆機施工的過程中所常用到的一種基本的方法，當然，本方法的基本前提是現場必須有充足的備件。

2.7 信號跟蹤法

利用跟蹤同故障有關的信號，很容易查到故障單元。例如，某臺直流電動機不能正常運轉，故障可能出現在2個方面。一個方面是在給定信號線路上，可通過把給定信號切換到直流柜，到另一套供給定線路試驗。如果此時電動機運轉正常，顯然故障就在原來給定線路中。這時給定線路的每一個元件都值得懷疑，通過跟蹤，從給定逐步查到接觸器吸合線圈，找出故障元件。另一個方面是在主線路上，查看K1、K7等接觸器主觸頭是否拉弧、輔助觸頭是否良好、直流電動機風機是否良好等因素，如果有問題，可以按照線路圖的先后順序進行檢查。

表1 MCC系統故障排除

在線路較長、串聯元件較多的線路中，檢查故障較省事的辦法是將線路分成兩段，從中間向兩邊查起，直至查到無電源信號元件為止。

3MCC交流系統故障排除

MCC系統故障排除見表1。

4 結束語

電動鉆機動力是鉆井的心臟，快速排除故障是電氣工程師能力和經驗的考驗，故障排除經驗的積累、電路圖的識別、理論知識的學習等內容都是電氣工程師應具備的能力。通過我自身簡單的經驗積累，與大家分享，希望能更好地為鉆井隊服務，保障電力設備正常運轉。