石油鉆井行業中電氣設備的質量管理和維護及故障消除

孫瑞峰

中海油田服務股份有限公司 天津 300459

1 主要故障的消除

1.1 變頻器外部

變頻器外部故障分為三種情況。第一種是無法啟動，需要檢測特定位置下啟動開關的信號，如果正常則需檢測接線處信號，然后逐步進行排查，直到變頻器處。在逐步排查的過程中自然能夠發現問題所在，如果完成所有配件及信號的檢測仍沒有發現問題，則可確定故障處于變頻器內部。第二種情況是設備無法運轉或運轉狀態較差，需測量模擬信號，如果信號顯示不正常或不連續，則需要對線路和電位器做進一步檢測，在檢測過程中必須分段排查，以免出現檢測遺漏的問題。第三種情況是設備正常，但儀表與指示燈處于異常狀態，同樣需按照逐步排查的方式測量輸出信號[1]。

1.2 變頻器內部

變頻器的組成較為復雜，包括測量、輸入等多個單元，但設備內部較為完整，保護措施得當，因此檢測時需通過故障參數間接判斷設備運行狀況，主要可分為以下幾種情況。第一是設備過流、過壓或溫度和運轉速度與正常狀態不符，這時則可初步推斷問題出現在測量部分。如果測量部分正常，則需要檢查外接電氣設備與主回路。第二，如果設備顯示正常，但卻無法正常發揮其控制功能，包括啟動、調速等，則可將故障處理區域確定在輸入及輸出單元上，然后檢測單元損壞狀況，從而完成故障的處理。

1.3 PLC故障

PLC 故障的檢測與處理可分為以下兩種情況。第一，如果指示燈BF 亮，則表明故障在于通訊方面，因此直接檢查通訊電纜與接口即可。如果指示燈SF 亮，則表明問題出現在系統上，多與無法找到系統讀取參數有關，進而影響了系統程序的正常運行，此時應將檢查重點放在PLC 通訊設備上。若發現連接不牢固、設備被損壞或無法正常啟動的情況，則可直接確定故障，然后加以處理。第二，在CPU 正常指示無異?，F象的情況下設備無法正常運轉，則表明問題出現在輸入、輸出單元，然后繼續檢測線路有無短路或接觸器是否正常，并加以處理。多數故障的處理都可按照特定的順序，初步檢測時必須按照圖紙中的模擬量進行測試，在發現異常現象時確定故障模塊，然后轉移到線路上，通過逐步排查最終找到故障根源[2]。

2 石油鉆井行業中電氣設備的管理、維護及維修作業優化策略

2.1 管理維護策略

2.1.1 提高對電氣設備前期安裝工作的關注度

石油鉆井作業施工中，電氣設備經常會因為布線不合理而發生故障，因此需要把控好設備安裝環節的關鍵點，從而仔細排除其中存在的隱患。以“轉盤油泵卡死，導致油泵電機燒壞”這一故障為例，將電機更換完畢后再次進行啟動很容易會出現整套設備依舊不能正常開啟運轉的問題。若經相關檢查判斷后事故無其他異常便應將PLC屏蔽層進行重復接地，如此便可以順利使設備主體恢復正常運轉。究其原因，該故障是由于油泵電機漏電導致鉆臺電位升高并對PLC通信造成干擾而引起的，其根源在于屏蔽層接地以及布線不合理。為盡可能避免該類故障，需要在電氣設備安裝環節對整體電纜走向進行合理把控，即確保動力電纜與控制電纜的走向足夠清晰，不會摻雜在一起。

2.1.2 將對于電氣設備的日常檢查工作落實到位

由于日常檢查和維護不到位而引發的電氣設備故障也同樣值得關注。鉆井作業中，泥漿泵在使用過程中經常會出現停泵，檢查后便可以確認該故障是因為泵體直流電機的葉片脫落并掉入直流電機內部，從而使碳刷架被燒壞并使電機無法正常工作出現保護跳閘而導致的。若在設備維護時做好泥漿泵電機的檢查維護便可以有效避免該類故障的發生，只要判斷風機是否存在轉動異常的問題便可以對該類故障做到及時發現，但由于人為疏忽，能夠真正按照上述標準進行設備維修養護的工作人員實則寥寥無幾。

2.1.3 做好電氣設備以及相關元件的散熱通風

首先應盡可能規范電氣設備的使用及操作規程，并通過相關主題的技術培訓教育引導設備操作人員嚴格按照規范操作，從而避免因操作不當所引發的故障。其次針對特定功能的電氣設備要定期進行檢查維護，從而保障設備性能，延長其使用壽命。上級部門應從此環節入手對石油鉆井行業中電氣設備維護管理人員的工作進行必要的監督，以督促其提高工作效率。

2.2 維修策略

2.2.1 變頻器外部故障的維修

電機損壞或線路接觸不良是大部分電氣設備外部故障最主要的原因。面對該類故障，維修人員需要通過實地測量以及分段查找才能夠最終確定故障原因。以變頻器為例，若發現變頻器無法啟動，則首先應該打開變頻器的開關并測量信號是否正常。若確定開關處的信號正常，則需要繼續對其他接線處的信號進行判斷、測量，最終需要完全變頻器的測量。若信號測量過程中發現有不正常的地方，則需要進一步往前進行測量直至鉆臺處[3]。

2.2.2 變頻器內部故障

變頻器主要由控制單元、主回路以及輸入和輸出單元組成。隨著相關技術的不斷完善，變頻器的內部保護已相對完善，因此維修人員完全可以按照顯示故障的指數參數來明確故障原因并最終排除故障。若變頻器出現欠壓、過流以及超溫等故障，但故障問題卻又不明顯，便可以認為是設備測量部分發生了故障。若變頻器顯示正常，但又不能正反轉、啟動或是調速，輸入信號同樣沒有發生異常，則可認為是輸入輸出模塊或是控制單元出現損壞。

3 結語

總而言之，為了盡可能降低電氣設備的故障率，需要配置專業維修人員，提高故障處理效率，并且人員應不斷總結經驗教訓。此外，還應制定出一些應急措施，以便在異常狀況發生時能夠得到有效控制，以免引起慌亂或延誤工期。