WCYJW14-7-13抽油机变频控制系统故障处理

刘晓林 廖大林

（中原油田分公司采油三厂装备科 山东聊城）

一、WCYJW14-7-13型无游梁抽油机变频控制系统常见故障（表 1）

二、故障分析及处理

1.设计不合理

（1）功率储备小。初始设计时，侧重点是节能，以该型抽油机为例，电机（稀土永磁同步电机）功率为14.5 kW，动力配备仅为原游梁式抽油机的32%（游梁式抽油机功率配备是45 kW）。变频控制系统功率与电机功率相同，这种匹配在井况正常情况下，节电效果显著，最高节电率可达65%。但是当井下工况稍有变化，如结蜡、沙卡和卡泵时，则会出现频繁停机现象，特别是作业之后，若加大泵径（如将直径由38 mm加大到44 mm）和泵掛（由1500 m加深到2000 m），运行过程中即出现超负荷现象，易频繁停机，甚至烧毁变频控制系统。解决方法是将电机和变频控制系统功率增加至22 kW。

（2）柜体结构设计不合理。如井下工况变化时，配重与悬点负荷失去平衡，负荷偏重一端在运行中会出现发电现象，为防止对供电系统造成冲击，一般设计释放电阻。现场控制柜是将释放电阻、变频器及PLC放置一室，容易造成柜内高温，导致导线软化，引起短路。正确设计是将释放电阻放置在柜内最高层，且层与层之间增加一层空格，利用空气对流，确保电阻释放的热量对控制系统不产生影响。

（3）软件开发不正确。变频控制系统的芯片包含该系统控制技术的集成，若功能设计不到位，芯片与变频控制系统不兼容、规格不匹配，均会造成启动困难和功能紊乱。将正在使用的芯片取代疑似故障芯片，若控制正常，则表明芯片存在问题。

2.制造质量差

在PLC及变频控制系统中，选用的各种电气元件同样遵循木桶原理，即若某种电气元件出现短板现象或制造质量差，则运行中容易出现故障和早期损坏。如某一处焊点虚焊，某一处插座接触不良均会发生故障。又如承担电机换向的行程开关，虽然结构简单、价格便宜，但劣质行程开关质次价廉，投入使用后极易出故障，使用寿命短，直接影响变频控制系统运行。

表1 常见故障及处理方法

3.环境恶劣

抽油机变频控制系统是在野外，四季变更以及潮气、雷电等环境侵蚀，均会导致产品使用效果变差。如在使用过程中忘记关闭控制柜门，一旦雨天控制柜进水，很快会使控制系统失效。

4.技术及售后服务人员技术不熟悉

这种因素也会在变频控制系统发生，小故障时，由于乱拆乱卸使产品早期损坏。

5.维护保养不当

（1）静态管理缺失。对变频控制系统未制定或未按维护保养规程定期维护。如控制柜内排风扇和柜体之间有一滤网，当滤网堵塞时，即可造成控制柜内排气不畅，使柜内温度升高，达到一定温度时，会使控制柜内出现导线、电气元件绝缘损坏，发生短路或断路。

（2）动态管理缺失。有时井下工况发生变化（如加大抽油泵泵径、加深泵挂深度），则必须采取相应配套技术措施，方能继续运行。如根据需要进行调平衡，否则极易出现停机现象。

（3）保护装置缺失。变频控制系统具有超载、欠载、短路和断路等一系列保护功能。如电机内嵌有温度传感器，当电机超负荷运行时，电机内温度会随之升高，当温度达到设定温度时，变频控制系统即可自动动作，切断电流供给，起到保护电机作用，但是如果温度传感器未连接，该功能即丧失，有可能会烧毁电机。还有若整机未安装避雷装置，接地线未接地或接地不良，均可能造成变频控制系统遭雷击而损坏。