石油钻井行业中电气设备的质量管理和维护及故障消除

孙瑞峰

中海油田服务股份有限公司 天津 300459

1 主要故障的消除

1.1 变频器外部

变频器外部故障分为三种情况。第一种是无法启动，需要检测特定位置下启动开关的信号，如果正常则需检测接线处信号，然后逐步进行排查，直到变频器处。在逐步排查的过程中自然能够发现问题所在，如果完成所有配件及信号的检测仍没有发现问题，则可确定故障处于变频器内部。第二种情况是设备无法运转或运转状态较差，需测量模拟信号，如果信号显示不正常或不连续，则需要对线路和电位器做进一步检测，在检测过程中必须分段排查，以免出现检测遗漏的问题。第三种情况是设备正常，但仪表与指示灯处于异常状态，同样需按照逐步排查的方式测量输出信号[1]。

1.2 变频器内部

变频器的组成较为复杂，包括测量、输入等多个单元，但设备内部较为完整，保护措施得当，因此检测时需通过故障参数间接判断设备运行状况，主要可分为以下几种情况。第一是设备过流、过压或温度和运转速度与正常状态不符，这时则可初步推断问题出现在测量部分。如果测量部分正常，则需要检查外接电气设备与主回路。第二，如果设备显示正常，但却无法正常发挥其控制功能，包括启动、调速等，则可将故障处理区域确定在输入及输出单元上，然后检测单元损坏状况，从而完成故障的处理。

1.3 PLC故障

PLC 故障的检测与处理可分为以下两种情况。第一，如果指示灯BF 亮，则表明故障在于通讯方面，因此直接检查通讯电缆与接口即可。如果指示灯SF 亮，则表明问题出现在系统上，多与无法找到系统读取参数有关，进而影响了系统程序的正常运行，此时应将检查重点放在PLC 通讯设备上。若发现连接不牢固、设备被损坏或无法正常启动的情况，则可直接确定故障，然后加以处理。第二，在CPU 正常指示无异常现象的情况下设备无法正常运转，则表明问题出现在输入、输出单元，然后继续检测线路有无短路或接触器是否正常，并加以处理。多数故障的处理都可按照特定的顺序，初步检测时必须按照图纸中的模拟量进行测试，在发现异常现象时确定故障模块，然后转移到线路上，通过逐步排查最终找到故障根源[2]。

2 石油钻井行业中电气设备的管理、维护及维修作业优化策略

2.1 管理维护策略

2.1.1 提高对电气设备前期安装工作的关注度

石油钻井作业施工中，电气设备经常会因为布线不合理而发生故障，因此需要把控好设备安装环节的关键点，从而仔细排除其中存在的隐患。以“转盘油泵卡死，导致油泵电机烧坏”这一故障为例，将电机更换完毕后再次进行启动很容易会出现整套设备依旧不能正常开启运转的问题。若经相关检查判断后事故无其他异常便应将PLC屏蔽层进行重复接地，如此便可以顺利使设备主体恢复正常运转。究其原因，该故障是由于油泵电机漏电导致钻台电位升高并对PLC通信造成干扰而引起的，其根源在于屏蔽层接地以及布线不合理。为尽可能避免该类故障，需要在电气设备安装环节对整体电缆走向进行合理把控，即确保动力电缆与控制电缆的走向足够清晰，不会掺杂在一起。

2.1.2 将对于电气设备的日常检查工作落实到位

由于日常检查和维护不到位而引发的电气设备故障也同样值得关注。钻井作业中，泥浆泵在使用过程中经常会出现停泵，检查后便可以确认该故障是因为泵体直流电机的叶片脱落并掉入直流电机内部，从而使碳刷架被烧坏并使电机无法正常工作出现保护跳闸而导致的。若在设备维护时做好泥浆泵电机的检查维护便可以有效避免该类故障的发生，只要判断风机是否存在转动异常的问题便可以对该类故障做到及时发现，但由于人为疏忽，能够真正按照上述标准进行设备维修养护的工作人员实则寥寥无几。

2.1.3 做好电气设备以及相关元件的散热通风

首先应尽可能规范电气设备的使用及操作规程，并通过相关主题的技术培训教育引导设备操作人员严格按照规范操作，从而避免因操作不当所引发的故障。其次针对特定功能的电气设备要定期进行检查维护，从而保障设备性能，延长其使用寿命。上级部门应从此环节入手对石油钻井行业中电气设备维护管理人员的工作进行必要的监督，以督促其提高工作效率。

2.2 维修策略

2.2.1 变频器外部故障的维修

电机损坏或线路接触不良是大部分电气设备外部故障最主要的原因。面对该类故障，维修人员需要通过实地测量以及分段查找才能够最终确定故障原因。以变频器为例，若发现变频器无法启动，则首先应该打开变频器的开关并测量信号是否正常。若确定开关处的信号正常，则需要继续对其他接线处的信号进行判断、测量，最终需要完全变频器的测量。若信号测量过程中发现有不正常的地方，则需要进一步往前进行测量直至钻台处[3]。

2.2.2 变频器内部故障

变频器主要由控制单元、主回路以及输入和输出单元组成。随着相关技术的不断完善，变频器的内部保护已相对完善，因此维修人员完全可以按照显示故障的指数参数来明确故障原因并最终排除故障。若变频器出现欠压、过流以及超温等故障，但故障问题却又不明显，便可以认为是设备测量部分发生了故障。若变频器显示正常，但又不能正反转、启动或是调速，输入信号同样没有发生异常，则可认为是输入输出模块或是控制单元出现损坏。

3 结语

总而言之，为了尽可能降低电气设备的故障率，需要配置专业维修人员，提高故障处理效率，并且人员应不断总结经验教训。此外，还应制定出一些应急措施，以便在异常状况发生时能够得到有效控制，以免引起慌乱或延误工期。