钻井电气设备安全使用与故障分析

刘荣华

摘 要：随着我国陆地、沙漠及海上油田的不断开发，油气勘探开发技术的不断提高，定向井、超深井、众式井、多目地层井等与日俱增，都对钻机装备提出了更高的要求。在这种背景下，电动钻机以其功率大、传动损耗小、控制灵活、简捷、便于搬迁和安装等机械驱动钻机无法比拟的特点，成为国内外各油田钻井公司钻机更新换代中的主流产品。

关键词：电气设备故障分析;安全

在半电动及全电动钻机给钻井工作带来众多方便时，一个新的问题摆在了许多电气师的面前：维护工作开始加大以及不安全因素增多。设备故障是如何产生原因是多方面的。笔者结合现场实际情况总结了以下三方面存在的原因：

一是设备本身质量问题;二是设备长时使用自然形成的后期问题;三是维护不力导致的问题。

第一个原因发生率仅为10%， 主要是电气设备在出厂前已经过多道严格的质检，大部分问题都出在长途运输过程中，车辆的颠簸造成某些结构件散开及螺丝松动等现象的发生。如景宏顶驱在刚开始投运时突然出现报警，经检查发现是端子上的短接插片松动所致。第二个原因占5%，主要是设备的电寿命到了极限造成的故障，如整定值变小、开关行程变化、弹簧失效等。如断路器在经多次跳闸后原定的整定值已偏小;橡套电缆长期使用后保护层老化出现龟裂等现象。而第三个原因约占80%左右，其主要表现在：操作不当、安装不规范、保养不及时等等。

1 电气接地部分的维护

钻井现场电气设备的金属外壳均采用保护接地，所用的接地极长度大多用1.5- -2.0米左右的实心铜棒或镀铜铁棒，接地线采用25 mm2的多股铜芯线。这主要是考虑到钻井工作的一些实际情况如经常搬家，在拆除时能方便的取出。而电气师在日常维护时只是看看接地线与接地极是否发生松动而已。为此，笔者认为接地线的安装质量不仅直接关系到设备的正常运转，而且还关系到人的生命安全。从以往的安全事故中我们可以看到，因接地不良发生的人身触电事故时有发生，所以我们要认真吸取经验和教训，在平时维护中要严格按照电气操作规程去执行。如某队在一次搬家过程中电气师提前将卡特发电机的地线拆除，造成卡特报故障仅排查就用了近三个小时。在接地极长度无法满足时，应多加接地极组并按检查周期，对接地极测量接地电阻使其阻值保持在不大于4欧，接地线应采用25mm2及以上的多股铜芯线，在接地方式上目前科威特公司制定的9+1方式能很好的满足现场接地的要求。

2 照明部分的维护

现场所用照明灯具均为150 - -400的金属卤化物灯。笔者发现在使用一段时间后总有部分灯不亮。经查不外乎是四个方面的原因：一是灯内元件到使用寿命而损坏;二是科威特进入雨季后部分接线盒或插头由于密封不严或老化导致短路：三是由于在钻进作业时并架出现的晃动使灯与灯座松脱;四是有些灯具后的电缆较长而随意放置，在搬家交叉作业中被重物挤压使电缆受损，这些都是造成灯具不亮的原因。笔者认为对这些问题除元件电寿命到期损坏外其余的问题是完全可以避免的： -是对灯具上的防爆插头及接线盒进线口要密封，以免雨水进入造成短路;二是在更换新灯泡时一定要将灯座内的防松卡子卡紧，防止在井架晃动时灯头从灯座里脱出;三是对较长电缆应盘起来，尽量放在井架的内侧并加以固定以免受到挤压;四是在检查中要注意灯具的橡皮电缆有无龟裂发生，确保灯具的安全使用。

3 电动机部分的维护

在钻井作业现场，电器设备中电动机占了主导地位，而电动机一旦发生故障造成的影响就会很大。有次搬家时，在拆去了部分设备后还需要启动压风机，此时将面板上的转换开关不管置于远控还是近控均不能实现电机的启动。一-开始怀疑PLC出现故障，但随着排故的深入，才发现是因软启动柜上除压风机外其他控制电机的控缆均已拆除，使PLC控制指令无法输入造成故障的发生，随后将该柜端子排上6-8，14-16，18-20三个端子短接后故障排除，此时时间已过去两个多小时。通过这一问题可看出在电气设备发生的问题中有许多属于人为故障，这就要求我们要熟练掌握电气控制原理，同时对其控制回路加强学习牢记一些关键线号， 对突发问题能做到不慌不乱、心中有数、快速解决问题，在平时的维护工作中对电机本身运转情况要密切关注，对转盘及绞车，泥桨泵风机等特殊用途的电动机要及时清扫滤网，上面的异物，避免风道受堵造成风机发热高温抱轴等问题，使电机安全平稳运行。

4 电控房内的维护

电控房属子密闭的房体结构，不会直接受到外界干扰，但这并不说明是万无一失的。电控房一般都和发电机房贴边在一起承受振动，加上配电柜内大型断路器、接触器在吸合、释放时产生的振动也很大，造成接线端子松动，导线连接处脱落，信号丢失使设备不能正常运转。有次电源开关柜内一断路器进线端A相导线松动，使该断路器的A相直接烧坏。笔者通过观察发现要避免这种现象的发生，就要定期对电控房各柜内元件的接线进行仔细检查，对出现松动的部位及时紧固;定期检查房内是否有水汽、凝露、发霉等现象;对柜内卫生要及时清扫，当灰尘聚集在母线排上过多就会出现吸潮，从而产生所谓的爬电现象，PLC柜以前出现过RL09，RL10继电器因内部积灰致使几个整流柜的断路器无法合闸的故障。当插头座的插针间积尘过多会造成信号的串通或短路;在晶闸管散热座上若积尘太多会影响散热效果，最终导致晶闸管损坏;检查时注意柜内有无异味以免各开关元件在使用过程中温度是否超高等。

5 现场临时接线的维护

在钻井现场接临时线的工作不是太多但是很关键，如何保证它的安全正常使用，部分电气师认为只要接头接好，绝缘恢复良好即可。从电气接线来讲上述已达到基本要求，但还有了一个重要问题，那就是连接导线的机械强度是否达到要求。大家知道在现场所接的临时电缆经常会出现拖拉、移动。势必造成接头松动以政出现接触不良而打火，严重的还会使导体外漏造成人身触电事故。在此笔者认为在按头做完后，必须保证接头部位的抗拉强度，使接头部位不承受外拉力，并将接头垫离处理。在现所市置临时电缆时尽量使电缆沿墙角、边沿或架空数设，在雷雨季节增加巡检确保安全用电。

6 搬迁时拆装工作的维护

笔者接触过一些同行，大家在聊到工作时都谈到一个共性的话题，就是在每次搬家后，各种想不到的故障都出现了，本来在搬家期问各种工作就多，结果因为那些故障的出现使自己忙的苦不堪言。为什么搬家前设备都能正常运转而搬家后会出现这样那样的故障，我想问题大致出现在以下几个方面：一是拆除电缆时随意拖拉导致电缆绝缘受损以及插头落进水里;二是多人一起拉电缆时图方便用手抓插头使劲拽，造成缆芯与插针脱离引起开路故障;三是安装时插错位置，使部分设备无电;四是在拆除较长电缆时没很好的固定而被重物挤压，从而出现漏电或短路。找到故障是如何产生后，就有针对性的去预防、排除。

结束语：综上所述，现场产生的各类电气问题人为因素占较大比例。在我们了解了这些故障及不安全因素产生原因后，就会对症下药。这样劳动强度就会大大降低，更有效地促进安全生产工作。

参考文献：

[1]杜南. 石油钻井行业中电气设备的管理维护及故障排除分析[J]. 化工管理， 2017， 000（001）：150-150.

[2]苑秀勇. 鉆井电气设备故障分析和安全运行保障措施[J]. 科学与财富， 2020， 000（006）：215.

（中原石油工程有限公司钻井二公司，河南 濮阳 457001）