钻井现场电气设备常见故障诊断与排除探讨

谢毓刚

摘要：伴随社会经济飞速发展，人们对于油气需求量逐渐增大，对油气勘探也加快深入，伴随科学技术快速发展钻井设备也在快速的优化中，在钻井设备快速实现机电一体化发展的过程中，钻井现场电气设备属于其中的一个重要部分。本文将就钻井现场电气设备常见故障与排除进行相关探讨，以期为钻井设备向自动化方向发展起到一定促进作用。

关键词：钻井现场;电气设备;常见故障;诊断;排除

引言

在钻井现场，由于电气设备类型较多，产生故障的类型也各不相同，并且造成故障的原因往往比较复杂，这种情况下就需要对电气设备故障进行及时的诊断和排除，从而避免影响工程的进度，准确的诊断排除设备故障需要工作人员的专业素质为基础，通过准确的诊断方式快速高效的诊断出设备问题并准确定位，通过合理的方法进行检修，只有这样才能从源头上保障钻井设备的安全运行，保障工程的有序进行，推动企业的发展。

1 钻井电气设备常见故障产生的原因

1.1 设备故障

在钻井电气设备故障中，最为常见的问题之一是设备自身的老化故障。首先，电气设备工作的稳定性及其所发挥的性能与产品本身所使用的电器元件有直接的关系。因为这些电器元件随着使用年限的不断加长，特别是接近其使用寿命后期时故障率会逐渐增加。其次，随着钻井技术不断进步，原有电器设备性能已经不能满足钻井生产要求，部分元件常常处于超负荷工作状态，从而增加了设备故障率。第三，钻井生产现场恶劣的工作环境，如震动、潮湿、灰尘等，也使得电气故障增加。

1.2 人为故障

一是电气工程师缺乏。随着钻井规模的不断扩大，钻井队所聘用的技术人员越来越多，但多为地质、钻井、泥漿等人员，电气工程师少而又少，多为兼职人员。这些兼职人员并没有经过专门的电气设备专业知识培训，对电气设备一知半解，不能及时有效地诊断并排除故障，增加了设备隐患。

二是现场人员违章操作。现场工作人员责任意识不强，安全意识薄弱，认为是公家的设备没有必要十分爱惜，只要不出现大故障就不会有什么问题，得过且过，不按操作规程进行维护保养和操作，麻痹大意，使得电气设备带病工作，增加事故隐患。

三是现场管理能力欠缺。钻井现场的管理人员能力参差不齐，管理工作不到位，对于设备的安装、调试、维护达不到应有的标准，导致设备不能正常使用或损坏。

2 钻井电气设备的常见故障排除方法

2.1 观察法

诊断电气设备故障常用的方法是直接观察法，通过观察设备表面，触碰出现故障的地方，听机械的声音以及嗅异味等方法来判断电器设备故障产生的原因。①问现场操作人员：设备有无出现打火现象，故障出现之前有什么特殊现象，上一次维修的具体内容，故障出现时是否有异味、是否漏水等。②对常见问题进行初步检查，确定是否电路出现问题，如出现短路、断路，螺丝松动、保险丝断掉等，以及判断元件是否老化。③排除故障法：根据设备的工作状态及其发出的声音、压力和释放的气味等，判断可能出现的故障。④排除故障后，要继续观察电气设备，检查设备是否正常工作，有什么特殊现象出现，并根据设备原理图对设备的温度和气密性等因素进行检查。

2.2 仪器检查法

通过精密的仪器对设备进行检查，不仅提高了维修工作效率，还能够精确地判断故障所在位置。仪器检查法主要有电阻测试法、电压测试法、电流测试法、仪器测试法、常规检查法、更换原配件法、直接检查法、逐步排除法、调整参数法、原理分析法等，这里重点介绍电阻测试法、电压测试法和电流测试法。

2.2.1 电阻测试法

电阻测试法是一种常用的测量方法。通常是指利用万用表的电阻挡，测量电机、线路、触头等是否符合使用标准值以及是否通断的一种方法，或用兆欧表测量相与相、相与地之间的绝缘电阻等。测量时，注意选择所使用的量程与校对表的准确性，一般使用电阻法测量时通常做法是先选用低挡，同时要注意被测线路是否有回路，并严禁带电测量。

1）电机检测：检测电机时，打开接线盒，将电机断开电机接线;测量电机UV、UW、VW 接线柱之间电阻，各项电阻应相近;测量电机接线柱U、V、W 与外壳的绝缘电阻值，绝缘值应大于5兆欧;根据测量结果可判断电机是否存在故障。2）发电机二极管检测：拆开发电机护罩、将二极管从旋转整流器上拆下;用万用表电阻挡正向测量二极管，电阻值应为几十欧至几百欧;用万用表二极管挡反向测量二极管，电阻值应为无穷大;根据测量结果可判断电机是否存在故障。3）晶闸管检测：拆卸整流柜附件，将晶闸管从整流模块上拆下;用万用表最大电阻挡检测单向闸管阳极（A）、阴极（K）两个引脚之间的正、反向电阻，此时电阻值应无穷大;用万用表电阻挡检测晶闸管阳极（A）、控制极（G）两个引脚之间的正、反向电阻的阻值，应无穷大;用万用表电阻挡检测晶闸管管、阴极（K）、控制极（G）两个引脚之间的正向电阻的阻值应远小于反向电阻;根据测量结果可判断电机是否存在故障。

2.2.2 电压测试法

电压测试法是指利用万用表相应的电压挡，测量电路中电压值的一种方法。通常测量时，有时测量电源、负载的电压，有时也测量开路电压，以判断线路是否正常。测量时应注意表的挡位，选择合适的量程，一般测量未知交流或开路电压时通常选用电压的最高挡，以确保不至于在高电压低量程下进行操作，以免把表损坏;测量直流时，要注意正负极性。

2.2.3 电流测试法

电流测试法是测量线路中的电流是否符合正常值，以判断故障原因的一种方法。对弱电回路，常采用将电流表或万用表电流挡串接在电路中进行测量;对强电回路，常采用钳形电流表检测。具体方法：三相电机共有3根电源线，使用钳形电流表的钳口套住1相电机电源线;查看电机额定电流，选择大于额定电流1挡的挡位;启动电机，观察电机启动电流，启动电流为额定电流的3-5倍，电流稳定后观察电流值，应等于或小于额定电流;使用钳形电流表的钳口依次套住另外2相电机电源线检测电流;根据测量结果可判断电机是否存在故障或电机是否过载运行。

3 结语

综上所述，在钻井工程的进程中，电气设备作为主要的工作内容直接影响到钻井的效率和质量，随着钻井工作的不断深入和扩大，钻井设备的故障问题也尤为凸显，这就需要作为工作人员不断的磨练自己的技术，学习多种钻井设备故障的诊断维修方法，真正的为钻井工作提供良好的助力。

参考文献：

[1]钻井现场电气设备常见故障诊断与排除探讨[J]. 陈天志.石化技术.2017（02）.

[2]石油钻采机械设备常见故障及防治措施分析[J]. 张蕊胜.中国新技术新产品.2016（03）.

[3]钻井现场电气设备常见故障诊断与排除探讨[J]. 林问轩.化工管理.2015（12）.

（作者单位：中石化西南石油工程有限公司重庆钻井分公司）