石油钻井系统中防爆设备的维修与管理分析

周德超

（大庆钻探工程公司钻井四公司，吉林 松原 138001）

石油资源是现代社会生产发展中应用的重要资源，对于社会工业生产有重要的影响。而钻井工艺实施是石油开采的主要工艺环节，在钻井工艺实施中，采用现代化钻井工艺系统进行生产，从而确保石油开采效率提升。但是，在石油钻井系统应用过程中，钻进电子设备或者机械设备在实际的应用过程中，经常出现爆炸问题，从而对石油钻井生产造成了严重的安全威胁。所以，在石油资源生产过程中，还应该注重对防爆设备进行合理应用，做好防爆设备的维修和管理，提升石油钻井系统的整体防护性。

1 石油钻井系统防爆设备分析

1.1 石油钻井系统防爆设备的应用分析

石油钻井系统防爆设备应用是石油钻进工艺应用中的常见工艺，对于石油资源的合理应用有关键的作用。而在石油钻井系统工作过程中，应用的现代化电气设备相对比较多，所以在钻井系统防爆实施中，也应用有不同的防爆设备。在整个防爆系统应用过程中，主要应用有密封型、防火型、正压型、隔爆型、油浸型等相关设备，以下对不同种类防爆设备进行分析：（1）密封型防爆设备主要能够对高温设备进行防护，在石油钻井系统中，高温设备在实际的应用过程中，容易产生电弧火花问题，继而在石油钻井过程中，也出现爆炸问题。而采用密封型防爆设备，能够对高温设备容易喷射火花的位置进行密封处理，提升钻井系统的应用安全性。（2）防火型防爆设备的应用。在钻井系统设备的应用过程中，电缆应用、机械装置应用都有可能造成火花或者明火问题、继而产生爆炸事故。而采用防火型防爆设备能够实现对机械火花、冲击爆炸问题预防。（3）直接防爆型设备。直接防爆型设备是指利用防爆外壳进行爆炸保护的钻井系统防爆设备。在整个防爆型设备应用过程中，能够实现对单一故障设备的爆炸隔离，从而防止发生连带爆炸故障，从而实现对爆炸的有效预防处理，确保防爆故障实施更加合理。

1.2 钻井系统防爆设备的应用等级分析

钻井系统应用过程中，由于影响因素不同，所以造成系统爆炸问题的因素也比较多，而根据钻井系统爆炸影响等级、爆炸发生概率不同也需要将防爆设备分为不同的等级。

（1）钻井系统实施钻井工艺过程中，气体爆炸问题是比较常见的问题之一，比如泥浆池区的硫化氢气体容易出现爆炸故障问题。所以，对爆炸性气体分析过程中，应该按照一定的防爆等级要求，完成对气体性爆炸预防等级进行划分。气体性爆炸的防爆等级设置为ⅡB 级。（2）在实际的钻井设备应用过程中，火花爆炸以及明火爆炸的等级相对比较高、主要原因是由于火花爆炸问题的影响比较大，很容造成火灾问题。所以，在钻井设备应用过程中，设计明火防爆设备主要为ⅡA 级。

2 石油钻井系统防爆设备故障和维修方法总结

石油钻井系统防爆设备的应用非常严格，不仅需要按照防爆需求不同使用不同类型的防爆设备，同时也要按照防爆要求设置不同的防爆等级。但是，石油钻井系统关系到整个石油资源的开采，所以在生产链条中，钻井系统需要保持长时间的作业，而在高强度、长时间的工作状态下，钻井系统以及防爆设备都会出现故障问题。而防爆设备出现故障，将会造成防爆性能降低，甚至造成安全事故。所以，在当前石油钻井系统工作过程中，应该注重对防爆设备进行故障分析和预防事故发生。

（1）隔爆间隙超差问题。石油钻井系统防爆设备应用过程中，隔爆间隙超差故障非常常见，容易造成石油钻井系统爆炸风险问题。在发生故障时，壳体与盖之间紧固螺钉已旋紧，但隔爆间隙仍超差问题。在进一步分析过程中，产生隔爆间隙故障的主要原因是由于法兰变形导致，法兰变形导致对防爆间隙的控制能力不足，箱体内的火花溢出，与外界的爆炸性气体形成爆炸事故。

石油钻井系统防爆设备应用过程中，应该注重对隔爆间隙故障的问题进行分析和解决。在实际的解决过程中，可以选择更换法兰的方法进行处理，采用新法兰装置对防爆间隙进行控制，防止火花溢出。同时，为了减小维修成本，也可以选择针对法兰变形问题进行维修，采用螺丝扳手可以完成法兰的还原，做到95%～100%的变形还原，才能够确保法兰有一定的防爆能力，提升防爆效果。

（2）引入口问题。石油钻井系统防爆设备应用还存在有引入口问题。在防爆设备的应用过程中，防爆配电箱采用钢管配线，钢管进入地坪前未进行隔离密封。出现不密封的情况，就会导致火花泄漏、气体泄漏以及火焰传播泄漏等问题，从而出现接连爆炸问题。引入口问题的安全威胁比较大，所以在石油钻井系统应用过程中，应该注重对引入口故障问题进行处理。塑料材质的压紧螺母机械强度不够，不能达到足够的拧紧力矩，并且由于环境影响，易出现老化现象，无法压紧密封圈起到密封作用是引起引入口故障的主要原因，所以在实际的引入口故障处理过程中，可以完成压紧螺母的材料更换，更换密封性更强、压紧螺母更优的机械螺母，对于压紧螺母的有效控制有非常重要的作用，也能够提升压紧螺母的控制效果。也能够减少引入口故障问题。

（3）紧固件问题。紧固件问题也是常见的防爆设备故障问题，其产生原因与间隙故障非常相似。主要原因是由于防爆装置为实施良好的紧固，从而造成了防爆间隙超差问题，继而火花或者电弧与外界可燃性气体接触爆炸问题。另外，紧固螺钉未拧紧，也容易造成耐爆强度低的问题。在进行紧固件问题处理过程中，可以采用更换紧固件的方法进行故障处理。另外，如果防爆设备的金属故障相对比较小、可以采用扳手对紧固件进行加紧处理，从而提升装置的防爆性能。

（4）接地故障问题。石油钻井系统防爆设备的故障包括接地连接件腐蚀严重的问题。由于接地连接件锈蚀严重，导致接触电阻增大，甚至虚接。电气设备发生故障后，设备外壳带电，容易发生人员触电事故。一旦产生电气火花，将导致爆炸事故。

针对接地连接件腐蚀故障应该进行良好的处理，确保其故障处理应用更加有效，也能够最大程度上提升故障处理效果。在接地故障进行综合处理过程，可以采用预防和处理两种措施。（1）进行预防过程中，主要是在接线过程中涂抹防腐蚀的保护层，提升接地线的使用寿命，同时在接地线故障预防过程中，要求接地线搭设要做好防潮处理，确保周围干燥，能够提升预防效果。（2）进行接地故障解决过程中，主要的处理方法就是更换接地线，更换新的接地线能够实现接触电阻增加，从而实现防爆故障的有效解决。

3 石油钻井系统防爆设备故障因素分析

石油钻井系统防爆设备故障直接造成了石油钻井设备的安全隐患，所以在防爆设备的应用过程中，应该注重对故障的影响因素进行分析。本文研究过程中，针对石油钻采基地的防爆设备故障问题进行了研究，在其进行故障分析过程中，针对该石油钻采基地的防爆故障进行了调研，在整个调研中发现，在全年发生128 次防爆设备故障中，有17.8%是由于电气设备隐患造成、有机械操作不当因素影响占比26.1%、维修不及时出现的故障占比为36.1%、其他故障为10%左右。以下是针对各因素进行分析：

（1）防爆设备在应用过程中，安全隐患的影响相对比较大，容易给防爆设备的应用造成一定的影响。如，在防爆设备运行过程中，设备的运行温度和湿度因素都会给设备造成一定的影响。以上述总结的问题而言，防爆设备接线故障问题，就是由于接地线受到腐蚀影响，从而形成了腐蚀问题。而腐蚀问题就是由于空气温度和湿度变化引起的。

（2）机械操作故障因素。钻井工艺实施过程，机械装置的应用以及机械操作实施非常关键。但是，由于机械操作不当，也会造成防爆故障问题。如，在实际钻井实施过程中，出现了钻井机械对防爆装置外壳造成损伤的问题，从而造成了防爆设备的故障问题。

（3）维修工作不到位问题。在石油防爆设备维修中，缺乏系统化的体系，设备维修、运行以及综合管理未形成统一的效率，部门之间未达到良好的配合，虽然各司其职，但是由于整个防爆装置和钻井系统具有整体性，如果各管理和运维环节出现脱节问题，也将会造成装置维修到位的问题，影响到实际的维修效果。另外，缺乏管理体系和相关制度，运行和维护人员在进行工作中，也存在有“形式化”问题，很多煤矿设备维护人员在进行例行工作中，对于设备维修缺乏重视，出现细微的故障缺乏快速处理机制，从而影响了故障处理效果。

（4）在防爆装置应用过程中，造成装置故障的其他因素比较也比较多。如，在装置的选择过程中，存在有防爆等级不适合钻井设备的问题，从而影响了防爆设备的应用效果。另外，防爆装置的安装工艺不到位，也容易引起故障问题。所以，在其故障处理过程中，应该注重对防爆故障进行综合分析。

4 石油钻井系统防爆设备的管理要点实施

石油钻井系统防爆设备的管理，对于石油钻井系统的综合应用有非常重要的作用，能够最大程度上提升石油钻井工艺的应用效果。而面对石油钻井系统防爆设备的故障问题，应该注重加强石油钻井系统的防爆设备管理，通过管理维护工作良好实施，提升防爆设备的应用效果。

（1）合理选择防爆设备。合理选择防爆设备能够提升防爆设备的故障预防效果，选择适合石油钻井系统的设备，能够减少环境因素、其他因素对防爆设备的影响。①在选择设备的过程中，应该按照设备的使用类型进行故障综合分析，确保故障的预防更加合理。如，在钻井系统设备的应用过程中，电缆应用、机械装置应用都有可能造成火花或者明火问题、继而产生爆炸事故。而采用防火型防爆设备能够实现对机械火花、冲击问题的爆炸问题预防。②按照防爆等级合理选择设备。当前，根据相关法律文献规定，石油钻井系统 防爆设备等级主要分为ⅡA、ⅡB、ⅡC 等，按照不同的防爆等级需求，完成对防爆工艺的有效处理，确保故障处理更加有效，也能够提升防爆故障处理效果，确保其防爆实施更加合理有效，提升防爆装置的应用效果。

（2）做好故障的维修工作。上述文章中总结了设备应用过程中，缺乏系统的维修体系，从而导致维修效果较差等问题。所以，在防爆设备故障应用过程中，应该注重对防爆故障进行综合处理分析，同时建立良好的维修体系。①做好定时维修和全面维修计划。石油钻井防爆设备的应用周期长，并且使用强度大，所以应该做好定时维修计划，定时对部分防爆设备进行故障检查，完成对细微故障的良好处理，防止故障升级。另外，维修过程中，应该建立良好的全面维修工作。不仅针对防爆设备进行故障维修，同时也针对其他电气设备故障进行维修，通过全面的维修工作，完成对故障的全面处理，防止故障出现连带效果。②采用科学合理的故障处理方法。上文总结了防爆装置应用过程中的接线腐蚀故障、防爆间隙超差故障等问题，同时也提出了故障处理的方法。按照上述故障处理方法编制科学合理的常见故障处理方案和故障处理流程，通过良好的故障处理，确保防爆装置的应用更加合理。③故障处理过程中，还应该建立良好的清理和清洁计划，保证设备的运行环境，也能够最大程度上提升防爆装置的应用效果，从而实现防爆装置的良好应用，提升设备的处理质量。

（3）防爆装置安装和使用规范制定。上述文章提出，防爆装置应用过程中，安装工艺不良、使用不良都会造成故障问题。所以，在当前防爆装置故障预防过程中，要求做好对防爆装置的安装和使用流程制度，要求使用人员按照安装和使用流程进行故障预防处理，确保故障的处理更加有效，提升故障处理效果。

5 结语

本文针对石油钻井系统防爆设备的维修与管理进行分析，文章中简要阐述石油钻井系统防爆设备的故障和影响因素，同时也提出故障处理方法和设备管理方法。希望能够对石油钻井系统防爆装置的良好应用有所帮助。