潜油电泵控制柜常见故障及改进措施

高峰

（大庆油田力神泵业有限公司，黑龙江 大庆 163000）

目前，潜油电泵作为我国油田开发的主要采油技术之一，对于油田开采来说极为重要。随着我国科学技术的不断发展、油田规模的不断扩大，相关生产技术也得到了一定程度的提升与加强。在这种情况下，因为潜油电泵工作压力与工作时间的增长，为潜油电泵的现场管理带来了一定困难，导致潜油电泵会出现不同程度的故障，影响后续的开采工作进行。因此，对于潜油电泵控制柜的常见故障进行梳理，明确现场管理条例，保障潜油电泵的安全、稳定运行，对于保障油田开采质量、促进开采作业的高效、稳定有着极为关键的作用。

1 潜油电泵控制柜的组成和功能

1.1 潜油电泵控制柜的组成

（1）主回路部分。潜油电泵控制柜的主回路部分由高压隔离开关、控制变压器、电流互感器以及真空接触器组成。其中高压隔离开关是控制柜电源开启关闭的主要方法，控制屏幕的检修过程也会起到很大作用；控制变压器能够将高压控制回路达到所需电压110V；电流互感器能够将一次电流转化为二次电流，方便显示与测量；真空接触器能够对潜油电泵控制柜的主回路开启或断开。（2）控制回路部分。潜油电泵控制柜的控制回路包括保护中心、转换开关、中间继电器、桥式整流电路以及启动按钮。其中保护中心（PPC）是潜油电泵控制柜的核心部分，具备展现参数、跟踪设备运行状态以及保护等重要功能；中间继电器能够支持接触器的开启断开，还能加强中心信息的信号；转换开关能够实现潜油电泵控制柜自动、停机、手动的来回切换；启动按钮控制着机组运转；桥式整流电路能够在真空接触线圈中输入直流电，并接通控制柜主回路。（3）测量显示部分。潜油电泵控制柜的测量显示部分包括电流记录仪、井下压力测量仪表以及电压表。其中电流记录仪能够对电机工作过程中产生的参数数据进行显示与记录，从而对电机的运行状况进行全过程把握；井下压力测量仪表能够对井下的压力值进行精准测量；电压表能够将潜油电泵控制柜的实时进线电压全面显示出来。

1.2 潜油电泵控制柜的功能

潜油电泵控制柜的主要功能作用，体现在对潜油电泵机组的运行状态控制上，另外，潜油电泵控制柜还能够提供欠载、过载保护，在机组出现短路或故障的第一时间就能提供保险作用，与此同时，也具备降压以及软停功能等。潜油电泵工作过程中产生的电压与电流需要利用电气仪表装置进行实时测量，相关管理人员能够通过仪表记录的参数数据了解电机的实时运行状态，从而对潜油电泵的工作效率与运作质量进行全过程分析。

2 潜油电泵控制柜常见故障及处理

潜油电泵内部结构中具备许多的关键零部件，包括软启动、保护中心、变压器以及转换开关等，这些关键零部件的故障产生原因较为多样，且具备一定的不可控因素，主要原因包括保险丝质量不好出现损坏、元器件老化以及部件线头松动等。潜油电泵控制柜的高效、稳定运行，需要在持续的送电基础上实现对电机设备电源接通情况的各环节跟踪，明确其中存在的故障因素。如果在通电过程中，元部件还是存在无法启动的问题，就代表着设备控制端或送电线路等部分出现了故障，在这种情况下就需要将设备整体线路的送电情况进行全过程检查，对故障因素进行一一排查后明确故障发生点，如果是因为元器件本身的结构出现故障，就需要及时更换元器件。

另外，潜油电泵控制柜的故障原因需要进行全面整合，编写到潜油电泵控制柜的故障手册中，手册的内容应包括常见故障出现的原因与解决方法，并对其进行总结。比如，潜油电泵控制柜在进行通电后，通常情况下，检测流程为：首先对控制柜的开关进行检查，排除行程开关的问题；对控制端子熔断器的情况进行全面排除；检查控制变压器；对设备整体线路进行检查；对保护中心的异常情况进行排查。在对以上元器件进行检测的过程结束后，就可以开始诊断流程：第一是潜油电泵控制柜开关；第二是控制端子熔断器；第三是控制变压器；第四是设备整体线路；第五是控制中心。

在潜油电泵运行过程中，人为因素的影响较大，对操作人员的技术水平和专业能力要求较高，在相关人员提高综合素质的过程中，也能保障潜油电泵的整体工作效率，确保设备的正常运行。因此，需要定期组织应急演练活动，确保操作人员能够对相关安全隐患风险点进行全面排查，利用互联网技术与继电器等设备，实现对故障点的精准定位。从实际情况来说，无法对故障进行排查的主要原因是操作人员对线路过于陌生，因此需要加强操作人员对设备的明确度与熟悉度。操作流程主要分为以下几方面：第一，对故障点的出现位置进行明确；第二，将故障点与PLC 输出模块进行串联，利用无线网络与无线模块进行对接；第三，在对接完成后编写代码，激发继电器的运行功能，利用继电器对故障点进行精准明确。

潜油电泵运行过程中，通过电流卡片的数据与状态，能够对潜油电泵的运行时间与电流变化关系进行明确反映，从而加强对潜油电泵的控制。油泵井电流卡片是管理潜油电泵的重要数据产出口，也是潜油电泵控制柜进行操作的重要依据。在正常情况下，电流卡片的表现形式为平滑的曲线。在电流卡片的使用过程中出现故障及问题，需要及时对数据进行记录，保障数据的实时性与全面性，且电流卡片在不同因素的作用下，也会导致数据发生较为明显的变化。

首先，是泵受气体干扰故障。电流卡片在油井泵受气体干扰状态下会导致原油脱气，使潜油电泵中进入大量空气，致使电流卡片的电流波动产生异常幅度，导致油井产油效率大幅降低。为了避免泵受气体干扰，就需要通过泵入口加气锚的方法，对套管气进行全面控制，也可以利用加入旋转式油气分离器的方法加强套管气控制力度，保障机组的整体沉淀度，另外，电泵井内部井液需要加入适量的破乳液，保障电流卡片能够承受一定的泵受气干扰。

其次，是电流卡片过载停机故障。潜油电泵机组运行过程中，因为电流的逐步增大，导致电流达到了额定电流值，在这种情况下，就能保障电流卡片的正常运行。但是如果出现电流增大趋势不终止、超出了额定电流的情况，那么潜油电泵机组就会因为电流过载出现停机现象。针对这种故障问题的发生，可以从以下几方面进行处理：出现因电流过载停机的第一时间需要对油井进行清理；在潜油电泵正式下泵前出砂井上提机组，并进行冲砂作业；保障清蜡工作的定期开展，并对地面管线实现阶段性热洗操作；如果故障问题过大，应对机组进行元部件的整体更换。

最后，供电电压波动故障问题。为了满足潜油电泵的功率需求，往往在出现供电电压波动的第一时间，就会带动马达电流产生上下波动。这种现象的产生原因，是出于供电线路上的大功率柱塞泵突然启动导致电压下降趋势严重。与此同时，附近出现多台抽油机井的同时工作，或遇到雷雨等极端天气时也会使电压出现较为强烈的波动。如果出现大面积断电情况，潜油电泵启动前，需要保障控制柜及其有关设备已经启动，并针对性装置避雷设备。另外，因为潜油电泵地层供液不足，也会发生抽空现象，使潜油电泵自动停止运作。这种现象的产生有可能是电泵井选用的井泵规格不符，或者是油井投入生产的一段时间后由油井供液。这时可以将油嘴缩小，或将机组设备更换为小排量规格。

3 潜油电泵井的现场处理

3.1 检查部位

对潜油电泵控制柜进行全方位检查，是油田电泵井工作事前阶段的重要内容。通常情况下，对潜油电泵控制柜运行过程中产生的震动噪音、接触器吸合的稳定程度等方面是潜油电泵控制柜检查工作的主要方面，当检查完毕后，检查结果达到标准后才能正式投入工作。在此期间，需要就电流值的测定进行着重检查，确保电流值测量能够在合理区间内，仪表量程与电流产生的误差需要在相关标准要求的可控范围内。

另外，潜油电泵变压器的维修检查需要明确以下几个关键点：第一，对油质进行检查，确保其中没有蕴含过多杂质。第二，检查油位。将油位控制在标准区间内，并对高压开关的灵敏度以及接触情况进行明确，确保开关的正常运行；第三，对放油闸以及油表的工作状态进行检查，这也是潜油电泵井口检查过程中的主要重点，其中放油阀门的开关性能情况，关乎到后续工作的开展与运行。在检查过程中如果发现了故障因素，一定要及时明确故障产生的原因与部位，从而根据原因针对性制定处理措施，保障潜油电泵的稳定运行，促进油田生产效益的科学化提高。潜油电泵的检查过程还需要对油表、放气闸等设备的完整性进行检查，确保闸门表明没有明显杂质，确保开关的灵活度与整洁度。在以上检查内容达到标准后，表明潜油电泵设备运行状态良好，如果后续运行过程出现问题就需要进行及时处理，明确故障点与风险点。

3.2 清蜡通井

潜油电泵的正常运行生产作业完成后，需要及时进行清蜡通井工作。通常情况下，清蜡通井需要在电泵井生产后的一周内组织开展，结合电泵井的实际情况与运行状态，科学制定清蜡通井的工作周期，定期组织工作开展。在清蜡通井工作过程中需要保障其工作效率，清蜡时需要保障不会出现顶钻、硬蜡、井筒拥堵等现象，保障起下的顺畅性，确保清蜡通井的顺利开展。每次清蜡工作结束后，都需要及时建立工作台账，将清蜡过程中的实际操作、作业时间等方面及时记录，如果日后出现问题能够有所依据，同时也能为以后的清蜡通井工作提供信息支持。

4 对潜油电泵控制柜的分析

（1）优化潜油电泵控制柜的内部组成。在潜油电泵实际运行过程中，潜油电泵控制柜的功能实现能够为潜油电泵提供良好的保障作用。但是因为潜油电泵控制柜内部结构存在复杂性，对其进行维修保养工作时往往需要维保人员具有较强的专业能力与操作水平，为后续的维保工作带来了一定困难。因此，在条件允许的情况下，需要使潜油电泵控制柜得保护功能维持在统一状态，加强控制柜的信息化、自动化程度，尽量减少对继电器等元件的依赖，减少故障产生因素。

（2）升级保护中心接线方式。潜油电泵控制柜内部结构中拥有许多关键零部件，这些部件的保护中心拥有十分重要的功能，其中涉及接线端子，组成结构极为复杂，需要投入大量的资源。而且，因为在进行维修更换作业过程中，潜油电泵要停机才能保障维修作业的安全稳定运行，为后续的油井开采以及相关工作产生了一定阻碍。因此，可以采取插接式代替传统的接线方式，保障拆装正确的同时还能保障维修效率与更换质量。保护中心作为潜油电泵控制柜的核心组成部分，具有较多的接线端子数，其中很多的接线端子是螺纹式接线端子，结构复杂，往往需要大量的更换时间。运用插接式方法能够保障维修的规范开展，还节省了许多的更换时间。

5 结语

综上所述，潜油电泵控制柜是电泵井的重要组成部分，对控制柜的有效管理与维修是确保电泵井安全稳定运行的主要抓手，也是保障油井高效率推进的关键工作。如果不能对潜油电泵控制柜中产生的风险进行及时排查与明确，为后续的工作也会带来许多不利影响。因此，相关操作人员需要明确潜油电泵控制柜的组成和功能、掌握潜油电泵控制柜常见故障及处理、加强潜油电泵井的现场处理质量，针对性采取有效措施，避免同一故障的反复发生。与此同时，也需要对相关制度进行优化完善，加强人员管理工作，提高操作人员的专业能力，促进油田工作的高质量、可持续推进，实现油田经济效益最大化的目的。