【摘要】近年来随着自动化技术的发展钻井设备自动化水平也逐步提高，从以前接触器控制、模拟直流技术发展为可编程控制器控制、数字化直流和变频技术，以及由通信网络、光纤、人机界面等组成的智能控制系统。钻井行业的智能化提高了钻井效率、降低了劳动强度，然而在为操作带来了方便同时增加了电气设备管理、维护以及维修的难度，提高了对井队电气工程师的能力的要求。本文就如何对石油钻井电气设备进行维护、保养及管理等问题进行探讨。
【关键词】电气设备 管理 维护 故障消除
1 合理安装使用、及时检查维护
电气设备的管理维护要做到设备安装、使用、检查、维护每一步都按标准操作。1.1 电气设备安装要按标准
安装时应合理布置电缆走向，动力电缆与控制电缆分开布线，通信电缆做好屏蔽，受力或垂直的电缆做好固定。这样就可以防止电缆被无意破坏，控制电缆、通信电缆不容易被动力电缆干扰，垂直布线的电缆不会由于重力损坏插件部分插针。钻井行业由于布线不合理而导致电气设备出现故障情况较多。
故障1：转盘油泵卡死将油泵电机烧坏，更换电机后，启动设备，发现PLC报通讯故障整套电气设备无法开启，后经检查设备一切正常，于是将PLC屏蔽层重复接地后通讯正常。此次故障是由于油泵电机漏电致使钻台电位升高，从而干扰PLC通讯，PLC报通讯故障，属于布线不合理，屏蔽层未按要求接地引起的故障。
故障2：某电动钻机起钻过程中绞车突然停转，绞车电机风机运转正常，直流接触器不吸合。经检查绞车风压信号无输出，控制电缆插接件中风压信号插针退出不接触，插针推入后正常。此次故障由于控制电缆未固定，生产过程中电缆受力将插件中的插针拽出引起。属于电缆未按标准安装固定到位引起故障。
1.2 电气设备检查要仔细认真，不能漏项缺项
电气设备的维护要及时，不能超保漏保。钻井队由于检查维护不及时而导致电气设备出现故障情况屡有发生。
例1：某钻井队泥浆泵在使用中突然泵冲下降，经检查为一个直流电机风机叶片脱落掉入直流电机内，导致碳刷架烧坏，引起电机不能正常工作。该直流电动机检查不及时，没有发现风机运转的异常情况。
例2：某钻井队冬天晚上两点转盘突然停止转动，变频器不能启动，无风压反馈信号，经检查风机进风口被霜堵死风量减小风压开关不能工作。
1.3 作好电气设备及元件的散热工作
电气设备要避免过热，保证散热良好，可以在很大程度上减少电气事故的发生。就钻井队电气设备，保证电控房空调工作正常，控制柜内风机正常，电机风机正常。设备进排风口不能被遮盖应保持畅通，水冷电磁刹车保证使用时不停水，风冷电磁刹车不停风。避免其它设备排出的热气直吹电气设备。夏天如电气设备温度过高可搭遮阳棚，加风机强制散热。
例1：某钻井队钻进过程中ABB变频器经常报IGBT损坏故障，复位后可正常工作，经分析IGBT非实质性损坏，怀疑为散热不好，，拆开变频器检查发现变频器内部灰尘污垢较多，用干净气管线吹扫后启动变频器一切正常。由于灰尘污垢，IGBT温度高载流子工作不正常导致。
2 处理故障三思而后行
加强电气设备的管理维护，能够减少设备故障率，但不能杜绝电气设备故障的发生。当电气设备出现故障时不能盲目维修，要弄清楚，想明白再修理，不然会将故障扩大化，为后期修理带来了不便。
现在电气设备进入数字化时代，虽然为我们提供了丰富的人机界面和操作窗口，但由于自动化系统都使用PLC，由于PLC采用通讯和内部处理各种逻辑与模拟信号，没有接触器和模拟电路时那么直观，出现问题时往往让人无从下手，致使现场人员通过该变参数、改变设置来解决问题，从而使问题复杂化。其实自动化设备上提供的人机界面对于终端用户来说是用来观察设备运转情况和设备状态的，此类电气设备在设备出厂之前各种参数都已经调试好了，若非特殊情况不需改变参数。如某钻井队ABB变频器不报故障也启动不了，现场人员以为参数或程序有问题，于是改来改去也未解决问题，后来才发现钻台急停按钮被按下。再比如某钻井队西门子6RE71变频器报故障F002，直流母线电压低，现场人员认为整流部分有问题，在调参数过程中不小心把整流部分恢复了工厂设置，后来才发现是断路器没有合闸，但此时已经晚了，由于参数没有备份，售后维修人员费尽周折才将参数设置完毕。
2.1 变频器外部故障
钻井队电气设备的外部故障一般都是由于线路接触不良或电机损坏造成的，所以要查找这类原因就要实时测量、分段查找。如图1的西门子6RE71变频器接线图，变频器中只有X1：1-X1：5五个端子的数字量输入，X1：9-X1：12的两对模拟量输入和若干输出信号。
（1）如果变频器不能够启动，先将变频器的启动开关打到相应位置实时测量X1：1-X1：5相应的信号是否正常，如果正常往后面检查X10的相应接线处的信号直至变频器处，如果不正常就往前段测量直至司钻台处。这样就会查到问题所在，如果都正常则说明是变频器内部故障。（2）如果变频器能够起动不能运转或运转情况与以前有差别，则需实时测量X1：9-X1：12的模拟信号是否正常、连续。如不正常则需分段检查线路和电位器。（3）如果变频器使用正常，输出的显示仪表和指示灯不正常，按照前两条的方法测量输出信号即可。
图2？PLC输入输出接线图
（2）如果PLC的CPU指示正常，但设备不能运转这就需要检查数字量输入输出部分。如图2，如果设备不能运转看相关的输入量处指示灯是否正常，以转盘风压为例，如果DI3指示灯亮说明风压正常，如指示灯不亮或亮度比其他暗则需测量X2/2是否有24VDC，若没有24VDC检查外部线路、若有24VDC则怀疑输入点DI3损坏。数字量输出同输入一样，以转盘风机不能启动为例，如果影响转盘风机的输入点输入正常，而风机不能够运转，首先检查输出指示灯D026是否正常，若指示灯亮说明外部线路开路或接触器存在故障。若指示灯发暗（亮度与其他不同）或不亮说明外部线路存在短路或输出点DO26损坏。
当变频器或PLC等电气设备出现问题以后，不能盲目处理。首先参照图纸测量外部线路给定的模拟量，数字量是否正常，如果正常参数中显示不正常说明输入输出模块有问题了，如果输入不正常那就是外部线路的问题，分段查找故障源。通过这种方法可以解决绝大部分故障（因为PLC变频器等数字化设备自我保护能力很强，一般自身不会出现问题几率比较小）。其次如果变频器内部出现问题，一定要记清故障代码和故障现象，如果有条件先将参数备份后再维修。
轻易不要通过改变参数、屏蔽故障来解决问题。
作者简介
韩俊，中原塔里木钻井公司装备资产科，工程师，生于1974年，1997年毕业于西北轻工业学院电气自动化专业，现从事设备管理工作。
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