70DB電動(dòng)鉆機(jī)電控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)使用分析

國(guó)偉

（中石化勝利油田渤海鉆井總公司埃及70194隊(duì)，山東 東營(yíng) 257200）

整個(gè)控制系統(tǒng)共有4個(gè)發(fā)電機(jī)控制柜(GC)，1個(gè)發(fā)電機(jī)控制電池柜 (GCP)，2個(gè)控制單元柜（CU），1個(gè)翻排柜(PL)，1個(gè)PLC柜(PC)，5個(gè)軟啟動(dòng)柜(SS)，2個(gè)電源柜(PB),3個(gè)供電柜(PS),3個(gè)整流柜(RU)，2個(gè)制動(dòng)單元柜(BU)和6個(gè)逆變柜，其中6個(gè)逆變柜“一對(duì)一”驅(qū)動(dòng)6臺(tái)交流變頻主電機(jī)，分別是絞車A，絞車B，轉(zhuǎn)盤和1、2、3號(hào)泥漿泵。絞車采用能耗制動(dòng)的制動(dòng)方式。

一、出現(xiàn)過(guò)的主要問(wèn)題及解決方法。

我們隊(duì)的鉆機(jī)自2008年1月在埃及投入使用后，電控系統(tǒng)也確實(shí)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，并得到了解決?，F(xiàn)將出現(xiàn)過(guò)的主要問(wèn)題及解決方法列舉如下：

1.絞車A、絞車B和轉(zhuǎn)盤在運(yùn)行過(guò)程中有時(shí)會(huì)自動(dòng)停。

常見(jiàn)原因：絞車或轉(zhuǎn)盤的編碼器損壞；編碼器聯(lián)軸節(jié)斷裂；控制線的屏蔽不好造成干擾；風(fēng)機(jī)或潤(rùn)滑泵跳閘。

解決方法：若電機(jī)顯示有轉(zhuǎn)矩?zé)o轉(zhuǎn)速，則說(shuō)明編碼器損壞，更換編碼器，故障代碼通常顯示F07902；若AOP30面板上報(bào)變頻器相關(guān)故障，如F31100,F31131，F(xiàn)30887,F30885等，則是編碼器控制線的屏蔽不好受干擾導(dǎo)致，那么檢查編碼器航空插接件的屏蔽線連接和VFD房端接線室的接地線導(dǎo)電性是否良好，做好接地抗干擾工作，從而將感應(yīng)電釋放出去，一般故障會(huì)消失；若是風(fēng)機(jī)和潤(rùn)滑泵跳閘導(dǎo)致，那么連接電機(jī)的線路有短路接地的情況，查到短路點(diǎn)，重新接線做好絕緣工作，輔助電機(jī)正常啟動(dòng)后主電機(jī)自鎖保護(hù)消失。

2.搬家后，CU320有時(shí)會(huì)報(bào)故障無(wú)法正常啟動(dòng)或逆變柜內(nèi)的風(fēng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。

常見(jiàn)原因：6個(gè)逆變柜內(nèi)所需電源是由柜內(nèi)下端的電源母排提供的，能夠提供600V,380V,220V,24V四種電源，而柜與柜之間的母排則是由插接件連接的，所以由于搬家途中顛簸厲害，容易把插接件顛掉或顛松，導(dǎo)致有的逆變柜無(wú)法送上電。

解決方法：打開(kāi)相應(yīng)的逆變柜，查看插接件，將插接件插牢固并固定好故障消失。

3.整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行，CPU顯示外部故障，系統(tǒng)故障，通訊故障。

常見(jiàn)原因：profibus通訊總線插頭松動(dòng)；相關(guān)模塊損壞；房端接線室的接地端導(dǎo)電性不良，使profibus通訊總線受到感應(yīng)電干擾。故障代碼通常顯示F01910。

解決方法：首先檢查接地線端子的地線是否缺水，地線蹶子埋的深度和做地線用的電纜電阻是否合適。若不合適，重新鋪設(shè)接地線。其次，檢查profibus通訊總線的插頭是否松動(dòng)，若松動(dòng)，固定好即可；如果故障依然存在，則檢查PLC系統(tǒng)中的各非冗余模塊是否損壞，若損害，更換相應(yīng)模塊，系統(tǒng)即恢復(fù)正常。我們隊(duì)的I/O模塊SM322損壞過(guò)一次，導(dǎo)致系統(tǒng)停止運(yùn)行，檢查出來(lái)更換后故障消失。

4.整個(gè)電控系統(tǒng)停止運(yùn)行，CPU顯示外部故障，系統(tǒng)故障，同時(shí)PC柜內(nèi)給通訊模塊提供24V電源的SITOP電源亮黃燈，顯示過(guò)載。

常見(jiàn)原因：SITOP電源壞；該SITOP電源所帶負(fù)載里有短路或接地的情況發(fā)生。

解決方法：首先單獨(dú)取下該SITOP電源，輸入220V電壓，測(cè)量輸出是否正常，若不正常更換即可；若電源模塊正常，則根據(jù)圖紙分別測(cè)量該電源的負(fù)載里究竟是哪一路或哪幾路有短路或接地的情況發(fā)生，一般情況會(huì)是相應(yīng)負(fù)載的外部線路有損壞接地或插頭松動(dòng)搭線導(dǎo)致的，重新接線或做好接頭故障消失。

5.VFD的空調(diào)不運(yùn)行或制冷效果不理想導(dǎo)致室內(nèi)溫度過(guò)高。

常見(jiàn)原因：由于地處風(fēng)沙大的埃及戈壁，空調(diào)外機(jī)風(fēng)扇馬達(dá)密封不是很好易進(jìn)沙子，致使電機(jī)堵轉(zhuǎn)溫度過(guò)高燒壞；空調(diào)缺氟利昂或漏氟里昂，導(dǎo)致壓力開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，主繼電器不吸合，壓縮機(jī)不運(yùn)行。

解決方法：定期檢查空調(diào)外機(jī)風(fēng)扇馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)是否自如，若有阻礙現(xiàn)象，立即取出檢修；用壓力表檢測(cè)壓縮機(jī)是否缺氟利昂，若氟利昂不夠，首先充一下試試，看有沒(méi)有漏氟的現(xiàn)象，如果有，檢查出來(lái)焊接充氟即可，如果沒(méi)有，直接給壓縮機(jī)充氟，壓力控制到70PSI。

6.發(fā)電機(jī)不好并車。

常見(jiàn)原因：出廠時(shí)未加載試驗(yàn)，或試驗(yàn)負(fù)荷小

解決方法：不好并車時(shí)，卸掉部分負(fù)荷再并車，或耐心等待一段時(shí)間。

7.B絞車的逆變柜的保險(xiǎn)絲燒壞。

常見(jiàn)原因：該逆變柜的L37空氣開(kāi)關(guān)的預(yù)充電結(jié)構(gòu)部分不是很可靠，重新合閘之后，把手柄打到“I”位后，電機(jī)上電，手柄在自動(dòng)彈到“AUTO”位的過(guò)程中，有時(shí)候L37無(wú)法很好的控制峰值電流，導(dǎo)致保險(xiǎn)絲燒壞。故障代碼通常為F30027。

解決方法：搬家以及平時(shí)，不需要檢修B絞車逆變柜的時(shí)候盡量不拉閘，第一次成功上電后L37始終保持在“AUTO”位，一旦保險(xiǎn)絲燒壞，及時(shí)更換型號(hào)相符的保險(xiǎn)絲。

8.觸摸屏上的游車高度不顯示。

常見(jiàn)原因：滾筒編碼器損壞；滾筒編碼器聯(lián)軸節(jié)斷裂；FM350計(jì)數(shù)器模塊損壞；程序有誤，無(wú)輸入值。

解決方法：檢查滾筒編碼器以及聯(lián)軸節(jié)，若損壞更換；檢查FM350計(jì)數(shù)器模塊，若滾筒轉(zhuǎn)起來(lái)后，模塊沒(méi)有輸入顯示，綠燈不閃爍，說(shuō)明模塊損壞，更換即可；若硬件沒(méi)有問(wèn)題，則考慮是程序有誤，需要更改游車高度程序塊的輸入?yún)?shù)。

9.三臺(tái)泥漿泵的泵沖累計(jì)在觸摸屏上顯示不準(zhǔn)確或不顯示。

常見(jiàn)原因：泵沖傳感器無(wú)電壓輸入或輸入電壓低；泵沖傳感器損壞；泵沖傳感器的安裝位置不適當(dāng)。

解決方法：測(cè)量泵沖傳感器的輸入電壓是否為24V，若電壓不正常，一般是泵沖控制線有斷點(diǎn)，找出來(lái)重新連接即可；若輸入電壓正常，接通電源后查看泵沖傳感器里的紅色指示燈是否亮，如果不亮說(shuō)明已壞需要更換；如果指示燈也亮，那么調(diào)整泵沖傳感器在泵體的安裝位置，若指示燈在某一位置閃爍，則說(shuō)明泵沖傳感器已正常計(jì)數(shù)了，若在任何位置都不閃爍，說(shuō)明該泵沖傳感器損壞，需要更換。

二、電控系統(tǒng)日常維護(hù)

任何設(shè)備實(shí)際最重要也是首要的是維護(hù)，如果設(shè)備維護(hù)好了，不但有利于正常生產(chǎn)而且節(jié)省人力物力。所以針對(duì)我隊(duì)的電控系統(tǒng)，我們的維護(hù)方法如下：

1.首先嚴(yán)格控制VFD房的室溫和濕度。根據(jù)井上工況來(lái)調(diào)整室內(nèi)溫度，例如當(dāng)負(fù)荷較輕時(shí)，我們將空調(diào)的上限設(shè)定到22度左右，當(dāng)負(fù)荷較重時(shí)，則調(diào)到16度左右，原則上始終要保持室溫涼爽。另外，為了控制室內(nèi)溫度濕度，嚴(yán)禁相關(guān)人員出入不關(guān)室門。2.保持室內(nèi)清潔。我隊(duì)買了吸塵器，每個(gè)小班司機(jī)，在下班前都要清掃室內(nèi)衛(wèi)生，始終保持室內(nèi)無(wú)塵土。3.電氣師定期打掃柜體內(nèi)衛(wèi)生，用小毛刷子輕輕的將電氣原件或模塊的落塵清掃掉，防止靜電對(duì)原件的干擾甚至是損壞。4.每次做控制線的插頭插件時(shí)，一定要把屏蔽層連接好，防止因?yàn)槠帘尾缓茫袘?yīng)電傳倒不出去而損壞器件。5.重視做好接地線。電動(dòng)設(shè)備很多誤報(bào)警和故障的發(fā)生都是因?yàn)榻拥鼐€的導(dǎo)電性不好造成的，尤其在地層導(dǎo)電性不好的沙漠戈壁更是如此，所以我們每次搬家后首先要做好的就是把地線接好，選取合適的位置挖深坑，把2根銅線蹶子砸進(jìn)去1.5米以上后再用一股短粗的電線串接起來(lái)，如果地表比較硬，用充氣鉆打坑會(huì)比較方便，然后把房端接線室的接地線端與地線蹶子之間用粗電纜連接，如果條件允許盡可能用截面積比較大的電纜或多股電纜，電阻越小越好。要始終保持埋地線的坑里有水，并且可以往水里加些食用鹽，以利于地層的導(dǎo)電性。6.每次搬家前，都要將拆下來(lái)的各個(gè)控制線的線頭包好，防止進(jìn)水受潮損壞，尤其要將編碼器的航空插接頭固定在適當(dāng)位置，防止磕碰。7.安裝時(shí)，所有控制線的插接件都要小心得對(duì)準(zhǔn)線號(hào)插接，防止插頭受損彎曲或折斷。8.空調(diào)的外機(jī)散熱片要定期用氣管線吹，清理糊在上面的塵土，以利于空調(diào)制冷散熱。9.每天早中晚嚴(yán)格執(zhí)行崗位巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備與正常運(yùn)行時(shí)的異?，F(xiàn)象或報(bào)警提示，并抓緊時(shí)間排查解決故障點(diǎn)。10.當(dāng)任何一個(gè)絞車編碼器有問(wèn)題導(dǎo)致停轉(zhuǎn)時(shí)，如果負(fù)荷允許，在檢修的同時(shí)可以暫時(shí)用一臺(tái)絞車，但必須把另一臺(tái)掛到空檔位，防止齒輪不同步磨損輪齒。11.安裝過(guò)程中，絞車和轉(zhuǎn)盤的編碼器控制線的航空插接件接好后，外面要用塑料布纏好，再用膠帶綁緊，然后固定到適當(dāng)?shù)奈恢茫@樣可以避免潮濕的堿性空氣腐蝕插接件。12.嚴(yán)格要求班里的埃及勞工，在平時(shí)搞衛(wèi)生時(shí)，不準(zhǔn)用水槍沖電機(jī)、編碼器及接線盒，必須要清理的話，只能用抹布。雖然設(shè)備電路是防爆的，但是為了安全起見(jiàn)，盡可能做到萬(wàn)無(wú)一失。13.絞車的電機(jī)潤(rùn)滑泵有兩個(gè)，定期輪流使用，防止因?yàn)殚L(zhǎng)期不用而生銹老化。14.對(duì)于雙冗余結(jié)構(gòu)，如果在兩路都沒(méi)問(wèn)題的前提下，可以根據(jù)井上的實(shí)際情況把兩路倒替著用，以免某一路因長(zhǎng)期不用通訊模塊受潮。15.電氣師或機(jī)房人員，在給系統(tǒng)上電或其他操作時(shí)，嚴(yán)格按照操作順序和操作要求執(zhí)行，不能隨意操作。16.搬家過(guò)程中，一定要保持VFD房?jī)?nèi)無(wú)雜物，例如電瓶和滅火器等物品不準(zhǔn)放到室內(nèi)，防止在搬家途中由于顛簸，雜物碰撞柜體或化學(xué)品污染電子器件。

三、配套改進(jìn)的建議

針對(duì)我們隊(duì)的這套設(shè)備來(lái)說(shuō)，我覺(jué)得有以下幾點(diǎn)可以改進(jìn):

1.CU320的電源是由直接從變壓器輸出的的400V電壓取一相，經(jīng)過(guò)兩個(gè)斷路器，再輸入SITOP電源把220V變成24V的，所以并不是經(jīng)過(guò)UPS供電的，因此每次倒發(fā)電機(jī)的時(shí)候，CU320都要重啟一次，在試油階段有時(shí)候倒車比較頻繁，CU320重啟次數(shù)多了，我認(rèn)為應(yīng)該會(huì)降低其使用壽命。因此如果能夠把CU320改成通過(guò)UPS供電，應(yīng)該會(huì)更好。

2.實(shí)際上我們這套設(shè)備可以不用來(lái)回的倒換主發(fā)電機(jī)和輔助發(fā)電機(jī)，在使用輔發(fā)的同時(shí)若需要短時(shí)間使用主發(fā)電機(jī)的時(shí)候，可以直接并車上600V而不去倒變壓器進(jìn)線，但是我們這套設(shè)備有時(shí)候在兩路同時(shí)用的情況下逆變開(kāi)關(guān)L37會(huì)合不上閘。所以我認(rèn)為整個(gè)線路的設(shè)計(jì)需要重新考慮一下。

3.發(fā)電機(jī)控制柜的4個(gè)控制線，測(cè)速控制線，勵(lì)磁控制線，24V電噴和執(zhí)行器控制線，它們固定在VFD房端的那側(cè)接頭，有正扣也有反扣，所以容易把方向擰錯(cuò)，在拆線或安裝時(shí)極易把里面的線路擰斷。所以我認(rèn)為如果把所有的插頭都設(shè)計(jì)為正扣的方向，這種現(xiàn)象就不易發(fā)生了。

4.如果廠家能夠?qū)⒅刎?fù)荷下的發(fā)電機(jī)并車調(diào)試到在較短時(shí)間內(nèi)就能成功上線的狀態(tài)下，自動(dòng)并車會(huì)更好用。

5.我認(rèn)為我們這套電控系統(tǒng)的DRIVE CLI-Q線的鋪設(shè)不是很好,有些線鋪設(shè)時(shí)拉的過(guò)緊,可能由于距離沒(méi)設(shè)計(jì)好導(dǎo)致線的長(zhǎng)度不是很寬裕造成的,但是容易造成水晶頭的插接不牢靠。所以可以在鋪設(shè)時(shí)選用較長(zhǎng)的DRIVE CLI-Q線。

[1]葛運(yùn)鋒.頂部驅(qū)動(dòng)鉆井裝置電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究 .2006-北京交通大學(xué)：電氣工程.