電動(dòng)鉆機(jī)常見的故障排除方法

白財(cái)遠(yuǎn)，毛馨悅，王志磊，謝立勇，吳燕華

（1.中石油西部鉆探玉門鉆井分公司，甘肅酒泉735000；2.中石油西部鉆探蘇里格項(xiàng)目部，內(nèi)蒙古烏審旗017300）

西部鉆探國際鉆井公司國內(nèi)玉門區(qū)塊現(xiàn)有鉆機(jī)11部，其中全電動(dòng)鉆機(jī)3部，型號(hào)分別是：70D、50D、40D。機(jī)電復(fù)合鉆機(jī)8部（70L、60L、50L、40L），電控系統(tǒng)PLC采用S7-300西門子PLC等系列。電控系統(tǒng)制造廠家有西安寶美、泰州寶銳等廠家，各廠家的設(shè)計(jì)思路和控制方法不一樣，因此在處理電氣控制系統(tǒng)的問題時(shí)對(duì)電氣工程師知識(shí)面的要求很高，同時(shí)還要涉及到電力電子、PLC系統(tǒng)控制、自動(dòng)控制等相關(guān)的知識(shí)和理論，電氣工程師在日常的工作中所涉及到的核心設(shè)備主要由給定系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成的，這對(duì)電氣工程師提出了較高的要求。

1 常見電控系統(tǒng)直流控制故障分類

給定信號(hào)故障、控制線路故障、直流柜故障、MCC系統(tǒng)故障等。

2 直流系統(tǒng)電氣故障的排除方法

電動(dòng)鉆機(jī)電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。故障排除方法有以下幾種。

2.1 直觀檢查法

這是故障分析之初必用的方法，就是看、聞、聽檢查。我公司40019隊(duì)的電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障?，F(xiàn)場直接檢查直流接觸器觸頭拉弧、粘在一起，對(duì)問題原因進(jìn)行分析，通過對(duì)控制線路進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)電源控制板PC01板60V電源接口無電壓，4固態(tài)繼電器板-14V信號(hào)給定通道故障，T05電壓器輸出側(cè)無輸出電壓，對(duì)控制線進(jìn)行處理，更換配件后問題解決。

2.2 儀器檢查法

使用萬用表、示波儀對(duì)各組交、直流電源電壓、波形圖，測量，從中找尋可能的故障。我公司40679隊(duì)1號(hào)直流柜頻繁跳閘，最后脫口合不上閘。用萬用表檢查快速熔斷器情況，發(fā)現(xiàn)有2組快速熔斷器已擊穿。用示波儀檢測晶閘管，發(fā)現(xiàn)這2組晶閘管波形斷斷續(xù)續(xù)，還有一組晶閘管波形缺失，判斷快速熔斷器、晶閘管故障。更換后恢復(fù)正常。

2.3 信號(hào)指示分析法

這是指SCR房各種狀態(tài)指示燈和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法?，F(xiàn)場好多故障會(huì)通過儀表和指示燈在面板上表現(xiàn)出來。例如，發(fā)電柜上面的GEN運(yùn)行指示燈、接地指示燈以及直流柜上面的指示燈指出發(fā)電機(jī)或SCR橋是否接到母線上，報(bào)警指示燈顯示出是否出現(xiàn)接地故障，浪涌抑制電路是否失效，是否出現(xiàn)皮帶輪滑動(dòng)以及是否出現(xiàn)逆功率等故障。電壓表和電流表可提示有關(guān)故障，例如小電流提示電動(dòng)機(jī)可能欠載、直流電流表顯示大電流，提示電動(dòng)機(jī)可能堵轉(zhuǎn)，直流電壓表的大小顯示SCR柜的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是否正常等等。我公司40019隊(duì)因采用工廠化作業(yè)平臺(tái)需要增加電纜轉(zhuǎn)接房，在轉(zhuǎn)接房接后之后，啟用絞車、轉(zhuǎn)盤等設(shè)備，無法啟動(dòng)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)PLC模塊上面的SF燈亮，說明雙絞線或者防爆插頭有問題，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電纜轉(zhuǎn)接房里面雙絞線的防爆插頭里面有一根線虛焊，重新補(bǔ)焊之后，恢復(fù)正常。因此數(shù)字量輸入指示燈都可以作為判斷故障的方法。

2.4 PLC程序檢測法

電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，現(xiàn)場可以通過安裝STEP-7程序檢測S7-300 PLC內(nèi)部程序的方法檢測故障點(diǎn)，進(jìn)行故障排除。這種檢測方法可以直接找到控制系統(tǒng)的問題，有針對(duì)性地解決問題。這種檢查方法要求現(xiàn)場的電氣工程師以及維修人員既要熟悉整套鉆機(jī)電控系統(tǒng)的接口信號(hào)，又要熟悉PLC調(diào)試程序的應(yīng)用，如果條件允許最好向電控廠家要來PLC程序或變量表，這樣可以更容易讀懂程序。如我公司70528鉆井隊(duì)轉(zhuǎn)盤電機(jī)變頻器無準(zhǔn)備信號(hào)無法啟動(dòng)，通過聯(lián)系廠家對(duì)PLC程序進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)是電機(jī)控制急停按鈕的問題導(dǎo)致系統(tǒng)準(zhǔn)備信號(hào)中斷，問題很快被排除。還有一次是因?yàn)檗D(zhuǎn)盤電機(jī)給速手輪固定松動(dòng)，無法回到零位導(dǎo)致系統(tǒng)準(zhǔn)備信號(hào)中斷，通過PLC程序監(jiān)控很快將問題解決。

2.5 參數(shù)調(diào)整法

此類故障需要重新調(diào)整相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)方可排除。這種方法對(duì)維修人員的要求是很高的，不僅要對(duì)具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。我公司40019隊(duì)電控系統(tǒng)直流柜頻繁跳閘，風(fēng)道不暢，更換配件后無法解決此類問題。公司設(shè)備管理科協(xié)調(diào)廠家，將原配置進(jìn)行改造升級(jí)，直流柜晶閘管更換為原廠KP4 2000A，溫控器由原來的90℃更換為120℃，三相冷卻風(fēng)機(jī)更換為功率較大一點(diǎn)的，對(duì)SCR房風(fēng)道進(jìn)行清理。改造之后試運(yùn)行，運(yùn)行效果良好，故障率降低。

2.6 備件置換法

經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)在某一印制的電路板上，且無法檢修時(shí)，可以先將備件換上，前提是鉆井隊(duì)必須要有相同型號(hào)的配件，故障點(diǎn)準(zhǔn)確無誤，更換之后運(yùn)轉(zhuǎn)正常再去檢查修復(fù)故障板。實(shí)際上這往往是在電動(dòng)鉆機(jī)施工的過程中所常用到的一種基本的方法，當(dāng)然，本方法的基本前提是現(xiàn)場必須有充足的備件。

2.7 信號(hào)跟蹤法

利用跟蹤同故障有關(guān)的信號(hào)，很容易查到故障單元。例如，某臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故障可能出現(xiàn)在2個(gè)方面。一個(gè)方面是在給定信號(hào)線路上，可通過把給定信號(hào)切換到直流柜，到另一套供給定線路試驗(yàn)。如果此時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，顯然故障就在原來給定線路中。這時(shí)給定線路的每一個(gè)元件都值得懷疑，通過跟蹤，從給定逐步查到接觸器吸合線圈，找出故障元件。另一個(gè)方面是在主線路上，查看K1、K7等接觸器主觸頭是否拉弧、輔助觸頭是否良好、直流電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)是否良好等因素，如果有問題，可以按照線路圖的先后順序進(jìn)行檢查。

表1 MCC系統(tǒng)故障排除

在線路較長、串聯(lián)元件較多的線路中，檢查故障較省事的辦法是將線路分成兩段，從中間向兩邊查起，直至查到無電源信號(hào)元件為止。

3MCC交流系統(tǒng)故障排除

MCC系統(tǒng)故障排除見表1。

4 結(jié)束語

電動(dòng)鉆機(jī)動(dòng)力是鉆井的心臟，快速排除故障是電氣工程師能力和經(jīng)驗(yàn)的考驗(yàn)，故障排除經(jīng)驗(yàn)的積累、電路圖的識(shí)別、理論知識(shí)的學(xué)習(xí)等內(nèi)容都是電氣工程師應(yīng)具備的能力。通過我自身簡單的經(jīng)驗(yàn)積累，與大家分享，希望能更好地為鉆井隊(duì)服務(wù)，保障電力設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。