油田常用儀器儀表的故障診斷與維修探討

孫裴興

（大慶油田自動化儀表有限公司，黑龍江 大慶 163000）

我國的社會經(jīng)濟在21世紀以來取得了穩(wěn)定發(fā)展，油田常用儀器儀表的應用水平也得到了極大的提升。同時，為了滿足油田現(xiàn)代化的發(fā)展需求，以及社會生產(chǎn)生活對石油資源的需求量的不斷增加，在油田各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，常用儀器儀表的應用中心也逐漸由傳統(tǒng)模式的分析故障類型逐步向診斷維修方向轉(zhuǎn)變。油田通常情況下指的是單一地質(zhì)構造下產(chǎn)油面積內(nèi)流程的總和。根據(jù)其儲量的不同，可以將油田進一步劃分為小型、大型以及特大型油田等幾種類型，油田的采儲量與油田經(jīng)濟價值存在直接聯(lián)系，與此同時，油田容易受到自身驅(qū)動能力的影響，導致即使存在較大儲量，但是產(chǎn)量相對較低。如何才能夠?qū)τ吞锏膬α俊a(chǎn)量以及經(jīng)濟價值進行精準計算，已經(jīng)成為油田在生產(chǎn)實踐中面臨的一個重要問題。而在上述的計算和估算過程中，常用儀器儀表發(fā)揮出了重要作用，因此，針對油田常用儀器儀表故障診斷及維修問題進行探討具有重要的實踐意義。

1 油田自動化建設現(xiàn)狀

隨著我國石油資源生產(chǎn)開采水平的不斷提升以及自動化建設進程的持續(xù)推進，進一步提升了我國油田的管理水平，目前，我國油田在自動化建設方面已經(jīng)取得了巨大進展，在現(xiàn)有設備的基礎上不斷引進各類進行儀器儀表設備。例如，為了能夠?qū)崿F(xiàn)油田流量方面的有效調(diào)節(jié)以及精準測算要求，在油田生產(chǎn)環(huán)節(jié)中引入了高壓流量自控儀，通過在儀器設備的應用使得油田高壓注射中的流量調(diào)節(jié)問題得到了有效解決。與此同時，為了進一步提升油田的集中控制水平，企業(yè)也充分構建了具有區(qū)域特色的進展RTU系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)與油田沒有輸送的常用儀器儀表設備進行結合后，使得油田的各類輸送設備流程得到進一步簡化，故障檢修也更加趨于簡單化。

石油輸送管線通常情況下有日常觀測法、功效檢驗法以及日常信號檢測法等幾種輸油管線的故障檢測方法。石油輸送管道通常情況下具備距離跨度大、應用設備功率大、電流起伏大等一些特征，在針對輸油管線開展日常觀測的過程中，相關技術人員通常情況下是將重點集中在線路工段以及線路環(huán)節(jié)的檢測中，通過這種方式有效避免所有管線出現(xiàn)泄漏問題或者是導致生產(chǎn)作業(yè)

停止。但是，在石油企業(yè)自動化管理水平不斷提升的情況下，在原有長輸管線中也逐漸出現(xiàn)了抽油機遠程啟?？刂圃O備、僅占RTU、功圖計量儀、機泵變頻調(diào)速儀等各類先進設備，在這種情況下，使得油田常用儀器儀表的維護管理難度得到極大提升。在日常的檢修維護過程中不僅需要實現(xiàn)故障的有效排除，而且作為維護技術人員要對儀器儀表的日常運轉(zhuǎn)狀況進行及時查看，以此為前提來充分保障儀器儀表能夠?qū)崿F(xiàn)正常運轉(zhuǎn)，同時，也能夠?qū)⒐收下式档阶畹统潭取?/p>

2 油田常用儀器儀表故障診斷方法

2.1 詢問觀察觸摸法

石油企業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)過程中通常情況下使用的都是大功率機泵設備，而且各類設備在運行過程中會出現(xiàn)電壓電流的較大起伏，在此情況下非常容易導致電路頻繁出現(xiàn)故障，在油田常用儀器儀表設備的故障檢查過程中觀察觸摸詢問法的應用非常廣泛。在儀器儀表發(fā)生故障的情況下，維修人員首先需要對儀表發(fā)生故障前的實際運行工況進行詳細詢問，隨后將儀器儀表斷電后，查看儀表內(nèi)部是否存在相關元器件或者是接線段子脫落、變形或燒焦等現(xiàn)象；同時，也需要對集成電路以及接插件等是否存在接觸不良或者是松動進行嚴格檢查；最后，完成所有故障的排除后為儀器儀表送電，此時，需要針對儀器儀表的電源變壓器、集成電路以及散熱器等部位通過觸摸方法檢查其是否存在過熱現(xiàn)象。如果經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)其存在異常，應該立即斷電，同時將出現(xiàn)異常狀況的相關元器件進行重點檢查，在此基礎上，深入挖掘出其存在問題的原因，這樣就可以實現(xiàn)故障部位的精確定位。例如，我單位在實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)一臺高壓流量自控儀出現(xiàn)了瞬時流量無法自動調(diào)節(jié)現(xiàn)象，經(jīng)過詳細故障排查后發(fā)現(xiàn)，220V電路、同步電機、流量計閥芯均未出現(xiàn)異常狀況，最后經(jīng)過詳細排查后，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部電路出現(xiàn)了可控硅燒毀的故障，隨后將該燒毀的可控硅進行更換后設備實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了故障的進程排除。

2.2 替代法

油田常用儀器儀表在產(chǎn)生的故障多數(shù)情況下都是因其中某單元或元器件出現(xiàn)損壞或者是存在接觸不良的問題而導致。針對這一現(xiàn)狀，在進行儀表故障檢查的過程中，可以充分采用替代法進行檢驗，該方法在實際應用過程中很多場景下都可以取得精準、快速的檢驗效果。尤其是在同類型儀器儀表電路存在備用板或備用芯片的情況下適用性非常高。如果油田常用儀器儀表在產(chǎn)生故障的情況下，首先需要的儀器儀表電源是否正常進行確認，確認電源不存在故障的情況下，可以將儀器儀表的芯片或電路板等相關元器件利用正常儀器儀表對應部件進行替代，如果正常儀器儀表部件在替代后故障消失，那么就可以充分說明被替代原線路元器件存在故障。此時，應該針對該元器件或單元進行進一步檢查和確認。例如，我單位在針對一臺磁電式渦流流量計進行檢驗的過程中發(fā)現(xiàn)，雖經(jīng)過多次檢驗但該儀表仍然無法達到規(guī)定要求，利用替代法將其機芯磁鋼進行替代后故障排除，由此實現(xiàn)了故障的快速排除，在后續(xù)針對機芯磁鋼進行檢查的過程中，發(fā)現(xiàn)其磁性出現(xiàn)了嚴重衰退，從而導致故障出現(xiàn)。

2.3 測量信號法

如果技術人員在沒有配備示波器等精密測量儀器的情況下，手頭只有萬用表，則可以針對儀器儀表的各部件利用萬用表對其電平進行檢測，同時也可以實現(xiàn)相關部件是否完好地測試，并可以對儀器內(nèi)部各接線端子、線路通斷狀況進行檢查。利用萬用表在檢查過程中，一旦發(fā)現(xiàn)某一個單元后部位存在異常，那么就表示該部位存在故障，后續(xù)應該針對該部位進行重點檢查，直到所有故障被完全排除。

如果故障解除人員在配備示波器以及帶測量點原理圖的情況下，可以充分結合相關資料并充分利用示波器對儀器儀表電壓、波形和脈沖時間進行測量，同時，經(jīng)過認真分析后就可以實現(xiàn)故障部位以及具體原因的大致確定。例如，某井站RTU在運行過程中突然出現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)無法顯示的故障問題，維修人員針對僅占RTU數(shù)據(jù)線、選片線以及數(shù)據(jù)線利用示波器對其時鐘脈沖信號進行檢測，如果經(jīng)檢測并未出現(xiàn)結果，那么則可以初步確定是該儀器儀表的CPU或晶振遭到破壞；與此同時，也很有可能是相關輔路元器件出現(xiàn)損壞而導致故障，這對這類故障應該對相關元器件進行重點檢查來實現(xiàn)故障定位。

2.4 工作原理分析法

如果儀器儀表相應配備了工作原理圖的情況下就可以利用工作原理法進行故障排除。該方法通常情況下是針對復雜儀表進行故障排除，也是維修人員在進行儀器儀表故障檢修過程中應用比較廣泛的一種方法之一。但是，該方法在利用過程中首先必須充分保障儀器儀表維護人員能夠?qū)x表的基本工作原理以及結構進行充分了解，都是能夠熟悉掌握儀器儀表的基本作用和性能等。儀器儀表在運行過程中一旦出現(xiàn)故障時，可以針對儀器儀表的工作原理和結構進行分析，同時，在針對相關測試點的電壓、波形和脈沖信號等利用相關設備進行檢測就可以實現(xiàn)故障單元的精準定位，隨后將故障單元進行精細劃分后根據(jù)其工作原理進行深入分析，就可以將故障最終定位到某一個小范圍內(nèi)，從而縮小了故障的排查范圍。利用這種故障排查方法能夠?qū)崿F(xiàn)故障排查的精準高速，如果在出現(xiàn)故障判斷失誤的情況下，可以重復上述故障排除步驟就可以實現(xiàn)失誤的糾正，最終實現(xiàn)故障部位的精準定位。

3 油田儀器儀表故障檢查關注問題

如果經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)某儀器儀表集成電路存在插座接觸不良等現(xiàn)象的情況下，要堅決杜絕使用鑷子進行擠壓，否則，很可能會導致插座彈簧出現(xiàn)永久變形，在這種情況下，電路和插座的接觸不良部位也會更多。正確的處理方法應該是：針對故障部位充分利用無水乙醇棉紗球進行充分擦拭，當其晾干后，再通過市場施壓讓集成電路管腳同時向內(nèi)移動，并將其最終插入插座中。

如果經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，某常用儀器儀表的集成電路其中某一個管腳的電壓波形或脈沖信號出現(xiàn)異常狀況的情況下，首先，需要針對其對應連接的元器件是否能夠?qū)崿F(xiàn)正常運行進行檢測。重點針對其是否存在電容擊穿老化問題；針對電阻燒損、電阻值改變等進行檢查。只有通過檢查和分析確保外圍電路或相應連接元器件正常的情況下，才能夠最終認定集成電路存在故障。

如果儀器儀表本身并未配備原理圖以及相應的故障檢查資料的情況下，在進行故障排查的過程中，首先需要將其中一個部分拆卸下來，或者將其中某電路板、芯片進行替代后，將其中一個部分拆卸下來并做好相應標記，不管是否能夠查出故障信息，就應該相應將拆卸儀器儀表部位回歸原位。

在針對儀器儀表集成電路管腳進行焊接的過程中，要堅決杜絕使用功率相對較大的電烙鐵，另外，在焊接過程中，要盡可能保證電烙鐵外殼接地，而且焊接時間要盡量壓縮在最短；必要的情況下，可以拔下電烙鐵的電源插頭后再進行分解，否則，在焊接過程中很可能會出現(xiàn)靜電感應或者是過熱的一些現(xiàn)象，在此情況下，集成電路很可能在焊接過程中遭到損壞。

在檢查儀器儀表的過程中，多數(shù)情況下，都需要將可能存在的故障的元器件拆卸或者是更換下來，再進行拆卸更換前，作為維護維修人員，首先要對儀器儀表的各類故障問題做到心中有數(shù)，有針對各類更換或拆卸元器件的基本原理、結構和用途進行充分掌握，否則，很可能在相關元器件拆卸后導致儀器儀表的小故障演變成大故障，這也是油田常用儀器儀表在維修檢修過程中需要重點關注的一個問題。

4 結語

石油企業(yè)常用儀器儀表的故障檢修屬于一項非常復雜且細致的工作，由于儀器儀表的檢修工作會涉及多個方面，且當前儀器儀表的技術水平更新升級非?？?，因此在故障診斷和維修過程中經(jīng)常會受到個人因素的影響。因此，針對油田儀器儀表不僅要進行故障的精準判斷，作為維修人員也要應該不斷地加大專業(yè)知識的學習，這樣才能全面提升油田常用儀器儀表檢修質(zhì)量，才能夠?qū)崿F(xiàn)油田生產(chǎn)技術水平的全面提升，才能夠真正為推動數(shù)字化油田的建設奠定堅實的基礎。