潛油電泵控制柜常見故障及改進措施

高峰

（大慶油田力神泵業(yè)有限公司，黑龍江 大慶 163000）

目前，潛油電泵作為我國油田開發(fā)的主要采油技術之一，對于油田開采來說極為重要。隨著我國科學技術的不斷發(fā)展、油田規(guī)模的不斷擴大，相關生產(chǎn)技術也得到了一定程度的提升與加強。在這種情況下，因為潛油電泵工作壓力與工作時間的增長，為潛油電泵的現(xiàn)場管理帶來了一定困難，導致潛油電泵會出現(xiàn)不同程度的故障，影響后續(xù)的開采工作進行。因此，對于潛油電泵控制柜的常見故障進行梳理，明確現(xiàn)場管理條例，保障潛油電泵的安全、穩(wěn)定運行，對于保障油田開采質(zhì)量、促進開采作業(yè)的高效、穩(wěn)定有著極為關鍵的作用。

1 潛油電泵控制柜的組成和功能

1.1 潛油電泵控制柜的組成

（1）主回路部分。潛油電泵控制柜的主回路部分由高壓隔離開關、控制變壓器、電流互感器以及真空接觸器組成。其中高壓隔離開關是控制柜電源開啟關閉的主要方法，控制屏幕的檢修過程也會起到很大作用；控制變壓器能夠?qū)⒏邏嚎刂苹芈愤_到所需電壓110V；電流互感器能夠?qū)⒁淮坞娏鬓D化為二次電流，方便顯示與測量；真空接觸器能夠?qū)撚碗姳每刂乒竦闹骰芈烽_啟或斷開。（2）控制回路部分。潛油電泵控制柜的控制回路包括保護中心、轉換開關、中間繼電器、橋式整流電路以及啟動按鈕。其中保護中心（PPC）是潛油電泵控制柜的核心部分，具備展現(xiàn)參數(shù)、跟蹤設備運行狀態(tài)以及保護等重要功能；中間繼電器能夠支持接觸器的開啟斷開，還能加強中心信息的信號；轉換開關能夠?qū)崿F(xiàn)潛油電泵控制柜自動、停機、手動的來回切換；啟動按鈕控制著機組運轉；橋式整流電路能夠在真空接觸線圈中輸入直流電，并接通控制柜主回路。（3）測量顯示部分。潛油電泵控制柜的測量顯示部分包括電流記錄儀、井下壓力測量儀表以及電壓表。其中電流記錄儀能夠?qū)﹄姍C工作過程中產(chǎn)生的參數(shù)數(shù)據(jù)進行顯示與記錄，從而對電機的運行狀況進行全過程把握；井下壓力測量儀表能夠?qū)碌膲毫χ颠M行精準測量；電壓表能夠?qū)撚碗姳每刂乒竦膶崟r進線電壓全面顯示出來。

1.2 潛油電泵控制柜的功能

潛油電泵控制柜的主要功能作用，體現(xiàn)在對潛油電泵機組的運行狀態(tài)控制上，另外，潛油電泵控制柜還能夠提供欠載、過載保護，在機組出現(xiàn)短路或故障的第一時間就能提供保險作用，與此同時，也具備降壓以及軟停功能等。潛油電泵工作過程中產(chǎn)生的電壓與電流需要利用電氣儀表裝置進行實時測量，相關管理人員能夠通過儀表記錄的參數(shù)數(shù)據(jù)了解電機的實時運行狀態(tài)，從而對潛油電泵的工作效率與運作質(zhì)量進行全過程分析。

2 潛油電泵控制柜常見故障及處理

潛油電泵內(nèi)部結構中具備許多的關鍵零部件，包括軟啟動、保護中心、變壓器以及轉換開關等，這些關鍵零部件的故障產(chǎn)生原因較為多樣，且具備一定的不可控因素，主要原因包括保險絲質(zhì)量不好出現(xiàn)損壞、元器件老化以及部件線頭松動等。潛油電泵控制柜的高效、穩(wěn)定運行，需要在持續(xù)的送電基礎上實現(xiàn)對電機設備電源接通情況的各環(huán)節(jié)跟蹤，明確其中存在的故障因素。如果在通電過程中，元部件還是存在無法啟動的問題，就代表著設備控制端或送電線路等部分出現(xiàn)了故障，在這種情況下就需要將設備整體線路的送電情況進行全過程檢查，對故障因素進行一一排查后明確故障發(fā)生點，如果是因為元器件本身的結構出現(xiàn)故障，就需要及時更換元器件。

另外，潛油電泵控制柜的故障原因需要進行全面整合，編寫到潛油電泵控制柜的故障手冊中，手冊的內(nèi)容應包括常見故障出現(xiàn)的原因與解決方法，并對其進行總結。比如，潛油電泵控制柜在進行通電后，通常情況下，檢測流程為：首先對控制柜的開關進行檢查，排除行程開關的問題；對控制端子熔斷器的情況進行全面排除；檢查控制變壓器；對設備整體線路進行檢查；對保護中心的異常情況進行排查。在對以上元器件進行檢測的過程結束后，就可以開始診斷流程：第一是潛油電泵控制柜開關；第二是控制端子熔斷器；第三是控制變壓器；第四是設備整體線路；第五是控制中心。

在潛油電泵運行過程中，人為因素的影響較大，對操作人員的技術水平和專業(yè)能力要求較高，在相關人員提高綜合素質(zhì)的過程中，也能保障潛油電泵的整體工作效率，確保設備的正常運行。因此，需要定期組織應急演練活動，確保操作人員能夠?qū)ο嚓P安全隱患風險點進行全面排查，利用互聯(lián)網(wǎng)技術與繼電器等設備，實現(xiàn)對故障點的精準定位。從實際情況來說，無法對故障進行排查的主要原因是操作人員對線路過于陌生，因此需要加強操作人員對設備的明確度與熟悉度。操作流程主要分為以下幾方面：第一，對故障點的出現(xiàn)位置進行明確；第二，將故障點與PLC 輸出模塊進行串聯(lián)，利用無線網(wǎng)絡與無線模塊進行對接；第三，在對接完成后編寫代碼，激發(fā)繼電器的運行功能，利用繼電器對故障點進行精準明確。

潛油電泵運行過程中，通過電流卡片的數(shù)據(jù)與狀態(tài)，能夠?qū)撚碗姳玫倪\行時間與電流變化關系進行明確反映，從而加強對潛油電泵的控制。油泵井電流卡片是管理潛油電泵的重要數(shù)據(jù)產(chǎn)出口，也是潛油電泵控制柜進行操作的重要依據(jù)。在正常情況下，電流卡片的表現(xiàn)形式為平滑的曲線。在電流卡片的使用過程中出現(xiàn)故障及問題，需要及時對數(shù)據(jù)進行記錄，保障數(shù)據(jù)的實時性與全面性，且電流卡片在不同因素的作用下，也會導致數(shù)據(jù)發(fā)生較為明顯的變化。

首先，是泵受氣體干擾故障。電流卡片在油井泵受氣體干擾狀態(tài)下會導致原油脫氣，使?jié)撚碗姳弥羞M入大量空氣，致使電流卡片的電流波動產(chǎn)生異常幅度，導致油井產(chǎn)油效率大幅降低。為了避免泵受氣體干擾，就需要通過泵入口加氣錨的方法，對套管氣進行全面控制，也可以利用加入旋轉式油氣分離器的方法加強套管氣控制力度，保障機組的整體沉淀度，另外，電泵井內(nèi)部井液需要加入適量的破乳液，保障電流卡片能夠承受一定的泵受氣干擾。

其次，是電流卡片過載停機故障。潛油電泵機組運行過程中，因為電流的逐步增大，導致電流達到了額定電流值，在這種情況下，就能保障電流卡片的正常運行。但是如果出現(xiàn)電流增大趨勢不終止、超出了額定電流的情況，那么潛油電泵機組就會因為電流過載出現(xiàn)停機現(xiàn)象。針對這種故障問題的發(fā)生，可以從以下幾方面進行處理：出現(xiàn)因電流過載停機的第一時間需要對油井進行清理；在潛油電泵正式下泵前出砂井上提機組，并進行沖砂作業(yè)；保障清蠟工作的定期開展，并對地面管線實現(xiàn)階段性熱洗操作；如果故障問題過大，應對機組進行元部件的整體更換。

最后，供電電壓波動故障問題。為了滿足潛油電泵的功率需求，往往在出現(xiàn)供電電壓波動的第一時間，就會帶動馬達電流產(chǎn)生上下波動。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，是出于供電線路上的大功率柱塞泵突然啟動導致電壓下降趨勢嚴重。與此同時，附近出現(xiàn)多臺抽油機井的同時工作，或遇到雷雨等極端天氣時也會使電壓出現(xiàn)較為強烈的波動。如果出現(xiàn)大面積斷電情況，潛油電泵啟動前，需要保障控制柜及其有關設備已經(jīng)啟動，并針對性裝置避雷設備。另外，因為潛油電泵地層供液不足，也會發(fā)生抽空現(xiàn)象，使?jié)撚碗姳米詣油Ｖ惯\作。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生有可能是電泵井選用的井泵規(guī)格不符，或者是油井投入生產(chǎn)的一段時間后由油井供液。這時可以將油嘴縮小，或?qū)C組設備更換為小排量規(guī)格。

3 潛油電泵井的現(xiàn)場處理

3.1 檢查部位

對潛油電泵控制柜進行全方位檢查，是油田電泵井工作事前階段的重要內(nèi)容。通常情況下，對潛油電泵控制柜運行過程中產(chǎn)生的震動噪音、接觸器吸合的穩(wěn)定程度等方面是潛油電泵控制柜檢查工作的主要方面，當檢查完畢后，檢查結果達到標準后才能正式投入工作。在此期間，需要就電流值的測定進行著重檢查，確保電流值測量能夠在合理區(qū)間內(nèi)，儀表量程與電流產(chǎn)生的誤差需要在相關標準要求的可控范圍內(nèi)。

另外，潛油電泵變壓器的維修檢查需要明確以下幾個關鍵點：第一，對油質(zhì)進行檢查，確保其中沒有蘊含過多雜質(zhì)。第二，檢查油位。將油位控制在標準區(qū)間內(nèi)，并對高壓開關的靈敏度以及接觸情況進行明確，確保開關的正常運行；第三，對放油閘以及油表的工作狀態(tài)進行檢查，這也是潛油電泵井口檢查過程中的主要重點，其中放油閥門的開關性能情況，關乎到后續(xù)工作的開展與運行。在檢查過程中如果發(fā)現(xiàn)了故障因素，一定要及時明確故障產(chǎn)生的原因與部位，從而根據(jù)原因針對性制定處理措施，保障潛油電泵的穩(wěn)定運行，促進油田生產(chǎn)效益的科學化提高。潛油電泵的檢查過程還需要對油表、放氣閘等設備的完整性進行檢查，確保閘門表明沒有明顯雜質(zhì)，確保開關的靈活度與整潔度。在以上檢查內(nèi)容達到標準后，表明潛油電泵設備運行狀態(tài)良好，如果后續(xù)運行過程出現(xiàn)問題就需要進行及時處理，明確故障點與風險點。

3.2 清蠟通井

潛油電泵的正常運行生產(chǎn)作業(yè)完成后，需要及時進行清蠟通井工作。通常情況下，清蠟通井需要在電泵井生產(chǎn)后的一周內(nèi)組織開展，結合電泵井的實際情況與運行狀態(tài)，科學制定清蠟通井的工作周期，定期組織工作開展。在清蠟通井工作過程中需要保障其工作效率，清蠟時需要保障不會出現(xiàn)頂鉆、硬蠟、井筒擁堵等現(xiàn)象，保障起下的順暢性，確保清蠟通井的順利開展。每次清蠟工作結束后，都需要及時建立工作臺賬，將清蠟過程中的實際操作、作業(yè)時間等方面及時記錄，如果日后出現(xiàn)問題能夠有所依據(jù)，同時也能為以后的清蠟通井工作提供信息支持。

4 對潛油電泵控制柜的分析

（1）優(yōu)化潛油電泵控制柜的內(nèi)部組成。在潛油電泵實際運行過程中，潛油電泵控制柜的功能實現(xiàn)能夠為潛油電泵提供良好的保障作用。但是因為潛油電泵控制柜內(nèi)部結構存在復雜性，對其進行維修保養(yǎng)工作時往往需要維保人員具有較強的專業(yè)能力與操作水平，為后續(xù)的維保工作帶來了一定困難。因此，在條件允許的情況下，需要使?jié)撚碗姳每刂乒竦帽Ｗo功能維持在統(tǒng)一狀態(tài)，加強控制柜的信息化、自動化程度，盡量減少對繼電器等元件的依賴，減少故障產(chǎn)生因素。

（2）升級保護中心接線方式。潛油電泵控制柜內(nèi)部結構中擁有許多關鍵零部件，這些部件的保護中心擁有十分重要的功能，其中涉及接線端子，組成結構極為復雜，需要投入大量的資源。而且，因為在進行維修更換作業(yè)過程中，潛油電泵要停機才能保障維修作業(yè)的安全穩(wěn)定運行，為后續(xù)的油井開采以及相關工作產(chǎn)生了一定阻礙。因此，可以采取插接式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接線方式，保障拆裝正確的同時還能保障維修效率與更換質(zhì)量。保護中心作為潛油電泵控制柜的核心組成部分，具有較多的接線端子數(shù)，其中很多的接線端子是螺紋式接線端子，結構復雜，往往需要大量的更換時間。運用插接式方法能夠保障維修的規(guī)范開展，還節(jié)省了許多的更換時間。

5 結語

綜上所述，潛油電泵控制柜是電泵井的重要組成部分，對控制柜的有效管理與維修是確保電泵井安全穩(wěn)定運行的主要抓手，也是保障油井高效率推進的關鍵工作。如果不能對潛油電泵控制柜中產(chǎn)生的風險進行及時排查與明確，為后續(xù)的工作也會帶來許多不利影響。因此，相關操作人員需要明確潛油電泵控制柜的組成和功能、掌握潛油電泵控制柜常見故障及處理、加強潛油電泵井的現(xiàn)場處理質(zhì)量，針對性采取有效措施，避免同一故障的反復發(fā)生。與此同時，也需要對相關制度進行優(yōu)化完善，加強人員管理工作，提高操作人員的專業(yè)能力，促進油田工作的高質(zhì)量、可持續(xù)推進，實現(xiàn)油田經(jīng)濟效益最大化的目的。