潛油電泵控制柜常見(jiàn)故障及改進(jìn)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(guó)油田開(kāi)發(fā)的主要采油技術(shù)之一，對(duì)于油田開(kāi)采來(lái)說(shuō)極為重要。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、油田規(guī)模的不斷擴(kuò)大，相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)也得到了一定程度的提升與加強(qiáng)。在這種情況下，因?yàn)闈撚碗姳霉ぷ鲏毫εc工作時(shí)間的增長(zhǎng)，為潛油電泵的現(xiàn)場(chǎng)管理帶來(lái)了一定困難，導(dǎo)致潛油電泵會(huì)出現(xiàn)不同程度的故障，影響后續(xù)的開(kāi)采工作進(jìn)行。因此，對(duì)于潛油電泵控制柜的常見(jiàn)故障進(jìn)行梳理，明確現(xiàn)場(chǎng)管理?xiàng)l例，保障潛油電泵的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于保障油田開(kāi)采質(zhì)量、促進(jìn)開(kāi)采作業(yè)的高效、穩(wěn)定有著極為關(guān)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(kāi)關(guān)、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(kāi)關(guān)是控制柜電源開(kāi)啟關(guān)閉的主要方法，控制屏幕的檢修過(guò)程也會(huì)起到很大作用；控制變壓器能夠?qū)⒏邏嚎刂苹芈愤_(dá)到所需電壓110V；電流互感器能夠?qū)⒁淮坞娏鬓D(zhuǎn)化為二次電流，方便顯示與測(cè)量；真空接觸器能夠?qū)撚碗姳每刂乒竦闹骰芈烽_(kāi)啟或斷開(kāi)。（2）控制回路部分。潛油電泵控制柜的控制回路包括保護(hù)中心、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、中間繼電器、橋式整流電路以及啟動(dòng)按鈕。其中保護(hù)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(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及保護(hù)等重要功能；中間繼電器能夠支持接觸器的開(kāi)啟斷開(kāi)，還能加強(qiáng)中心信息的信號(hào)；轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)潛油電泵控制柜自動(dòng)、停機(jī)、手動(dòng)的來(lái)回切換；啟動(dòng)按鈕控制著機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)；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(cè)量顯示部分。潛油電泵控制柜的測(cè)量顯示部分包括電流記錄儀、井下壓力測(cè)量?jī)x表以及電壓表。其中電流記錄儀能夠?qū)﹄姍C(jī)工作過(guò)程中產(chǎn)生的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示與記錄，從而對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行全過(guò)程把握；井下壓力測(cè)量?jī)x表能夠?qū)碌膲毫χ颠M(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量；電壓表能夠?qū)撚碗姳每刂乒竦膶?shí)時(shí)進(jìn)線電壓全面顯示出來(lái)。

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(duì)潛油電泵機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)控制上，另外，潛油電泵控制柜還能夠提供欠載、過(guò)載保護(hù)，在機(jī)組出現(xiàn)短路或故障的第一時(shí)間就能提供保險(xiǎn)作用，與此同時(shí)，也具備降壓以及軟停功能等。潛油電泵工作過(guò)程中產(chǎn)生的電壓與電流需要利用電氣儀表裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，相關(guān)管理人員能夠通過(guò)儀表記錄的參數(shù)數(shù)據(jù)了解電機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，從而對(duì)潛油電泵的工作效率與運(yùn)作質(zhì)量進(jìn)行全過(guò)程分析。

2 潛油電泵控制柜常見(jiàn)故障及處理

潛油電泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)中具備許多的關(guān)鍵零部件，包括軟啟動(dòng)、保護(hù)中心、變壓器以及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等，這些關(guān)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(xiǎn)絲質(zhì)量不好出現(xiàn)損壞、元器件老化以及部件線頭松動(dòng)等。潛油電泵控制柜的高效、穩(wěn)定運(yùn)行，需要在持續(xù)的送電基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)設(shè)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(guò)程中，元部件還是存在無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題，就代表著設(shè)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(shè)備整體線路的送電情況進(jìn)行全過(guò)程檢查，對(duì)故障因素進(jìn)行一一排查后明確故障發(fā)生點(diǎn)，如果是因?yàn)樵骷旧淼慕Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障，就需要及時(shí)更換元器件。

另外，潛油電泵控制柜的故障原因需要進(jìn)行全面整合，編寫到潛油電泵控制柜的故障手冊(cè)中，手冊(cè)的內(nèi)容應(yīng)包括常見(jiàn)故障出現(xiàn)的原因與解決方法，并對(duì)其進(jìn)行總結(jié)。比如，潛油電泵控制柜在進(jìn)行通電后，通常情況下，檢測(cè)流程為：首先對(duì)控制柜的開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢查，排除行程開(kāi)關(guān)的問(wèn)題；對(duì)控制端子熔斷器的情況進(jìn)行全面排除；檢查控制變壓器；對(duì)設(shè)備整體線路進(jìn)行檢查；對(duì)保護(hù)中心的異常情況進(jìn)行排查。在對(duì)以上元器件進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程結(jié)束后，就可以開(kāi)始診斷流程：第一是潛油電泵控制柜開(kāi)關(guān)；第二是控制端子熔斷器；第三是控制變壓器；第四是設(shè)備整體線路；第五是控制中心。

在潛油電泵運(yùn)行過(guò)程中，人為因素的影響較大，對(duì)操作人員的技術(shù)水平和專業(yè)能力要求較高，在相關(guān)人員提高綜合素質(zhì)的過(guò)程中，也能保障潛油電泵的整體工作效率，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，需要定期組織應(yīng)急演練活動(dòng)，確保操作人員能夠?qū)ο嚓P(guān)安全隱患風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行全面排查，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與繼電器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)的精準(zhǔn)定位。從實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，無(wú)法對(duì)故障進(jìn)行排查的主要原因是操作人員對(duì)線路過(guò)于陌生，因此需要加強(qiáng)操作人員對(duì)設(shè)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(duì)故障點(diǎn)的出現(xiàn)位置進(jìn)行明確；第二，將故障點(diǎn)與PLC 輸出模塊進(jìn)行串聯(lián)，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線模塊進(jìn)行對(duì)接；第三，在對(duì)接完成后編寫代碼，激發(fā)繼電器的運(yùn)行功能，利用繼電器對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)明確。

潛油電泵運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)電流卡片的數(shù)據(jù)與狀態(tài)，能夠?qū)撚碗姳玫倪\(yùn)行時(shí)間與電流變化關(guān)系進(jìn)行明確反映，從而加強(qiáng)對(duì)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(jìn)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(guò)程中出現(xiàn)故障及問(wèn)題，需要及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，保障數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與全面性，且電流卡片在不同因素的作用下，也會(huì)導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致原油脫氣，使?jié)撚碗姳弥羞M(jìn)入大量空氣，致使電流卡片的電流波動(dòng)產(chǎn)生異常幅度，導(dǎo)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(guò)泵入口加氣錨的方法，對(duì)套管氣進(jìn)行全面控制，也可以利用加入旋轉(zhuǎn)式油氣分離器的方法加強(qiáng)套管氣控制力度，保障機(jī)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(guò)載停機(jī)故障。潛油電泵機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)殡娏鞯闹鸩皆龃?，?dǎo)致電流達(dá)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(yùn)行。但是如果出現(xiàn)電流增大趨勢(shì)不終止、超出了額定電流的情況，那么潛油電泵機(jī)組就會(huì)因?yàn)殡娏鬟^(guò)載出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象。針對(duì)這種故障問(wèn)題的發(fā)生，可以從以下幾方面進(jìn)行處理：出現(xiàn)因電流過(guò)載停機(jī)的第一時(shí)間需要對(duì)油井進(jìn)行清理；在潛油電泵正式下泵前出砂井上提機(jī)組，并進(jìn)行沖砂作業(yè)；保障清蠟工作的定期開(kāi)展，并對(duì)地面管線實(shí)現(xiàn)階段性熱洗操作；如果故障問(wèn)題過(guò)大，應(yīng)對(duì)機(jī)組進(jìn)行元部件的整體更換。

最后，供電電壓波動(dòng)故障問(wèn)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(dòng)的第一時(shí)間，就會(huì)帶動(dòng)馬達(dá)電流產(chǎn)生上下波動(dòng)。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(dòng)導(dǎo)致電壓下降趨勢(shì)嚴(yán)重。與此同時(shí)，附近出現(xiàn)多臺(tái)抽油機(jī)井的同時(shí)工作，或遇到雷雨等極端天氣時(shí)也會(huì)使電壓出現(xiàn)較為強(qiáng)烈的波動(dòng)。如果出現(xiàn)大面積斷電情況，潛油電泵啟動(dòng)前，需要保障控制柜及其有關(guān)設(shè)備已經(jīng)啟動(dòng)，并針對(duì)性裝置避雷設(shè)備。另外，因?yàn)闈撚碗姳玫貙庸┮翰蛔?，也?huì)發(fā)生抽空現(xiàn)象，使?jié)撚碗姳米詣?dòng)停止運(yùn)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(shí)間后由油井供液。這時(shí)可以將油嘴縮小，或?qū)C(jī)組設(shè)備更換為小排量規(guī)格。

3 潛油電泵井的現(xiàn)場(chǎng)處理

3.1 檢查部位

對(duì)潛油電泵控制柜進(jìn)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(duì)潛油電泵控制柜運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的震動(dòng)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(dāng)檢查完畢后，檢查結(jié)果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能正式投入工作。在此期間，需要就電流值的測(cè)定進(jìn)行著重檢查，確保電流值測(cè)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：第一，對(duì)油質(zhì)進(jìn)行檢查，確保其中沒(méi)有蘊(yùn)含過(guò)多雜質(zhì)。第二，檢查油位。將油位控制在標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間內(nèi)，并對(duì)高壓開(kāi)關(guān)的靈敏度以及接觸情況進(jìn)行明確，確保開(kāi)關(guān)的正常運(yùn)行；第三，對(duì)放油閘以及油表的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，這也是潛油電泵井口檢查過(guò)程中的主要重點(diǎn)，其中放油閥門的開(kāi)關(guān)性能情況，關(guān)乎到后續(xù)工作的開(kāi)展與運(yùn)行。在檢查過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)了故障因素，一定要及時(shí)明確故障產(chǎn)生的原因與部位，從而根據(jù)原因針對(duì)性制定處理措施，保障潛油電泵的穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)油田生產(chǎn)效益的科學(xué)化提高。潛油電泵的檢查過(guò)程還需要對(duì)油表、放氣閘等設(shè)備的完整性進(jìn)行檢查，確保閘門表明沒(méi)有明顯雜質(zhì)，確保開(kāi)關(guān)的靈活度與整潔度。在以上檢查內(nèi)容達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，表明潛油電泵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，如果后續(xù)運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題就需要進(jìn)行及時(shí)處理，明確故障點(diǎn)與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

3.2 清蠟通井

潛油電泵的正常運(yùn)行生產(chǎn)作業(yè)完成后，需要及時(shí)進(jìn)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(kāi)展，結(jié)合電泵井的實(shí)際情況與運(yùn)行狀態(tài)，科學(xué)制定清蠟通井的工作周期，定期組織工作開(kāi)展。在清蠟通井工作過(guò)程中需要保障其工作效率，清蠟時(shí)需要保障不會(huì)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(kāi)展。每次清蠟工作結(jié)束后，都需要及時(shí)建立工作臺(tái)賬，將清蠟過(guò)程中的實(shí)際操作、作業(yè)時(shí)間等方面及時(shí)記錄，如果日后出現(xiàn)問(wèn)題能夠有所依據(jù)，同時(shí)也能為以后的清蠟通井工作提供信息支持。

4 對(duì)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(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，潛油電泵控制柜的功能實(shí)現(xiàn)能夠?yàn)闈撚碗姳锰峁┝己玫谋Ｕ献饔?。但是因?yàn)闈撚碗姳每刂乒駜?nèi)部結(jié)構(gòu)存在復(fù)雜性，對(duì)其進(jìn)行維修保養(yǎng)工作時(shí)往往需要維保人員具有較強(qiáng)的專業(yè)能力與操作水平，為后續(xù)的維保工作帶來(lái)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(hù)功能維持在統(tǒng)一狀態(tài)，加強(qiáng)控制柜的信息化、自動(dòng)化程度，盡量減少對(duì)繼電器等元件的依賴，減少故障產(chǎn)生因素。

（2）升級(jí)保護(hù)中心接線方式。潛油電泵控制柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)中擁有許多關(guān)鍵零部件，這些部件的保護(hù)中心擁有十分重要的功能，其中涉及接線端子，組成結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，需要投入大量的資源。而且，因?yàn)樵谶M(jìn)行維修更換作業(yè)過(guò)程中，潛油電泵要停機(jī)才能保障維修作業(yè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為后續(xù)的油井開(kāi)采以及相關(guān)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(shí)還能保障維修效率與更換質(zhì)量。保護(hù)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，往往需要大量的更換時(shí)間。運(yùn)用插接式方法能夠保障維修的規(guī)范開(kāi)展，還節(jié)省了許多的更換時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，潛油電泵控制柜是電泵井的重要組成部分，對(duì)控制柜的有效管理與維修是確保電泵井安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要抓手，也是保障油井高效率推進(jìn)的關(guān)鍵工作。如果不能對(duì)潛油電泵控制柜中產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行及時(shí)排查與明確，為后續(xù)的工作也會(huì)帶來(lái)許多不利影響。因此，相關(guān)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(jiàn)故障及處理、加強(qiáng)潛油電泵井的現(xiàn)場(chǎng)處理質(zhì)量，針對(duì)性采取有效措施，避免同一故障的反復(fù)發(fā)生。與此同時(shí)，也需要對(duì)相關(guān)制度進(jìn)行優(yōu)化完善，加強(qiáng)人員管理工作，提高操作人員的專業(yè)能力，促進(jìn)油田工作的高質(zhì)量、可持續(xù)推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)油田經(jīng)濟(jì)效益最大化的目的。