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钻井用电机故障分析

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摘要:依据钻井用电机的结构和工作原理,分析电机的故障类型和常见故障,针对不同的故障因素,制定科学合理的电机设备维护机制,提高操作人员技术水平和设备管理意识,建立设备故障考核机制。

关键词:电机;故障;钻井

0引言

随着科技的进步发展,钻井工作中电机的使用更加频繁,三相无刷电机也被使用在石油钻井工作中,发挥着巨大的作用,提高了钻井的工作效率,降低了能源的消耗。作为钻井中最为重要的动力设备,对钻井的工作效率起到决定性的作用。电机是钻井过程中关键的设备,若因电机故障导致钻井工作的停止,就会影响施工进度和工程质量,也会带来一定的经济损失。生产中的安全隐患,不仅增加设备维护成本,如果处理不当,还会造成操作人员的身体伤害,严重时导致生产事故的发生。所以,必须采取必要的措施,减少各类故障的发生。

1电机的结构与工作原理

由于三相无刷电机,电流可以不转变方向(减少电流的影响),转速较为灵活,每分钟转速可以到达几十万转,运行较为稳定,不仅使用时间较长,而且维护与保养也极为方便。此类电机主要分为两部分,一个是定子,另一个是转子。转子是围绕轴转动的部件,定子是固定不动的部件,其他部分还包括固定底座、机顶盖子、冷却风扇、旋转轴承等。电机通过电磁效应使电能转换为机械能,利用逆变器指导电流的导通和关闭,让转子在电磁的作用下形成旋转,旋转的变压器通过增加控制功率管来实现对电机的调控。

2电机故障情况分析

2.1故障类型

(1)退化型故障是较为常见的故障之一,是指电机使用时间过长,导致磨损加剧,产生老化脱落的情况,主要原因是对电机的维护与管理欠佳,缺少科学的设备维护机制。因为电机磨损是不可避免的,如果平时缺乏日常的维护,就会导致磨损的加速,甚至是电机故障而停机。例如,日常维护过程中因巡检人员缺乏责任心,发现有电机老化和磨损现象时未及时处理和上报,甚至存在侥幸心理,再加上缺乏相关的监督机制,操作人员安全意识淡泊等,最终导致重大故障的发生。

(2)损坏型故障是指电机发生变形、腐蚀、燃烧等情况;电机在组装过程中会出现螺丝松动、轴承安装偏差、润滑不佳等情况;电机在运转过程中又会出现异响、振动剧烈、电流变化异常;在维修复位工作中,也容易导致上述故障的发生。

(3)自身性能不佳导致的故障。例如,电机的绝缘性能不佳,散热性能不良,导致电机的温度超过额定的工作温度,电机绕组在钻井工作时处于潮湿的工作环境,容易导致耐电能力下降,绝缘失效等现象,所以绝缘防潮方面的问题是导致电机故障的主要原因之一。

2.2常见故障

(1)启动故障。电机通电后不能启动,并且没有异味和冒烟等情况,出现这种情况的原因可是电源未导通,保险丝熔断,或者电机接线错误、电流过小等,而导致电机无法正常启动。解决方法是,首先检查电机的电源回路,确保电机电源处于接通状态,其次检查保险丝和接线盒,检查电流与电机的线路连接是否正常。

(2)制动故障。在电机运转时运转部件出现异响,电机摩擦一般分为定子和转子间的摩擦、风扇与风扇罩之间的摩擦、定子或转子内部的材料与其他部件的摩擦等,出现这种现象的原因通常是泄漏或温度过高导致润滑剂减少引起润滑不佳,内部有杂质产生时也会产生摩擦异响等问题。当开机有异响出现时,应及时对电机中的转动部分进行逐一排查,增添润滑剂、清理杂质或者将磨损严重的轴承进行更换。

3电机维护

(1)电机出现故障时,要对出现的现象进行多角度的分析,例如,出现定子和转子摩擦导致芯片温度过高,对绝缘材料造成损坏,进而会导致电机内部线路的短路,造成电机因绝缘失效而烧毁。芯片产生过热的原因有:轴承出现变形,安装时出现错位,使用过程中因为泄漏而导致润滑不佳等原因。轴承更换后,需要对轴承进行预热处理,并保持轴承的清洁,补足需要的润滑剂,安装时应保证轴承安装到位,不发生偏差异位。

(2)在钻井过程中,需要对电机的工作状态进行定期养护,建立完善的养护机制,电机的磨损和故障是动设备中发生频率最高的情况,日常养护的好坏直接关系到电机设备故障发生率。因此,建立养护监督机制,不仅需要设备巡检人员严格按照操作规范进行安装、调试和使用,而且需要结合处理故障的经验和方法,科学的制定电机维护保养方案,加强设备人员的技术管理,提高操作人员的责任意识,降低电机设备的故障率。在日常巡检和养护工作中要格外注重细节,例如,发现异常情况要及时上报,及时进行维修整改,严禁将有故障的电机设备带病上岗,保障钻井工作的安全运行,保证工作效率和质量,同时也要不断加强员工的技术水平培训,提高自我学习的积极性,优化设备养护的工作机构,完善各类设备的档案资料,将设备管理列入绩效考核中,激发全员参与设备养护的积极性。

(3)针对电机故障经常发生的问题,例如,绝缘方面的问题,需要从源头上解决,针对不同的工作环境和工作条件,更为合理的选择电机型号,如选择合适的荷载冲击力,按照绝缘性能的最高标准进行选择。设计和选用更为优良的绝缘材料和工艺结构,强调高强度和稳定性,具备合理的维修和处理结构,提高维修保养的实效性,从根本上减少电机故障的发生概率。4结语钻井电机是油田作业中的重要设备,电机的故障发生率较高,因此电机设备故障排查、维护是一项综合性的工作,不仅要掌握钻井用的电机结构和工作原理,了解电机的故障类型和常见故障,针对不同的故障因素,还应制定科学合理的电机设备维护机制。通过提高操作人员技术水平和设备管理意识,建立钻井电机故障考核机制,达到降低电机故障率的目的。

参考文献

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作者:胡彪;鲁运来;罗军;张国辉 单位:中国石油集团西部钻探吐哈钻井公司

电机与控制学报责任编辑:张雨    阅读:人次