关于钻井电气设备的现场应用
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摘 要：目前，我国成套石油钻机设备在许多方面已经达到或接近国际先进水平。石油钻井用的钻机是一套联合机组，因为钻机从动力机到各个工作机或井底钻具之间有着不同的能量转换方式和传递路线，它的传动与控制系统比较复杂，因此对于这些钻井电气设备的应用都有着严格的要求，设备的现场控制操作都有具体的操作规范。本文将结合实际谈谈钻井相关电气设备使用过程中应该注意的问题。
关键词：钻井设备；电控系统；SCR
中图分类号：TE22 文献标识码：A
1 钻井电气设备安装要求
1.1 钻台设备和机泵房设备
底座-起放底座人字架-起放钻机爬坡电缆槽架-绞车前、后梁-转盘梁-绞车-转盘-钻台铺板-井口机械化工具-司钻偏房-起放井架人字梁-井架-天车-钻井泵-循环罐-高压管汇-柴油发电机组-SCR（MCC）房-油罐-爬犁-材料房-值班房-野营房。钻机安装及操作人员应先仔细阅读使用说明书，明确要求和规定，熟悉钻机总体、配套及各部件结构特性、质量、尺寸等，做好前期的各项准备工作。
底座-钻机爬坡电缆槽架-绞车/转盘-井架-天车-游车-大钩-穿大绳-起升井架-柴油发电机组-SCR（MCC）房-钻井泵-起升底座-坡道-猫头-滑道-提升机-固控循环系统-油罐-爬犁-材料房-值班房-野营房-其它。绞车：按钻机电气传动的要求连接绞车各部位电缆。特别说明的是：在绞车的司钻房内有一个电机惯性刹车控制电磁阀和一个转盘惯性刹车控制电磁阀，应同相应的SCR控制电缆连接。
1.2 电控制系统和动力系统
钻机传动系统的基本功用是将动力机发出的动力分别传送给各工作机，即绞车、转盘、钻井泵等，主要解决增矩减速、变矩变速、并车、正倒车以及传动脱离或挂合问题。由动力机到工作机的传动系统，有的很简单，有的则比较复杂。不可调速的动力机不能满足绞车或转盘的要求，传动系统就是要解决变速变矩的问题。SCR房摆放平整，动力线、控制线走向合理，各种仪表齐全灵敏可靠，各种元件齐全、无松动和损坏，控制柜检修维护挂牌标识。司钻控制房应该按标准摆放，四周固定牢固，不摇摆晃动。
发电机组按标准安装、固定牢靠，护罩及零部件齐全，各种仪表齐全、灵敏可靠，停机维护保养检查挂牌标识，油气路管线无渗漏。柴油发电机组所加的油、防冻液必须按标准加注，设备紧急停车保护装置灵敏可靠，保养落实有记录。SL-12寿力螺杆压缩机：压缩机、储气罐及管线按工艺流程要求安装、固定牢靠，护罩及零部件齐全，各种仪表灵敏可靠，压力调节阀按要求调节，保险阀灵敏、安全可靠，储气罐定期检验。
1.3 电机轴和转盘独立驱动装置的安装
电机轴的安装找正同辅助刹车基本相同，不再赘述。只是各轴间的端跳应不大于+0.13mm，径跳应不大于0.25mm。直流电机的安装找正：直流电机与输入轴通过万向轴连接并在厂内进行了组装和找正，通常与万向轴连接的两法兰的平行度应达到0.3mm。找正后，即用定位块将直流电机固定。转盘独立驱动装置的电机与底座的右上座装在一起，存放时应注意不要让电机受潮、和损坏。
2 钻井电气设备的现场调试
钻机安装后应严格按照钻机井场布置要求位置尺寸摆放、组装。对线路应进行全面检查，应安全、美观、整齐。电线、开关和灯具应固定牢靠。检查井架、底座销子和别针应齐全，栏杆与插座应安装可靠。启动电机连续运转时间不允许超过5s，一次启动不成功，再次启动间隔时间应超过10s。）保持清洁干燥，防止受潮，并定期给轴承加注脂。调整控制屏上电压整定电位器，逐渐增加负载，同时调整转速和电压，送电前空载电压升到400V，频率47Hz以上，不超过51Hz后平稳运行，方可送电。停机前应逐步卸去空载，空载后，按动主开关按钮断电，将柴油机转速逐渐减至600r/min后方可停机。
以ZJ70/4500DZ钻机为例其调试包括柴油发电机组的调试；SCR（MCC）的调试；气源净化设备的调试；液压盘式刹车的调试；电磁涡流刹车的调试；绞车的调试：检查并确保护罩装配齐全、管线连接正确、牢靠。各点应加注足量的油。打开底座储气罐上的球阀向绞车供气。绞车调整要求：各操作准确、灵活；各部位密封良好，不得有渗、漏油现象；油压稳定，点油量适宜；运转平稳，无异常振动和响声；各部位轴承温升正常。钻井泵组的调试；井口机械化工具的调试；钻井仪表的调试等。
3 钻机的气控系统
钻机的控制系统按控制方式分为机械控制、气动控制、液压控制、电控制及综合控制等几种（目前最常用的是气动控制），气控系统主要由供气机构、发令机构、传令机构、执行机构四个部分组成。主要功能是控制柴油机的启动、停车、调速和联动机并车与停车；控制绞车换档及绞车、转盘、钻井泵的启动与停止；控制绞车、转盘的转速和转动方向；控制滚筒刹车、猫头的运转与停止；控制气动卡瓦、液气大钳、气动旋扣器、顶部驱动装置等起下钻操作机械；控制气动绞车、防碰天车装置、自动送钻装置及井口防喷器装置；控制空气压缩机、发电机、除砂泵、离心泵、搅拌机等装置；控制井架底座的升降、井架的起、放、缓冲作用。
钻机的气源设备由空气压缩机、压缩空气处理装置（冷却器、油水分离器、干燥器、除尘器）和贮气罐三部分组成。控制阀有压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀三大类。钻机气控系统的使用安全技术要求主要有：气控系统的工作压力应保持在规定的范围内；要防止压缩空气的漏失。
4 现场作业安全防护
电气设备的安全防护是非常关键的，接地线或撤去地线时应穿上防护服，并使用绝缘工具（带电操作杆）。配发的橡胶绝缘防护装备要定期清洁和进行通电测试，通电作业工具使用前应进行清洁和检查，如怀疑其绝缘值应进行绝缘测试，另外玻璃纤维把手工具由制造商按100kV/ft进行测试，作业中按75kV/ft进行测试。对于更复杂的任务，如设备修理、电气装置的改造，应由了解其危险性和预防措施的人员进行。禁止在暴露的设备带电元件上或附近作业，除非该作业不能避免，并已采取适当的预防措施，防止作业人员和该区域的其它人员受到伤害。
参考文献
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