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[摘 要]近些年来，数字化直流电、可編程控制及变频技术在钻井设备中使用的越来越多，逐渐替代原有的接触器控制装置，这些技术的使用不仅降低了现场作业人员的劳动强度，而且也提高了钻井效率。然这些科技含量高的设备在现场长时间、高负荷的运转过程中，会出现各种各样的问题，因此这对于现场管理人员的水平提出了要求，使得能够快速、安全的处理设备故障恢复正常运行，本文就钻井现场变频电气设备常遇到的一些问题进行总结，并对故障维修与恢复问题进行探讨。
中图分类号：U226.5+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0072-01
一、钻井电气设备常见的故障
1 电动机的故障
电动机在钻井施工作业中，一般是长时间、连续运转的，电动机出现故障一般较为常见，而电动机故障的发生也对钻井施工影响很大，电动机出现故障的原因主要有：一是电动机内部的绕组出现故障，例如短路，造成局部电路电流电压过高，绕组烧毁而无法正常工作，二是电动机的启动装置---启动器发生了故障，由于两者是直接匹配的，当启动器发生故障时，就会造成电动机发生故障，
2.变频器器的故障
（1）负载与变频器的匹配。电动机运转产生扭矩带动负荷运动，在业内一般讲转矩分为风机泵负载、恒定转矩负载、恒功率负载，在使用过程中，需要根据现场情况、负载大小选定合适的变频器，在现场作业工程中可能会存在作业环境恶劣、负载过大使得原定的变频器与输出扭矩时间匹配性差，长期使用可能会引起变频器的损坏。
（2）变频器发热。电气设备在工作状态下，都会产生内部损耗，内部损耗一方面影响电气设备的使用寿命，一方面影响其使用状态正常与否，变频器内部损耗直接造成变频内部发热，这主要是由于变频器内部主电路损耗造成的，变频器内部损耗其一是在变频器在正常工作状态时，在工作额定范围内正常损耗，其二是电路在非正常状态下的额外损耗，这两种都会造成变频器的发热，其中以第二种发热损耗影响较大。
二、电气设备常见故障原因
1.电气设备故障后替换的元件不符
钻井作业现场一般作业时间长、作业地点远离人群聚集地带，而为了避免设备故障、机械故障对钻井安全产生影响，长期运转的电气设备、机械设备需要定期检查更换易损件及老化的元件，在更换元件时，可能会出现元件暂时性的短缺，维修人员或者现场工作人员为了不耽误正常作业，就会使用某些功能相近、形状相似的元件替代使用，这些元件虽然能够使得电气设备运转，可是毕竟替换的元件与电气设备不是完全匹配的，在电气运转过程中多多少少会造成些负面影响，而维修管理人员疏于检查就会造成电气设备故障的发生。
2.人为操作不符合规范
在人—机操作系统中，人、机器、环境都可能会对作业产生影响，这三个因素中人具有主观能动性，在事故的发生、设备故障中占很大比例，据不完全统计，在钻井现场中，电气设备故障至少有一半以上是由于人为操作不当引起的；这是由于维修人员、工作人员在实际操作过程中技术水平、工作态度、心理素质等多方面综合因素造成的，表现为：一没有按照规定的标准操作规范进行设备的维修与安装，维修或者工作人员在意识上认为自我工作时间长、工作经验足、心理上对自我的操作安全性有自信心就会减少标准操作规范，二盲目操作这种操作引起的电气设备故障或者事故会被上一种违规操作更严重，维修或者工作人员在不了解电气设备性能、工作原理、结构组成、操作流程等方面的情况下，未经过安全人员的检查、监督下盲目的自行的进行电气设备的安装、维修与调试，
三、电气设备故障的检测
1.仪表测量法
对于电气设备发生故障后不能通过直接观察来判断电气设备故障类型或者故障严重程度的需要通过仪器测量法来确定、判断设备故障情况，常用的仪表检测方法有短接法、线路电压法。一般情况下的设备短路电器故障造成的主要原因是过短路、接地、错误接线、断路、电磁或者机械部分。根据实施维修人员的经验分析，出现最多的问题就是断路，这主要包括了虚焊、假焊、熔断器熔断、虚连、导线断路等。要判断是不是断路造成的故障，可以直接用短接法，用一根导线，这根导线的绝缘性能必须良好，将怀疑故障的部位通过这根导线连接起来，如若设备运行正常则就说明这个部位存在断路。
2.线路电压法
此方法是借用电路元件中电压表的测量原理，在已知的线路个点正常电流值的情况下，根据设备的供电方式，采用合理的检测仪器，测量线路各个连接点出的电流值大小，然后与设备正常状态下的数值相比较，就可以发现电气设备发生故障的具体位置。
3.短接法
通过将疑似故障部位的两端采用短线连接的方式来判断，若短线连接以后电气设备依然处于非工作状态，可以排除此部位并非故障部位，反之，则为引起电气设备故障的部位，此方法在现场操作中，由于此方法简单、准确、可靠，因此应用较为广泛。
4.经验判断法
一些故障在一些经验丰富的维修人员眼里，只要通过一定的检查和分便可以轻松检查到故障所在。维修人员根据故障发生大概部位，故障发生的主客观条件，是否存在异味、漏油漏电等，在通过观察其电气运转是否正常，最终判断故障。
5.其他故障检修方法
变比检测法、ALL-Test 法，主要是用来检测变压器故障的；冲击脉冲法和峰值能量法主要检测电机故障的；通过万用表主要检测电路元件故障的。
四、电气设备故障的维修与恢复
1.电气设备工作环境的改善
保持电动机等电气设备的工作环境处于工作工作所要求的环境，即保持湿度、温度、防磁干扰等条件处于正常范围内，对电气设备进行周期性检查，确保设备表面干燥、清洁。对于要求一定的润滑度的设备要保证足够的润滑度，同时在润滑周期将至的时间段内，及时进行润滑。
2.变频器的维修与恢复
（1）变频器谐波。当谐波出现问题时，可以采用加大变频器电源阻抗的方法来解决，变频器内阻抗增大可以产生对直流滤波电容起到缓冲的作用，在变频器容量大于电源容量的情况下，变频器的内阻抗值越大，谐波含量也就会相应的越大，因此在变频器的选择上具有很高的短路阻抗作用对于防止谐波出现问题可以起到很好的减少因谐波引起的设备故障；当谐波出现问题时也可以通过对谐波载波比进行调节来减小谐波问题造成的影响。最有效的办法为选择用专用的变频滤波器对变频器中的谐波电流进行有效的吸收。效果比较明显。（2）变频器过热。变频器过热一般由以下两种情况造成，其一设备工作环境：一般若变频器工作环境温度高，设备本身就是热源，超过设备正常工作的允许温度，设备就会出现故障，针对此种情况，可以通过降低设备所处的温度使设备恢复工作，也可以利用风扇带走热量缓慢降温。其二设备非正常状态下的温度过热，这种情况很有可能是由于电气设备局部出现故障引起变频器温度增加，在此情况下，应该对工作情况进行检查，停止变频设备，直至查出原因及修复至正常。
参考文献
[1] 凡华，蔚龙超.钻井队常用电气设备的维修方法与实践总结[J].科技向导，2012（5）.
中图分类号：U226.5+1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0072-01
一、钻井电气设备常见的故障
1 电动机的故障
电动机在钻井施工作业中，一般是长时间、连续运转的，电动机出现故障一般较为常见，而电动机故障的发生也对钻井施工影响很大，电动机出现故障的原因主要有：一是电动机内部的绕组出现故障，例如短路，造成局部电路电流电压过高，绕组烧毁而无法正常工作，二是电动机的启动装置---启动器发生了故障，由于两者是直接匹配的，当启动器发生故障时，就会造成电动机发生故障，
2.变频器器的故障
（1）负载与变频器的匹配。电动机运转产生扭矩带动负荷运动，在业内一般讲转矩分为风机泵负载、恒定转矩负载、恒功率负载，在使用过程中，需要根据现场情况、负载大小选定合适的变频器，在现场作业工程中可能会存在作业环境恶劣、负载过大使得原定的变频器与输出扭矩时间匹配性差，长期使用可能会引起变频器的损坏。
（2）变频器发热。电气设备在工作状态下，都会产生内部损耗，内部损耗一方面影响电气设备的使用寿命，一方面影响其使用状态正常与否，变频器内部损耗直接造成变频内部发热，这主要是由于变频器内部主电路损耗造成的，变频器内部损耗其一是在变频器在正常工作状态时，在工作额定范围内正常损耗，其二是电路在非正常状态下的额外损耗，这两种都会造成变频器的发热，其中以第二种发热损耗影响较大。
二、电气设备常见故障原因
1.电气设备故障后替换的元件不符
钻井作业现场一般作业时间长、作业地点远离人群聚集地带，而为了避免设备故障、机械故障对钻井安全产生影响，长期运转的电气设备、机械设备需要定期检查更换易损件及老化的元件，在更换元件时，可能会出现元件暂时性的短缺，维修人员或者现场工作人员为了不耽误正常作业，就会使用某些功能相近、形状相似的元件替代使用，这些元件虽然能够使得电气设备运转，可是毕竟替换的元件与电气设备不是完全匹配的，在电气运转过程中多多少少会造成些负面影响，而维修管理人员疏于检查就会造成电气设备故障的发生。
2.人为操作不符合规范
在人—机操作系统中，人、机器、环境都可能会对作业产生影响，这三个因素中人具有主观能动性，在事故的发生、设备故障中占很大比例，据不完全统计，在钻井现场中，电气设备故障至少有一半以上是由于人为操作不当引起的；这是由于维修人员、工作人员在实际操作过程中技术水平、工作态度、心理素质等多方面综合因素造成的，表现为：一没有按照规定的标准操作规范进行设备的维修与安装，维修或者工作人员在意识上认为自我工作时间长、工作经验足、心理上对自我的操作安全性有自信心就会减少标准操作规范，二盲目操作这种操作引起的电气设备故障或者事故会被上一种违规操作更严重，维修或者工作人员在不了解电气设备性能、工作原理、结构组成、操作流程等方面的情况下，未经过安全人员的检查、监督下盲目的自行的进行电气设备的安装、维修与调试，
三、电气设备故障的检测
1.仪表测量法
对于电气设备发生故障后不能通过直接观察来判断电气设备故障类型或者故障严重程度的需要通过仪器测量法来确定、判断设备故障情况，常用的仪表检测方法有短接法、线路电压法。一般情况下的设备短路电器故障造成的主要原因是过短路、接地、错误接线、断路、电磁或者机械部分。根据实施维修人员的经验分析，出现最多的问题就是断路，这主要包括了虚焊、假焊、熔断器熔断、虚连、导线断路等。要判断是不是断路造成的故障，可以直接用短接法，用一根导线，这根导线的绝缘性能必须良好，将怀疑故障的部位通过这根导线连接起来，如若设备运行正常则就说明这个部位存在断路。
2.线路电压法
此方法是借用电路元件中电压表的测量原理，在已知的线路个点正常电流值的情况下，根据设备的供电方式，采用合理的检测仪器，测量线路各个连接点出的电流值大小，然后与设备正常状态下的数值相比较，就可以发现电气设备发生故障的具体位置。
3.短接法
通过将疑似故障部位的两端采用短线连接的方式来判断，若短线连接以后电气设备依然处于非工作状态，可以排除此部位并非故障部位，反之，则为引起电气设备故障的部位，此方法在现场操作中，由于此方法简单、准确、可靠，因此应用较为广泛。
4.经验判断法
一些故障在一些经验丰富的维修人员眼里，只要通过一定的检查和分便可以轻松检查到故障所在。维修人员根据故障发生大概部位，故障发生的主客观条件，是否存在异味、漏油漏电等，在通过观察其电气运转是否正常，最终判断故障。
5.其他故障检修方法
变比检测法、ALL-Test 法，主要是用来检测变压器故障的；冲击脉冲法和峰值能量法主要检测电机故障的；通过万用表主要检测电路元件故障的。
四、电气设备故障的维修与恢复
1.电气设备工作环境的改善
保持电动机等电气设备的工作环境处于工作工作所要求的环境，即保持湿度、温度、防磁干扰等条件处于正常范围内，对电气设备进行周期性检查，确保设备表面干燥、清洁。对于要求一定的润滑度的设备要保证足够的润滑度，同时在润滑周期将至的时间段内，及时进行润滑。
2.变频器的维修与恢复
（1）变频器谐波。当谐波出现问题时，可以采用加大变频器电源阻抗的方法来解决，变频器内阻抗增大可以产生对直流滤波电容起到缓冲的作用，在变频器容量大于电源容量的情况下，变频器的内阻抗值越大，谐波含量也就会相应的越大，因此在变频器的选择上具有很高的短路阻抗作用对于防止谐波出现问题可以起到很好的减少因谐波引起的设备故障；当谐波出现问题时也可以通过对谐波载波比进行调节来减小谐波问题造成的影响。最有效的办法为选择用专用的变频滤波器对变频器中的谐波电流进行有效的吸收。效果比较明显。（2）变频器过热。变频器过热一般由以下两种情况造成，其一设备工作环境：一般若变频器工作环境温度高，设备本身就是热源，超过设备正常工作的允许温度，设备就会出现故障，针对此种情况，可以通过降低设备所处的温度使设备恢复工作，也可以利用风扇带走热量缓慢降温。其二设备非正常状态下的温度过热，这种情况很有可能是由于电气设备局部出现故障引起变频器温度增加，在此情况下，应该对工作情况进行检查，停止变频设备，直至查出原因及修复至正常。
参考文献
[1] 凡华，蔚龙超.钻井队常用电气设备的维修方法与实践总结[J].科技向导，2012（5）.