油田生產(chǎn)現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備研究論文
摘要：分析油田生產(chǎn)現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備意外啟動(dòng)的形式與因素，對(duì)機(jī)電設(shè)備意外啟動(dòng)安全防范進(jìn)行深度研究，從而提出避免出現(xiàn)機(jī)電設(shè)備意外啟動(dòng)的對(duì)策，以保證油田開采現(xiàn)場的安全性。
關(guān)鍵詞：油田生產(chǎn);機(jī)電設(shè)備;意外啟動(dòng);防范對(duì)策
油田機(jī)電設(shè)備可以大大提高油氣生產(chǎn)效率，在油田開發(fā)中起著非常重要的作用。機(jī)電設(shè)備能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而取代一部分人工勞力，具有使用分散、種類復(fù)雜、數(shù)量多、啟動(dòng)方法多樣的特點(diǎn)。在油田日常開發(fā)生產(chǎn)中，受到機(jī)械故障、運(yùn)行異常、人為損壞、第三方破壞等影響，時(shí)常會(huì)產(chǎn)生機(jī)電設(shè)備意外啟動(dòng)的情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。
1油田生產(chǎn)現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備意外啟動(dòng)的原因
1.1機(jī)電自身因素造成設(shè)備意外啟動(dòng)。機(jī)電設(shè)備控制電纜由于自身的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，在使用一段時(shí)間之后控制電纜芯線出現(xiàn)了短路問題，機(jī)械啟動(dòng)不受“啟動(dòng)按鈕”的控制，從而出現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)情況；設(shè)備控制電纜由于沒有按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行敷設(shè)，包括深埋度不夠、電纜缺乏保護(hù)磚塊、中間接頭沒有處理好、沒有配置保護(hù)套管、與其他電纜設(shè)施纏繞、距離高溫距離過近等，這些都會(huì)造成電纜線芯之間的絕緣，使電阻下降造成短路，從而引發(fā)自動(dòng)啟動(dòng)；部分機(jī)電設(shè)備的啟動(dòng)按鈕采用了復(fù)位彈簧回力激勵(lì)，在按下停止按鈕時(shí)，出現(xiàn)彈簧復(fù)位不到位的情況，再加上受外界因素的影響，比如溫度變化、振動(dòng)等，嚴(yán)重影響下彈簧突然復(fù)位從而導(dǎo)致啟動(dòng)按鈕觸頭狀態(tài)出現(xiàn)變化，致使機(jī)械設(shè)備意外啟動(dòng)；在智能化時(shí)代下，很多的機(jī)電設(shè)備都設(shè)有自動(dòng)啟動(dòng)、暫停的功能，例如雙容積分離器配套的齒輪泵等，由于自動(dòng)控制系統(tǒng)造成設(shè)備意外啟動(dòng)[1]。
1.2人為因素造成設(shè)備意外啟動(dòng)�，F(xiàn)場工作人員在日常操作中誤動(dòng)啟動(dòng)按鈕，從而造成意外啟動(dòng)問題；施工現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)備在沒有清楚的標(biāo)注或掌握不清的'情況下，憑借個(gè)人主觀判斷錯(cuò)誤，誤按啟動(dòng)按鈕，從而出現(xiàn)非預(yù)期的設(shè)備啟動(dòng)；在機(jī)電設(shè)備日常養(yǎng)護(hù)當(dāng)中沒有切斷總電源，沒有在總電源控制開關(guān)位置懸掛警示標(biāo)牌，缺少工作人員監(jiān)護(hù)，導(dǎo)致一些不知情的工作人員出現(xiàn)誤操作；在一些隱性位置啟動(dòng)機(jī)電設(shè)備時(shí)，沒有清楚地看到是否有人操控設(shè)備、設(shè)備工況是否良好，武斷按下啟動(dòng)按鈕造成設(shè)備啟動(dòng)；外界因素對(duì)機(jī)電設(shè)備電纜造成損害，比如重機(jī)械運(yùn)行損傷電纜造成短路等，從而出現(xiàn)誤啟動(dòng)；在配電室進(jìn)行設(shè)備檢修過程中，誤觸控制機(jī)電設(shè)備的主電路。
2油田生產(chǎn)現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備意外啟動(dòng)的防范通過分析
A油田生產(chǎn)現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備意外啟動(dòng)的原因可知，要想降低誤啟動(dòng)幾率，需要從技術(shù)層面和人為因素層面出發(fā)。
2.1更換啟動(dòng)形式。A油田地設(shè)6kV配電室，選用12臺(tái)KYN28A型高壓開關(guān)柜向通風(fēng)機(jī)配電，其中所用變壓器柜兩臺(tái)（變壓器選用6/0.4kV80kVA干式變壓器）用于向380/220V低壓負(fù)荷供電；兩回6kV電源引自油井工業(yè)場地35kV變電所6kV母線不同母線段，一回工作，一回備用。該系統(tǒng)主要采用了變頻啟動(dòng)方法，風(fēng)機(jī)內(nèi)部裝設(shè)了防爆型電機(jī)，主通風(fēng)機(jī)平臺(tái)和配電室也配備了防雷、防靜電、防火的措施。局扇供電設(shè)置了兩臺(tái)局扇專用移動(dòng)變電站，型號(hào)是KBSGZY-T-315/66/1.2kV，主要作用于局扇電源，實(shí)現(xiàn)了“三�！惫╇娦问健＞蜻M(jìn)工作面主要采用風(fēng)電油氣閉鎖開關(guān)，用作風(fēng)電閉鎖和油氣電閉鎖[2]。在局扇控制面采用了隔爆型雙風(fēng)機(jī)組合的真空啟動(dòng)器，這樣即可實(shí)現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)、雙電源的供電系統(tǒng)。但是該方法在實(shí)際應(yīng)用中由于缺乏靈活性，會(huì)偶爾出現(xiàn)誤啟動(dòng)的情況，嚴(yán)重影響施工安全，通過多方的調(diào)節(jié)和分析，最終將現(xiàn)有方案進(jìn)行更改�，F(xiàn)行幾點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行主要是在掘進(jìn)工作面局扇上設(shè)置兩臺(tái)專用移動(dòng)變電站，其型號(hào)為KBSGZY-T-500/66/1.2kV，用作局扇電源，通�？梢詫�(shí)現(xiàn)“三專”供電。在油井工作面采用了風(fēng)電油氣閉鎖開關(guān)，主要是用于風(fēng)電閉鎖和油氣閉鎖[3]。更換設(shè)備啟動(dòng)器，采用隔爆型雙風(fēng)機(jī)組的真空電磁啟動(dòng)器，從而實(shí)現(xiàn)雙風(fēng)機(jī)、雙電源的形態(tài)。通過調(diào)整可以將變電站的變壓器容量從315kVA變?yōu)?00kVA。不僅可以降低機(jī)電設(shè)備的誤啟動(dòng)幾率，同時(shí)還能夠提供更高的電能。
2.2通過引入不同母線段選擇井筒電纜。不同油田井下的電纜回?cái)?shù)不同，以常見的四回為例，通過引入地面35kV變電所6kV不同母線段，引至井下主變電所。這樣即可保證井下兩回電纜正常運(yùn)行，剩余兩回主要是備用，如果電纜出現(xiàn)故障或短路，即可迅速將另外兩回電纜投入使用，這樣可保證線纜正常運(yùn)行，避免在短路故障時(shí)出現(xiàn)誤啟動(dòng)情況。變電所母線是單母線三段接線形式，并設(shè)置兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)用的高爆開關(guān)，電纜主要選擇交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，并沿著井筒敷設(shè)[4]。為了能夠降低誤動(dòng)幾率、提高施工安全，可以對(duì)上述線纜系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步完善。將線纜增設(shè)到5回，并引起地面上35kV變電所6kV不同母線段，延伸到回電纜中，這樣就會(huì)同時(shí)下入三回電纜，其中的兩回正常運(yùn)行，一回備用。如果運(yùn)行兩回中的一回出現(xiàn)故障即可讓備用線纜運(yùn)行，保證機(jī)電設(shè)備運(yùn)行負(fù)載正常。變電所墊木采用單母線三段連接法，并在兩臺(tái)聯(lián)絡(luò)中安裝高爆開關(guān)，其余井下電纜都采用交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，長度為2.5km，兩回電纜都沿著行人斜井井筒敷設(shè)，一回沿著住斜井井筒敷設(shè)。剩余兩回采用交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，長度為2.0km，將電纜沿著行人斜井井筒延伸到主變電所的高爆開關(guān)中，這樣即可形成專用移動(dòng)供電形式，除了可以提高供電的靈活性外，還可以避免電纜、井筒損壞而出現(xiàn)啟動(dòng)問題。
2.3提高電壓質(zhì)量。中央變電所最初是采用了1.2kV配電裝置、KBZ型隔爆型真空饋電開關(guān)，其中配置一臺(tái)型號(hào)為KBSG-800/66±5%/1.2kV的變壓器，并在KBZ采用了防爆真空饋電開關(guān)，無極繩絞車等及照明用電采用了1.2kV電源供電，中央變電所向主水泵房變電所供應(yīng)兩回6kV電源。雖然理論上此配電形式較為理想，但是壓力不穩(wěn)定，在用電高峰期容易造成機(jī)電設(shè)備意外關(guān)閉和啟動(dòng)的情況。通過將1.2kV配電裝置采用KJZ型隔爆型真空饋電開關(guān)的形式即可提高電壓質(zhì)量。采用二代變壓器，型號(hào)為KBSG2-T-800/66±5%/1.2kV，同樣設(shè)置隔爆型真空饋電開關(guān)，主排水泵房主要是采用6kV電源供電，同時(shí)也負(fù)責(zé)730膠帶機(jī)頭、4號(hào)煤膠帶機(jī)頭移變用電。這樣可以進(jìn)一步穩(wěn)定1.2kV電源電壓，除了可以實(shí)現(xiàn)照明用電外，還可以用作其他方面，比如應(yīng)急用電等。避免因?yàn)殡妷翰环�(wěn)的問題造成意外啟動(dòng)[5]。
2.4選用合理的真空斷路器。按照最為常見的機(jī)電系統(tǒng)為例，主要采用110kV變電站35kV母線側(cè)短路容量按無窮大進(jìn)行計(jì)算，短路電流取最大運(yùn)行方式，基準(zhǔn)容量為100MVA。重點(diǎn)短路點(diǎn)為35kV變電站6kV母線、油田生產(chǎn)現(xiàn)場地變電所6kV母線、井下變電所為6kV母線工業(yè)場地變電所，所應(yīng)用的短路參數(shù)為X、短路電流Id、Isc（三相短路暫態(tài)電流沖擊值=2.55Id）、Isy（三相短路暫態(tài)電流有效值=1.52Id）。本油田工程線路單相接地容量是IC=10.9A，結(jié)合相關(guān)電力設(shè)計(jì)規(guī)范要求，6kV系統(tǒng)單相接地故障電流限制在10A以內(nèi)。這就需要在油井35kV變電所6kV母線段設(shè)置消弧線圈補(bǔ)償裝置，從而限制了單相接地電容電力。通過實(shí)踐表明，MHK-180型消弧線圈補(bǔ)償裝置的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整范圍是3～50A；結(jié)合短路電流計(jì)算和開關(guān)柜電氣配置，斷路器可以選用ZN23-40.5/1600,31.5kA型真空斷路器；6kV選用ZN65-12/630,20kA型真空斷路器即可滿足控制短路的要求。
2.5加強(qiáng)對(duì)人為因素的控制。除了上述技術(shù)性的意外啟動(dòng)因素外，還需要加強(qiáng)工作人員管理工作，加強(qiáng)崗位人員的安全培訓(xùn)工作，充分掌握各類機(jī)電設(shè)備的安全風(fēng)險(xiǎn)，并落實(shí)相應(yīng)的安全防范措施。定期對(duì)電纜絕緣電阻展開檢測，如果通過技術(shù)手段無法調(diào)整電阻值，則需要將其更換。新電纜必須要做好質(zhì)量把關(guān)工作，在敷設(shè)當(dāng)中做好保護(hù)，保證電纜絕緣性能良好，敷設(shè)線纜過程中需要避開容易受到機(jī)械操作的區(qū)域，并按照電纜敷設(shè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。定期檢查對(duì)機(jī)電設(shè)備啟停按鈕的彈簧復(fù)位工作。對(duì)于已經(jīng)停運(yùn)的設(shè)備來說，需要及時(shí)將變電站的電閘切斷，并設(shè)立警示牌，派專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)，在機(jī)電設(shè)備拆除過程中，要在完全斷電的條件下進(jìn)行，將設(shè)備兩端的電纜拆除。同時(shí)采用防誤動(dòng)措施，采用封閉按鈕或拆除啟動(dòng)電路的方法，避免出現(xiàn)誤啟動(dòng)。
3結(jié)語
機(jī)電設(shè)備是油田生產(chǎn)中不可或缺的機(jī)械設(shè)備，為了能夠減少機(jī)電設(shè)備誤啟動(dòng)問題，必須要做好完善的防護(hù)措施，加強(qiáng)技術(shù)層面的改進(jìn)工作，包括平穩(wěn)電壓、合理選擇電纜、控制電流、調(diào)整啟動(dòng)形式等，并最大程度上降低人為因素的影響，保證油田開采安全。
參考文獻(xiàn)
[1]劉春建.簡析機(jī)電設(shè)備故障與維修管理[J].科技與企業(yè)，2014（7）：342-343.
[2]孟艷森.關(guān)于綜采機(jī)電故障診斷技術(shù)的探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（27）：71-73.
[3]楊海龍.機(jī)電設(shè)備故障產(chǎn)生的因素與維修[J].黑龍江科技信息，2015（28）：134-136.
[4]何建川，王小勇，陸濤.油田生產(chǎn)現(xiàn)場機(jī)電設(shè)備意外啟動(dòng)的防范與對(duì)策[J].安全，2015，36（10）：46-48.
[5]楊會(huì)軍.探討數(shù)控機(jī)電設(shè)備的故障診斷與維修[J].河北農(nóng)機(jī)，2017（7）：49-51.
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