电动钻机电控系统故障排除技术

安然

【摘要】针对电动钻机的关键部分电气控制系统经常出现一些故障，对其发生的原因进行了分析，探讨了一些解决电气控制系统运行故障的的方法与措施。

【关键词】电动钻机 现场故障 技术措施

随着电动钻机在石油钻井技术的广泛采用，电动钻机的高效稳定运行显得尤为重要。如经常使用的70DB电动变频设备，整个控制系统共有4个发电机控制柜（GC），1个发电机控制电池柜（GCP），2个控制单元柜（CU），1个翻排柜（PL），1个PLC柜（Pc），5个软启动柜（ss），2个电源柜（PB），3个供电柜（PS），3个整流柜（RU），2个制动单元柜（BU）和6个逆变柜，其中6个逆变柜“一对一”驱动6台交流变频主电机，分别是绞车A，绞车B，转盘和1、2、3号泥浆泵。

1电控系统现存主要问题及解决方法

1.1绞车A、绞车B和转盘在运行过程中有时会自动停。

常见原因：绞车或转盘的编码器损坏;编码器联轴节断裂;控制线的屏蔽不好造成干扰;风机或润滑泵跳闸。

解决方法：若电机显示有转矩无转速，故障代码通常显示F07902，说明编码器损坏，更换编码器;若AOP30面板上报变频器相关故障，如F31100，F31131，F30887，F30885等，则是编码器控制线的屏蔽不好受干扰导致，做好接地抗干扰工作，将感应电释放出去，一般故障会消失;若是风机和润滑泵跳闸导致，查到短路点，重新接线做好绝缘工作。

1.2CU320有时会报故障无法正常启动或逆变柜内的风机无法启动。

常见原因：6个逆变柜内所需电源是由柜内下端的电源母排提供的，柜与柜之间的母排插接件连接在搬家途中颠掉或颠松，导致有的逆变柜无法送上电。

解决方法：查看插接件，检查固定好，故障消失。

1.3整个系统停止运行，CPU显示外部故障，系统故障，通讯故障。

常见原因：profibus通讯总线插头松动;相关模块损坏;房端接线室的接地端导电性不良。故障代码通常显示F01910。

解决方法：检查接地线端子的地线是否缺水，电阻是否合适。检查profibus通讯总线插头若松动并固定;如果故障依然存在，检查PLC系统中的各非冗余模块若损坏更换相应模块。

1.4整个电控系统停止运行，CPU显示外部故障，系统故障，同时PC柜内给通讯模块提供24V电源的SITOP电源亮黄灯，显示过载。

常见原因：SITOP电源坏;该SITOP电源所带负载里有短路或接地的情况发生。

解决方法：单独取下该SITOP电源，测量输出电压不正常更换即可;若电源模块正常，则根据图纸分别测量该电源的负载里若有短路或接地的情况发生。

1.5VFD的空调不运行或制冷效果不理想导致室内温度过高。

常见原因：因地处风沙环境，空调外机风扇马达密封不好易进沙子，电机烧坏，或缺、漏氟里昂，导致压力开关跳开，主继电器不吸合，压缩机不运行。

解决方法：定期检查空调外机风扇马达运转是否自如;用压力表检测压缩机是否缺氟利昂。

1.6发电机不好并车。

常见原因：出厂时未加载试验，或试验负荷小。

解決方法：不好并车时，卸掉部分负荷再并车，或耐心等待一段时间。

1.7 B绞车的逆变柜的保险丝烧坏。

常见原因：该逆变柜的L37空气开关的预充电结构部分不是很可靠，有时L37无法很好的控制峰值电流，导致保险丝烧坏。故障代码通常为F30027。

解决方法：搬家以及平时，不需要检修B绞车逆变柜的时候尽量不拉闸，第一次成功上电后L37始终保持在“AUTO”位，一旦保险丝烧坏，及时更换型号相符的保险丝。

1.8触摸屏上的游车高度不显示。

常见原因：滚筒编码器损坏;滚筒编码器联轴节断裂;FM350计数器模块损坏;程序有误，无输入值。

解决方法：检查滚筒编码器以及联轴节，若损坏更换;检查FM350计数器模块，若滚筒转起来后，模块没有输入显示，绿灯不闪烁，说明模块损坏，更换即可;若硬件没有问题，则考虑是程序有误，需要更改游车高度程序块的输入参数。

1.9三台泥浆泵的泵冲累计在触摸屏上显示不准确或不显示。

常见原因：泵冲传感器无电压输入或输入电压低;泵冲传感器损坏;泵冲传感器的安装位置不适当。

解决方法：测量泵冲传感器的输入电压是否为24V，若电压不正常，找出泵冲控制线断点连接即可;若输入电压正常，接通电源后查看泵冲传感器里的红色指示灯不亮说明已坏需要更换;如果指示灯也亮，调整泵冲传感器在泵体的安装位置，若都不闪烁，说明该泵冲传感器损坏，需更换。

2电控系统日常维护

2.1严格控制VFD房的室温和湿度，保持室内及柜机清洁。

2.2每次做控制线的插头插件时，及时把屏蔽层连接好。每次搬家前，都要将拆下来的各个控制线的线头包好，尤其要将编码器的航空插接头固定在适当位置，防止磕碰。

2.3安装时，所有控制线的插接件都要小心得对准线号插接。定期清洁空调的外机散热片，利于空调制冷散热。

2.4严格执行岗位巡检，及时发现设备与正常运行时的异常现象或报警提示，并排查解决故障点。

2.5当任何一个绞车编码器有问题导致停转时，若负荷允许，在检修的同时可以暂时用一台绞车，但必须把另一台挂到空档位，防止齿轮不同步磨损轮齿。安装过程中，绞车和转盘的编码器控制线的航空插接件接好后，要做好绝缘与固定。

2.6严格按照操作顺序和操作要求执行。严禁用水枪冲电机、编码器及接线盒。

2.7定期轮流使用绞车两个电机润滑泵。对于双冗余结构，视情况把两路倒替使用，防止通讯模块受潮。搬家过程中，要保持VFD房内无杂物。

3配套改进对策

3.1 CU320的电源不经过UPS供电的，倒发电机的时候，CU320重启次数较多，应该会降低其使用寿命，若把CU320改成通过UPS供电，应该会更好。

3.2实际上这套设备可以不用来回的倒换主发电机和辅助发电机，但是在两路同时用的情况下逆变开关L37会合不上闸，因此整个线路的设计需要重新考虑一下。

3.3发电机控制柜的4个控制线，固定在VFD房端的那侧接头，有正扣也有反扣，易把方向拧错，若把所有的插头都设计为正扣的方向，即可避免。

3.4若将重负荷下的发电机并车调试到在较短时间内就能成功上线的状态下，自动并车会更好用。

3.5电控系统的DRIVE CLI-Q线的铺设时拉的过紧，易造成水晶头的插接不牢靠。所以可以在铺设时选用较长的DRIVE CLI-Q线。