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精品论文 参考文献 电动钻机交流变频控制系统常见故障解析 Analysis of Common Fault of Electric Rig Ac Frequency Conversion Control System王勇WANG Yong曰孙鹏SUN Peng曰王德亮WANG De-liang（川庆钻探公司长庆钻井总公司，榆林718500）（Chuanqing Drilling Co.，Ltd.，Changqing Drilling General Corporation，Yulin 718500，China） 　　摘要：交流变频系统在钻井现场使用以来，由于部件老化或设备频繁搬迁安装或者设备改造等变更情况的发生，导致一些故障的产生，通过对这些故障原因解决措施的分析，对变频系统的维护及故障排除起到指导作用。 　　Abstract: The ac frequency conversion system is used in drilling field for a long time, which leads to some faults due to componentaging, frequent relocation and installation of equipment or equipment reformation. The analysis of these measures of solving the faultproblem plays a guiding role in maintenance and troubleshooting of the frequency conversion system. 　　关键词院钻井装备；交流变频；变频控制；故障分析Key words: drilling equipment；ac frequency conversion；frequency conversion control；fault analysis中图分类号院TE922 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）23-0037-02 　　0 引言电动钻机交流变频控制系统在石油钻井领域有着广泛的应用，主要用于控制和调节三相交流异步电机的转速，其主要特点是性能稳定、组合功能丰富、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性、超强的过载能力等。目前，其应用的钻机类型主要有转盘单独交流变频驱动和绞车、转盘、泥浆泵交流变频驱动两种。在实际使用过程中，有一些常见的故障，下面对这些故障进行解析。 　　1 变频柜元器件老化爆裂故障经过：2013 年3 月9 日，某40LDB 钻井队正在2900 米左右滑动钻进，转盘处于使能状态，司钻操作手轮转动转盘时，发现无任何反应，电工到VFD 房检查，有烧焦的气味，立即断电起钻。技术人员到井后对变频柜进行了检查，发现整流控制板、CUVC 板、IGBT 模块及IGBT 触发板都有烧损的痕迹。原因分析，经过检查，是由于整流控制板上一个元器件爆裂，导致其散热片脱落至电容组插槽处，造成短路，瞬间缺相，造成IGBT 炸裂，同时造成触发板、CBP 板、EB1 板损坏。在修理的过程中，由于检测手段缺乏，只能频繁换件调试，修理难度很大，费用也比较高。该钻机已投产使用近10 年，从未做过预防性维修，由于6SE70 系列变频柜拆卸比较繁琐，风险较高，除尘保养也是停留在表面，打开后积尘也比较严重。建议对使用超过5 年以上的变频器及控制系统进行无故障预维修，对元器件、电路板进行分类检测，不合格的坚决予以更换。确定变频器倒换制度，难点是需要专业的维修队伍及实验装置。 　　 　　2 通讯故障案例1，某50LDB 钻机原井场井架推移后，PLC 状态无法实现对转盘的控制，但是旁路控制正常，无故障报警，通讯板工作灯显示正常，经过反复检查发现通讯总线在CPU 处正负极性接反，但可以确定的是，厂家在设备配套时就已接反，在正常工作一年后才暴露出来。案例2，某50LDB 钻机在原井场井架推移后，PLC 状态和旁路状态下均无法控制转盘工作，变频柜PMU 显示F082 通讯故障。 　　故障排除方法，将通讯线路上个DP 插头终端电阻，逐一打开，确定故障点，最后确定触摸屏通讯接口损坏。通讯故障在变频控制系统中比较常见，主要有，通讯线故障如短路、断路、接地等，检查方法就是用万用表量通断，相对比较简单。如果是CBP 板、EB1 板损坏，由于没有检测设备，现场需要有相应的配件，通过更换电路板来确定故障点。 　　通讯故障在安装后容易出现，要求现场人员安装标准要高，通讯线及其它控制线与动力线路分开，布线合理，连接牢靠，专人安装调试。 　　3 变频柜线路内部连接故障故障经过：某40LDB 钻机在安装完成后调试转盘，转盘使能后