胡 彪，魯運來，羅 軍，張國輝

（中國石油集團西部鉆探吐哈鉆井公司，新疆鄯善 838200）

0 引言

隨著科技的進步發(fā)展，鉆井工作中電機的使用更加頻繁，三相無刷電機也被使用在石油鉆井工作中，發(fā)揮著巨大的作用，提高了鉆井的工作效率，降低了能源的消耗。作為鉆井中最為重要的動力設備，對鉆井的工作效率起到?jīng)Q定性的作用。電機是鉆井過程中關鍵的設備，若因電機故障導致鉆井工作的停止，就會影響施工進度和工程質量，也會帶來一定的經(jīng)濟損失。生產(chǎn)中的安全隱患，不僅增加設備維護成本，如果處理不當，還會造成操作人員的身體傷害，嚴重時導致生產(chǎn)事故的發(fā)生。所以，必須采取必要的措施，減少各類故障的發(fā)生。

1 電機的結構與工作原理

由于三相無刷電機，電流可以不轉變方向（減少電流的影響），轉速較為靈活，每分鐘轉速可以到達幾十萬轉，運行較為穩(wěn)定，不僅使用時間較長，而且維護與保養(yǎng)也極為方便。此類電機主要分為兩部分，一個是定子，另一個是轉子。轉子是圍繞軸轉動的部件，定子是固定不動的部件，其他部分還包括固定底座、機頂蓋子、冷卻風扇、旋轉軸承等。電機通過電磁效應使電能轉換為機械能，利用逆變器指導電流的導通和關閉，讓轉子在電磁的作用下形成旋轉，旋轉的變壓器通過增加控制功率管來實現(xiàn)對電機的調控。

2 電機故障情況分析

2.1 故障類型

（1）退化型故障是較為常見的故障之一，是指電機使用時間過長，導致磨損加劇，產(chǎn)生老化脫落的情況，主要原因是對電機的維護與管理欠佳，缺少科學的設備維護機制。因為電機磨損是不可避免的，如果平時缺乏日常的維護，就會導致磨損的加速，甚至是電機故障而停機。例如，日常維護過程中因巡檢人員缺乏責任心，發(fā)現(xiàn)有電機老化和磨損現(xiàn)象時未及時處理和上報，甚至存在僥幸心理，再加上缺乏相關的監(jiān)督機制，操作人員安全意識淡泊等，最終導致重大故障的發(fā)生。

（2）損壞型故障是指電機發(fā)生變形、腐蝕、燃燒等情況；電機在組裝過程中會出現(xiàn)螺絲松動、軸承安裝偏差、潤滑不佳等情況；電機在運轉過程中又會出現(xiàn)異響、振動劇烈、電流變化異常；在維修復位工作中，也容易導致上述故障的發(fā)生。

（3）自身性能不佳導致的故障。例如，電機的絕緣性能不佳，散熱性能不良，導致電機的溫度超過額定的工作溫度，電機繞組在鉆井工作時處于潮濕的工作環(huán)境，容易導致耐電能力下降，絕緣失效等現(xiàn)象，所以絕緣防潮方面的問題是導致電機故障的主要原因之一。

2.2 常見故障

（1）啟動故障。電機通電后不能啟動，并且沒有異味和冒煙等情況，出現(xiàn)這種情況的原因可是電源未導通，保險絲熔斷，或者電機接線錯誤、電流過小等，而導致電機無法正常啟動。解決方法是，首先檢查電機的電源回路，確保電機電源處于接通狀態(tài)，其次檢查保險絲和接線盒，檢查電流與電機的線路連接是否正常。

（2）制動故障。在電機運轉時運轉部件出現(xiàn)異響，電機摩擦一般分為定子和轉子間的摩擦、風扇與風扇罩之間的摩擦、定子或轉子內部的材料與其他部件的摩擦等，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因通常是泄漏或溫度過高導致潤滑劑減少引起潤滑不佳，內部有雜質產(chǎn)生時也會產(chǎn)生摩擦異響等問題。當開機有異響出現(xiàn)時，應及時對電機中的轉動部分進行逐一排查，增添潤滑劑、清理雜質或者將磨損嚴重的軸承進行更換。

3 電機維護

（1）電機出現(xiàn)故障時，要對出現(xiàn)的現(xiàn)象進行多角度的分析，例如，出現(xiàn)定子和轉子摩擦導致芯片溫度過高，對絕緣材料造成損壞，進而會導致電機內部線路的短路，造成電機因絕緣失效而燒毀。芯片產(chǎn)生過熱的原因有：軸承出現(xiàn)變形，安裝時出現(xiàn)錯位，使用過程中因為泄漏而導致潤滑不佳等原因。軸承更換后，需要對軸承進行預熱處理，并保持軸承的清潔，補足需要的潤滑劑，安裝時應保證軸承安裝到位，不發(fā)生偏差異位。

（2）在鉆井過程中，需要對電機的工作狀態(tài)進行定期養(yǎng)護，建立完善的養(yǎng)護機制，電機的磨損和故障是動設備中發(fā)生頻率最高的情況，日常養(yǎng)護的好壞直接關系到電機設備故障發(fā)生率。因此，建立養(yǎng)護監(jiān)督機制，不僅需要設備巡檢人員嚴格按照操作規(guī)范進行安裝、調試和使用，而且需要結合處理故障的經(jīng)驗和方法，科學的制定電機維護保養(yǎng)方案，加強設備人員的技術管理，提高操作人員的責任意識，降低電機設備的故障率。在日常巡檢和養(yǎng)護工作中要格外注重細節(jié)，例如，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時上報，及時進行維修整改，嚴禁將有故障的電機設備帶病上崗，保障鉆井工作的安全運行，保證工作效率和質量，同時也要不斷加強員工的技術水平培訓，提高自我學習的積極性，優(yōu)化設備養(yǎng)護的工作機構，完善各類設備的檔案資料，將設備管理列入績效考核中，激發(fā)全員參與設備養(yǎng)護的積極性。

（3）針對電機故障經(jīng)常發(fā)生的問題，例如，絕緣方面的問題，需要從源頭上解決，針對不同的工作環(huán)境和工作條件，更為合理的選擇電機型號，如選擇合適的荷載沖擊力，按照絕緣性能的最高標準進行選擇。設計和選用更為優(yōu)良的絕緣材料和工藝結構，強調高強度和穩(wěn)定性，具備合理的維修和處理結構，提高維修保養(yǎng)的實效性，從根本上減少電機故障的發(fā)生概率。

4 結語

鉆井電機是油田作業(yè)中的重要設備，電機的故障發(fā)生率較高，因此電機設備故障排查、維護是一項綜合性的工作，不僅要掌握鉆井用的電機結構和工作原理，了解電機的故障類型和常見故障，針對不同的故障因素，還應制定科學合理的電機設備維護機制。通過提高操作人員技術水平和設備管理意識，建立鉆井電機故障考核機制，達到降低電機故障率的目的。

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