论文部分内容阅读
摘 要：石油钻采的过程需要着重注意防爆，所以在选用设备的时候需要着重注意设备是否会引起火花或是电弧，是否会在特定区域内导致爆炸的产生。本文通过分析了气体爆炸环境的具体划分以及钻采作业时可以采用的设备，如增安型电机、无火花型电机、正压型电机以及防爆箱、正压型电气设备等，说明了应用于石油钻采使用的防爆装备。
关键词：石油钻采装备；电气产品；防爆型式；应用；
中图分类号：S972.7+4 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01
几年来国家对各行各业的安全更加注重，而进行石油钻探时的工作环境需要经常处于防爆区域，所以钻采时必须使用防爆的电气设备。
一、含爆炸性气体的环境危险区的划分
每一个国家对爆炸区域的划分都有各自的评判标准，我国将爆炸性气体出现的频率以及时间的长短等内容作为评判标准，将环境危险区划分为三个区域，分别是O区、1区以及2区，划分的具体标准如下所示：0区：环境出现爆炸性气体的时间较长或是连续出现的区域（大多数的情况下，0区只存在于密闭的空间环境中，如，贮罐，煤气罐等等）；1区：环境中的爆炸性气体可能由正常的工作运转产生的区域；2区：环境中的爆炸性气体不会由正常的工作运行造成或者即使产生了气体也不会长时间的存在。
二、常用防爆电气装置的应用
根据使用电气设备的环境、工艺等方面的不同，应用的防爆装置也不同，大致可以分为以下几种类型：增安型、隔爆型、正压型、本质安全型、充砂型、浇封型等。
（一）防爆电机。目前，石油钻采的力度越来越大，机器的工作时间越来越长，这样，企业对钻采工具的使用周期、维修时间以及次数、安全性能的要求越来越高，而防爆机又是保证以上各方面的关键，所以，石油钻采系统越来越注重防爆机的安全性能。石油钻采系统经过长期的实践证明，无火花型电机、正压型电机以及增安型比较实用且适用，这些电机也逐渐的进入到行业中去。
1、增安型电机。增安型电机一般在正常的工作过程中，不会产生电火花、电弧或者高温等现象，需要对该机器进行电气和热以及机械等方面的的保护措施，避免在正常工作时产生电火花、电弧或者高温等危险的现象。该电机在进行了一定的安全防护措施之后，可以正常的在2区危险区域进行工作。由于增安型电机将传统的下水冷改变为上水冷，加装了防潮加热器以及监控系统，所以，该电机的防爆性能更加完善，并且还能对点击进行监控，性能更加安全，保证了石油钻采任务的安全进行。
2、无火花型电机。无火花型电机在正常工作的过程中不会点燃周围环境中的爆炸性的气体，而且不会将点燃出现故障的电机，遏制了爆炸的进一步发生。该电机除了与增安型电机的一些特殊规定（如，绕组温升、起动电流、试验绝缘介电强度的电压等等）外，其他方面的设计要求相同。无火花型电机符合防爆电器的设计规定，使用额定电压超过660V的电机，加热机以及其他接连件在接线盒内。
3、正压型电机。正压型电机具有一整套完美的通风系统，内部没有任何影响通风正常进行的阻碍、结构死角等；由不能够燃烧的材料制作而成，机械强度能够达到工作需；电机外壳以及主管道的内部能够保证足够大的正压以求与外界环境的大气压相适应；电机备有安全保护措施，例如，流量监测器、时间继电器、报警装置等等，这些保措施既能够保证机器的换气量，还能够完成电机无法正常工作时的报警任务。
（二）防爆箱。防爆箱适用于1区以及2区的爆炸气体危险区。一些防爆箱因为采用了模块化设计的原理，各个回路可以根据工作环境的具体情况进行自由的组合，防爆箱有两种类型，即隔爆型、正压型，本文简述隔爆型。
隔爆型的电气一般在通用性较强的设备中比较常用。隔爆型防爆箱的外壳能够承受箱体内部气体爆炸产生的压力，遏制爆炸性的气体向外界环境泄露，而引起更大的危害。在隔爆型防爆箱的箱体上在安装上一个接线箱，这样的组合仪器叫做/de0，该仪器能够在隔爆的壳体中使用可以产生火花的元件，减小仪器造价，然而有利必有弊，这用仪器由于是不同设备组装在一起形成的，所以仪器的体积较大，内部的小零件较多，如，螺丝钉。螺丝帽等等，在检修时步骤比未改装的更多，较麻烦，而且组合后的仪器散发的热量较多，散热也就成为该设备的一个重点问题。还有另外一种隔爆型防爆箱体叫做/ed0，这种设备的外壳是增安型，内部元件是隔爆型，对这种组合设备进行拆装时较/de0更方便，而且使用增安型的箱体装备设备，能够增加设备的防护等级，但是使用隔爆的电气元件会增加设备的成本，不利于推广使用。
（三）正压型电气设备。正压型设备可以使用在存有点燃源或者是密闭的环境中，将气体介质或者惰性气体导入设备的外壳中，从而形成一个相对稳定的过压，并且这种稳定的过压在实际的工作过程中依旧能够稳定的存在，這样就能够遏制可燃性的气体或者是易燃的粉尘等物质进入设备的外壳中，将可爆炸的环境与引燃源分隔开，防止爆炸的产生。从正压技术的原理上讲，正压技术可以应用于对可燃气体的分析。可燃气体经过管道进入分析仪的正压外壳，如果在设备工作的过程中出现可燃气体泄漏等问题，不会出现爆炸的现象，因为，这些泄漏的气体在正压外壳的内部会形成一个可燃性气体源，包含可燃性气体的管道以及分析仪叫做密闭容器系统，而这个密闭系统是一个无释放的系统。这个系统能够预见到气体的最大释放速度的有限以及无限性，对于气体的无限释放的情况下，这个系统能够利用惰性气体形成的过压阻止氧气进入设备的外壳中，使设备无法形成爆炸所需的环境。
三、总结
石油钻采使用的防爆电气设备要从经济以及通用角度考虑。在电气内部如果会产生电弧或是火花，而且周围环境为1区或是2区的气体环境中，要采用隔爆型的防爆箱，如果电气内部不会产生电弧或是火花，而且所处的也为1区或是2区的气体中，要使用防爆电机。面对着科技的发展日新月异的情况下，各种石油钻采使用的设备也应该不断地完善。
参考文献：
[1]许春家.正压型防爆电机的防爆原理与设计[J]，防爆电机，2008（04）
[2]V.Hahn ，TH.Arnhold ，刘安邦；正压型电气设备——一种适用较复杂电气设备的防爆型式[J]；电气防爆；2003（02）
[3]吕俊霞.电气防火与防爆的方法和技术[J]，洁净与空调技术，2010（03）
[4]应一，魏桂梅.正压型防爆电机的相关试验[J]，防爆电机，2011（02）
[5]郭志佳，薛丁法.在用正压外壳型电气设备的防爆安全检查[J]，电气防爆，2010（02）
[6]海盛集团[A]，2007年石油装备学术研讨会论文专辑[C]，2007年
关键词：石油钻采装备；电气产品；防爆型式；应用；
中图分类号：S972.7+4 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01
几年来国家对各行各业的安全更加注重，而进行石油钻探时的工作环境需要经常处于防爆区域，所以钻采时必须使用防爆的电气设备。
一、含爆炸性气体的环境危险区的划分
每一个国家对爆炸区域的划分都有各自的评判标准，我国将爆炸性气体出现的频率以及时间的长短等内容作为评判标准，将环境危险区划分为三个区域，分别是O区、1区以及2区，划分的具体标准如下所示：0区：环境出现爆炸性气体的时间较长或是连续出现的区域（大多数的情况下，0区只存在于密闭的空间环境中，如，贮罐，煤气罐等等）；1区：环境中的爆炸性气体可能由正常的工作运转产生的区域；2区：环境中的爆炸性气体不会由正常的工作运行造成或者即使产生了气体也不会长时间的存在。
二、常用防爆电气装置的应用
根据使用电气设备的环境、工艺等方面的不同，应用的防爆装置也不同，大致可以分为以下几种类型：增安型、隔爆型、正压型、本质安全型、充砂型、浇封型等。
（一）防爆电机。目前，石油钻采的力度越来越大，机器的工作时间越来越长，这样，企业对钻采工具的使用周期、维修时间以及次数、安全性能的要求越来越高，而防爆机又是保证以上各方面的关键，所以，石油钻采系统越来越注重防爆机的安全性能。石油钻采系统经过长期的实践证明，无火花型电机、正压型电机以及增安型比较实用且适用，这些电机也逐渐的进入到行业中去。
1、增安型电机。增安型电机一般在正常的工作过程中，不会产生电火花、电弧或者高温等现象，需要对该机器进行电气和热以及机械等方面的的保护措施，避免在正常工作时产生电火花、电弧或者高温等危险的现象。该电机在进行了一定的安全防护措施之后，可以正常的在2区危险区域进行工作。由于增安型电机将传统的下水冷改变为上水冷，加装了防潮加热器以及监控系统，所以，该电机的防爆性能更加完善，并且还能对点击进行监控，性能更加安全，保证了石油钻采任务的安全进行。
2、无火花型电机。无火花型电机在正常工作的过程中不会点燃周围环境中的爆炸性的气体，而且不会将点燃出现故障的电机，遏制了爆炸的进一步发生。该电机除了与增安型电机的一些特殊规定（如，绕组温升、起动电流、试验绝缘介电强度的电压等等）外，其他方面的设计要求相同。无火花型电机符合防爆电器的设计规定，使用额定电压超过660V的电机，加热机以及其他接连件在接线盒内。
3、正压型电机。正压型电机具有一整套完美的通风系统，内部没有任何影响通风正常进行的阻碍、结构死角等；由不能够燃烧的材料制作而成，机械强度能够达到工作需；电机外壳以及主管道的内部能够保证足够大的正压以求与外界环境的大气压相适应；电机备有安全保护措施，例如，流量监测器、时间继电器、报警装置等等，这些保措施既能够保证机器的换气量，还能够完成电机无法正常工作时的报警任务。
（二）防爆箱。防爆箱适用于1区以及2区的爆炸气体危险区。一些防爆箱因为采用了模块化设计的原理，各个回路可以根据工作环境的具体情况进行自由的组合，防爆箱有两种类型，即隔爆型、正压型，本文简述隔爆型。
隔爆型的电气一般在通用性较强的设备中比较常用。隔爆型防爆箱的外壳能够承受箱体内部气体爆炸产生的压力，遏制爆炸性的气体向外界环境泄露，而引起更大的危害。在隔爆型防爆箱的箱体上在安装上一个接线箱，这样的组合仪器叫做/de0，该仪器能够在隔爆的壳体中使用可以产生火花的元件，减小仪器造价，然而有利必有弊，这用仪器由于是不同设备组装在一起形成的，所以仪器的体积较大，内部的小零件较多，如，螺丝钉。螺丝帽等等，在检修时步骤比未改装的更多，较麻烦，而且组合后的仪器散发的热量较多，散热也就成为该设备的一个重点问题。还有另外一种隔爆型防爆箱体叫做/ed0，这种设备的外壳是增安型，内部元件是隔爆型，对这种组合设备进行拆装时较/de0更方便，而且使用增安型的箱体装备设备，能够增加设备的防护等级，但是使用隔爆的电气元件会增加设备的成本，不利于推广使用。
（三）正压型电气设备。正压型设备可以使用在存有点燃源或者是密闭的环境中，将气体介质或者惰性气体导入设备的外壳中，从而形成一个相对稳定的过压，并且这种稳定的过压在实际的工作过程中依旧能够稳定的存在，這样就能够遏制可燃性的气体或者是易燃的粉尘等物质进入设备的外壳中，将可爆炸的环境与引燃源分隔开，防止爆炸的产生。从正压技术的原理上讲，正压技术可以应用于对可燃气体的分析。可燃气体经过管道进入分析仪的正压外壳，如果在设备工作的过程中出现可燃气体泄漏等问题，不会出现爆炸的现象，因为，这些泄漏的气体在正压外壳的内部会形成一个可燃性气体源，包含可燃性气体的管道以及分析仪叫做密闭容器系统，而这个密闭系统是一个无释放的系统。这个系统能够预见到气体的最大释放速度的有限以及无限性，对于气体的无限释放的情况下，这个系统能够利用惰性气体形成的过压阻止氧气进入设备的外壳中，使设备无法形成爆炸所需的环境。
三、总结
石油钻采使用的防爆电气设备要从经济以及通用角度考虑。在电气内部如果会产生电弧或是火花，而且周围环境为1区或是2区的气体环境中，要采用隔爆型的防爆箱，如果电气内部不会产生电弧或是火花，而且所处的也为1区或是2区的气体中，要使用防爆电机。面对着科技的发展日新月异的情况下，各种石油钻采使用的设备也应该不断地完善。
参考文献：
[1]许春家.正压型防爆电机的防爆原理与设计[J]，防爆电机，2008（04）
[2]V.Hahn ，TH.Arnhold ，刘安邦；正压型电气设备——一种适用较复杂电气设备的防爆型式[J]；电气防爆；2003（02）
[3]吕俊霞.电气防火与防爆的方法和技术[J]，洁净与空调技术，2010（03）
[4]应一，魏桂梅.正压型防爆电机的相关试验[J]，防爆电机，2011（02）
[5]郭志佳，薛丁法.在用正压外壳型电气设备的防爆安全检查[J]，电气防爆，2010（02）
[6]海盛集团[A]，2007年石油装备学术研讨会论文专辑[C]，2007年