摘 要 随着科技水平的日益提高与石油资源需求量越来越大，目前人们已经加大了对海上油田的开发力度，我国多项海上石油开采项目逐步确立，石油业有了新的发展目标。作为开发海上油田的重要部件——钻井电机，如果在开发过程中发生了故障，会给开发工作带来很大的麻烦，因此对钻井电机常见故障进行有效分析尤为重要。本文主要对海上油田钻井电機通常容易发生的故障进行详细分析，并针对这些问题提出一些对策，希望能对我国的海上油田开发带来帮助。
　　关键词 海上油田；电机故障；处理对策；研究
　　中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2015）02-0089-01
　　在南中国海自营海上油田开发中，由于钻井电机时常发生故障性烧坏的情况，造成石油钻井工作被迫停止，有时会导致整个钻井系统的瘫痪，为钻井作业技术工人带来较大的技术困扰，同时也造成较为严重的经济损失。钻井电机机型庞大结构相对复杂，修理工作耗时耗力同时也耗费大量资金，因此对海上油田钻井电机常见性故障进行系统研究十分有必要。笔者结合自己多年海上油田钻井几点维修经验对引发钻井机电故障的主要原因进行深入分析，并探索提出一些维修改进措施，以期为海上钻井电机型号选择与维修使用提供借鉴经验。
　　1 海上油田钻井电机主要常见故障
　　海上油田钻井电机与陆上油田钻井电机一样，主要由泥浆泵主电机、转盘、绞车与顶驱等主要部件构成，只是比陆上油田钻井电机体型大很多。一般来说，电机的单台额定功率在500 kW-1000 kW之间。电机冷却方式主要有两种，分别为水冷与强制风冷。水冷冷却方式适用范围仅限于钻井平台，而且其本身的构造相对复杂，因而使用较少。强制风冷冷却方式与水冷相比有结构简单的优势，因此使用数量使用范围比较广大。强制风冷的具体运作方式为钻井主机通过风机在外部环境中吸入冷风，冷风进入电机后端之后经过冷却系统，最后从电机出风口排出。强制风冷的结构方式为开式结构，具有良好的电机防护功用，为了充分对电机前端进行散热处理，还可在前端盖处设置散热孔。海上油田钻井电机基本为强制风冷结构方式，常见的主要电机故障有三个：一是钻井电机散热不良而导致电机升温，引起零件故障或燃烧，二是钻井电机的绝缘性能下降，引发电力问题；三是钻井电机的防潮功能降低。
　　2 海上油田钻井电机常见故障的原因分析
　　笔者根据自己经历的多次钻井机电故障，通过对电机工作运行环境、钻井电机防潮保护系统的整体性能、电机运行温度与电机绝缘设备的综合考察，现将常见故障的原因分析如下。
　　2.1 海上油田钻井电机工作环境的原因
　　海上油田钻井平台周边空气湿度大且盐分含量较高，在电机绝缘设备受到破坏之后易发生电机的漏电、短路，运行中的电机将出现燃烧情况。
　　2.2 海上油田钻井电机的绝缘材料的原因
　　钻井电机由于材料结构问题，本身具有较差的绝缘性差的特点，绕组机械性能差与耐电能力弱加深了钻井电机绝缘性差的特征。虽然如此，但是很多时候，专业人员在电机设计制造过程中为了降低成本节省时间，造成制造工艺的疏漏，绕组间过大过多的缝隙加大了电机绝缘失败的可能性。
　　2.3 钻井电机绕组防潮维护等级不够
　　具备220V/200W空间加热器的钻井电机主要目的是保护湿度较大工作环境中电机的绝缘性，但空间加热器的空气加热设计虽然具有一定的科学依据，而且也能够发挥一定的作用，但是电机的敞开式结构知识热空气无法有效聚集，去湿除潮效果不明显，电机内外温度相近时依旧容易发生短路事故。
　　3 解决钻井电机常见故障的主要策略
　　3.1 合理进行绝缘设计与科学进行电机主机选型
　　海上油田钻井电机的主机类型选择应当符合海上操作平台的工作条件。海上油田钻井电机作业原理陆地，海洋环境下工作条件差，电机本身承受的荷载冲击较大而且具有突变的可能性。所以应当选用具有高度科学绝缘设计并且具有高标准持久性能的电机类型，钻井电机绝缘性能以达到H级以上为宜，绕组外皮需要采用具有高绝缘质量的材料进行设计制造，在设计制造过程中应当注意尽量减少间隔缝隙。电机机械结构的基本材料应当具有高强度和良好的稳定性，另外还需加强一些电机短路事故应急处理机构的设计建造以及防潮设计，在维护电机正常运行的基础上，有效延长电机的使用寿命。为防止颗粒杂质以及外部流体进入电机内部，一定要保证电机防护等级要求不得低于IP44，如为了加强散热系统的散热功能，可以利用迷宫弯曲风道方式在电机前端的出风口处设置特定的出风装置，为了增加其具体功用，也可增设防雨过滤装置，有效防止雨水或其他物质进入电机内部。
　　3.2 装置盐雾过滤器
　　进风口吸入的潮湿含盐的空气对点击运行产生危害，盐雾过滤器设置之后，主要用于吸附空气里的盐分与其他杂质。在电机停止作业期间盐雾过滤器也可封住进风口，电机内部封闭空间可以留住热量，优化加热程序。
　　3.3 增大电机内部空间加热器
　　电机与风机分别设置的海上油田钻井电机形式比较常见，而且还有风机与盐雾过滤器一并改装的现象。这样一来，使电机内容加热空间得到一定程度的扩充，空气流动的空间范围加大后往往导致加热效果不明显的后果，主要表现在空间加热器加热的热量不够充足，然后就是保温效果也随之下降。为了弥补电机内部空间加热方面的不足，可以采用增设一个并联加热器的方式提高空间加热性能，增设的加热器最好选择与原有加热器同类型的，保证加热工作的协作程度。
　　4 实际应用
　　2008年年初，中国南部海域上的西江23-1号油田钻井操作平台绞车A电机在开始运行阶段出现电机燃烧烧坏事故。在事故发生后通过对绞车A电机残机进行科学分析研究后发现，电机发生燃烧起火的原因为绝缘功能失效，在电机启动运行过程中发生大范围短路，而且经过进一步考察，发现电机在风道设计方面也存在着一定的不足。根绝这种状况，电机维修人员将电机运回电机厂进行针对性维修与优化设计：电机绕组以及绕组接头均改用以云母为基础材料的胶带进行绝缘处理，电机整体进行VPI浸漆处理总共两次，经严格测定，电机整体的绝缘性能已经达到较为标准的H级，安装迷宫弯曲式出风口，防护等级由过去的IP23升至IP44，然后增设了盐雾过滤器并优化了空间加热器。经过测试，电机绝缘电阻达到100MΩ以上，空气中直径大于5μm的细小颗粒经过盐雾过滤器和主过滤器后，过滤效率超过98%以上。需要冷却的电机迅速达到冷却并起到保护主电机的目的。
　　5 结束语
　　综上所述，油田钻井电机发生的主要故障主要是由海上油田钻井电机的工作环境、海上油田钻井电机的绝缘材料、电机原厂绕组防潮保护等级不够等综合因素造成的。鉴于此，分析故障的时候应该结合多种情况进行仔细检查和分析，找出真正原因以后，再进行针对性的应对，从而达到真正解决钻井电机的问题，使电机更好的为海上油田的开发工作服务。
　　参考文献
　　[1]刘骄.石油钻井用三相电机常见故障分析与对策[J].电子制作，2013（07）.
　　作者简介
　　冯润兰（1964-），女，汉族，广东茂名人，中级工程师，本科，研究方向：机电工程、仪表自动化。