石油钻机配供电装置和安全操作简介

第十八章　石油钻机配供电装置及安全操作

第一节　设 计 原 则

设计、制造依据“性能先进、工作可靠、移运方便、运行经济、满足HSE要求”的原则，整机性能和制造质量应达到或优于国内同类钻机井电水平，采用具有国内外先进水平的、经实践证明可靠的技术与设备。井电性能应最大限度地满足钻井作业工艺要求，能在环境温度−20℃～+50℃条件下正常工作。

具有合格的防爆资质，即在安装完工后，提供所有防爆电气设备的有效防爆合格证以及对应的防爆取证总装图纸，并要求防爆电气产品上应有红色的Ex标志，产品铭牌上应有防爆类型、温度组别、气体组别、外壳防护等级和防爆合格证编号。防爆产品结构与尺寸，应符合防爆取证总装图纸要求。

第二节　执 行 标 准

SY/T 6276－1997　ISO/CD14690《石油天然气工业、健康、安全与环境管理体系》

SY/5307《石油设备焊接件通用技术标准》

SY/T 10041－2002《石油设施电气设备安装一级一类和二类区域划分的推荐作法》

SY/T 5225－2005《石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程》

川庆钻探工程公司标准《石油钻试井场电气安全技术规范》

川庆钻探工程公司标准《石油钻试井场防雷技术规范》

GB 3836.X－2000《爆炸性气体环境用电气设

JB/T 7845－1995《陆地钻机用装有电子器件的电控设备》

第三节　主要技术特点

一、主要技术规格

防爆等级：1级防爆场所

适用电压：400V/230V

电源频率：50Hz

使用环境：相对湿度≤85%

环境温度：−20℃～45℃

绝缘强度：1000V兆欧表测量不低于2MΩ（冷态），1400V交流试验1min不击穿

二、结构原理

本装置由机房控制柜、钻台控制柜、高架罐控制箱、电缆槽、活动灯架、密封插销、橡套电缆、各种启动控制设备等组成。对井场内主要用电，如井架钻台用电、净化系统等用电，采用电缆输电，用密封插销连接，线路敷设规范整齐。电器执行元件分别放置在区域性电器箱（或柜内）。主令电器放置在被控设备旁边，就地控制。对于井场外围用电，由于这些用电设备的相对位置每口井互不相同，所以仍由用户自己架设。

井场防爆区域内的电气设备采用隔爆型。线路按防爆要求敷设，因此，本装置能满足井场Ⅰ级防爆要求。电缆线路连接采用密封插销；尽量将电器设备、控制元件、灯具、线路等永久性地（搬家时不拆装）固定在相应钻井设备底座上，以适应搬家频繁的需要。选用具有一定耐气候和耐油能力的橡套软电缆；所有金属构件都进行严格防腐处理。适应野外露天作业的环境。

（一）机房控制柜

电原理见“机房控制柜电原理图”。

本柜用金属骨架和薄板焊成，内装密封插销等。机房控制柜的电源从MCC房输入，为一路动力电，动力电在柜内分配后，供给机房的动力和照明用电；另用两个密封插销作为备用电源，插头和插座上分别都有“标志牌”。

（二）钻台控制柜

电原理见“钻台控制柜电原理图”。

此柜为金属结构箱体，放置在钻台休息室内，箱内装有防爆分线盒、防爆开关、密封插销、控制变压器等。用插销连接井架灯，连接风扇、钻井仪表等用电设备，控制变压器输出36V电压，供钻台检修时插行灯用。用防爆开关控制上述用电器的通断。

（三）高架罐控制箱

电原理见“高架罐控制箱电原理图”。

该箱为封闭式金属结构，内装交流接触器、熔断器、防爆按钮、密封插销等电器元件。将此箱固定在高架水罐的架子上。电源从箱上的进线孔穿入。本箱可同时控制三台7.5kW的电机。

（四）密封插销

密封插销有10A、25A、60A、100A、150A等各种电流等级。10A三芯的插销额定电压250V，其余各种额定电压均为400V。插座固定的插件柜内，插销与电缆连接。

（五）电缆槽

电缆槽用薄板与角钢骨架焊成，经严格防腐处理。它分成几种形式：地面槽、壁式槽、活动电缆槽，都是作为支承保护电缆用。壁式槽固定在净化罐侧面，搬家时不用拆装。

（六）活动灯架

活动灯架由立柱、锁紧套、挂灯装置、减震装置及底座等组成。高度可调。用以悬挂油罐区和净化系统的防爆灯。使用时竖立，搬家时拔下固定销横放和设备一起吊运，不用拆装。

（七）井架灯具固定座

井架灯具固定座为金属构件，经严格防腐处理。将它分别固定在井架不同高度的支腿上，用以放置防爆灯。将灯放入座中扣好固定销即可使用。改变以前在井架上用铁丝捆扎灯具的方法。

（八）隔爆型控制箱

该控制箱金属壳体为隔爆型，内装交流接触器、热继电器、熔断器、电源开关等。将它放置在罐端头或侧面，用以控制防爆区30kW以下的电动机。

第四节　安装、拆卸和搬家安装

装置安装分两种情况，一种是搬家安装，另一种是出厂后的第一次安装。第一次安装较为复杂，搬家安装较简便。

一、装置出厂后的第一次安装

（一）现场验收

装置运到现场后，按装箱清单清点各种组件和零件，清点各种电器材料，应账实相符，再检查各种零部件是否因运输损坏，若有损伤，应进行修复。

（二）电气设备的放置

按总平面图要求，将各种电器箱、电器元件、金属构件等，放置到相应位置。

1．将钻台柜固定到钻台上司钻休息室。

2．将高架罐控制箱固定到高罐架子上，固定的高度以操作方便为宜。

3．将活动灯架分别固定到净化罐需要装灯的位置上，将活动灯架的底座点焊到罐上即可。

4．将井架专用的灯座、插接座、分线盒座等，分别固定到井架上相应位置上。

5．将控制按钮架分别固定到灌注泵、加重泵、除砂器、除泥器、液压大钳、除气器旁边。

6．将隔爆控制箱固定到净化罐端头或侧面的相应位置。

7．将壁式电缆槽固定在净化罐侧面。

8．将地面电缆槽放置到要求的位置上。

9．敷线：按设计要求配用电缆的截面规格。井架、钻台、净化罐上全部采用钢管布线，敷线按防爆的工艺要求进行。其余线路采用电缆明敷。应尽量将电缆穿入管中或放入电缆槽内，个别无法穿钢管的部位，应将电缆套入软塑料管或软橡皮管中，不能让电缆直接被油碱腐蚀，也不能被日光直接曝晒。凡搬家时需拆装的设备之间（如：井架段与段之间，净化罐之间等）都应用插销连接。钻台控制箱、机房控制柜、灌注泵、加重泵、除砂器、除泥器、液压大钳等分别用电缆单独输电，一端用插销插入MCC房插接柜的插座内，另一端与负载直接连接。应按规定做好电缆头，压接铜接线鼻子，铜接线鼻子上好焊锡。进出线口应按规定严格密封，所有穿线孔应按相应规格配齐橡胶密封圈。

10．将防爆灯放到活动灯架上，调整好高度，插上电源插销。

11．用密封胶泥将所有进出线口（如插销插座、防爆分线盒、控制箱（柜）等的进线口、出线口）胶封好。

二、搬家拆卸(www.xing528.com)

（一）搬家拆卸

搬家拆卸时，部分线路和操作控制设备已固定到相应的钻井设备上或底座上，不需拆装，因此搬迁较容易。

1．断开所有电源，拔下所有插销（包括机房柜内插销、钻台柜内插销、各灯具上的插销、井架段间插销、净化罐间插销等）。

2．盘收电缆，部分电缆只一端有插销，应将电缆收到无插销一端。净化罐上的线路都不拆装，只是将罐间插销拔下后放入壁式电缆槽内即可。

将所有活动灯架横放，取下防爆荧光灯，灯架与设备一起吊运，不用拆装。

3．拔下固定销，放倒按钮架。（若运输不超高时，可不放倒）架子和罐一起吊运，不用拆装。

4．取下井架上的防爆灯，井架上其余电器设施都不拆装。

5．搬运地面电缆槽。壁式电缆槽已固定在净化罐上，和净化罐一起吊运。

6．机房控制柜、钻台控制柜，高架罐控制柜均不用拆装。

（二）搬家安装

1．竖立所有活动灯架，竖立所有按钮架，并穿好固定销，挂上防爆灯。

2．将防爆灯放入井架灯座内，并扣上固定销。

3．插上所有插销（净化罐罐间插销、井架段间插销、各灯具上的插销、机房控制柜内插销、钻台控制柜内插销等）。

4．可靠接地接零，按装置出厂后第一次安装要求进行。

第五节　检查与操作使用

一、通电前的检查

无论第一次安装或搬家安装，都应按下列步骤检查好，方可通电试车。

1．用1000V兆欧表摇测各带电体的相间、相对地的绝缘值，如冷态小于2MΩ时禁止通电，必须查明原因，提高绝缘值后，才能通电试车。

2．各电器设备控制箱（柜）、灯杆灯具、电动机、磁力启动器、按钮架等，应可靠地接零，工作接地阻值小于4Ω。

3．各种插销必须连接紧固，电缆必须完好无损。

4．导电体之间的连接必须紧固、可靠，接触良好。

5．检查各熔断器接触应良好，熔芯应符合要求。

6．检查各电器开关，接触器、继电器的动作应灵活，触头接触应良好。

7．检查各进线口，密封胶圈应配齐，密封应良好。

二、操作使用

在绝缘测试合格，通电试车正常的情况下，可进行使用。

1．振动筛、螺旋搅拌器的操作：

按相应电机旁的控制按钮，即可启动或停止所控电机。

2．除砂器、除泥器的操作：

按除砂器旁边按钮架上的控制按钮，即可启动或停止除砂器；按除泥器旁边的控制按钮，即可启动或停止除泥器。

3．灌注泵的操作：

分别按灌注泵旁的控制按钮，即可分别启动一号灌注泵或二号灌注泵。

4．加重泵的操作：

分别按加重泵旁的控制按钮，即可分别启动一号加重泵或二号加重泵。

5．液压大钳的操作：

按钻台上液压大钳的按钮，即可启动或停止液压大钳。

6．拨动机房控制柜内的开关，即可输出36V低压电源供行灯用，用完后应关掉开关，以免控制变压器长期带电。

7．操作钻台控制箱内的防爆开关，即可接通和断开井架灯，也可接通和断开仪表风扇等钻台上的用电设备。箱内的低压照明控制变压器应用时打开，不用时关闭。

三、注意事项

1．密封插销必须在停电时插入和拔出，严禁带电插拔。

2．在使用中，若发现开关自动跳闸现象，熔断器烧断现象，应查明原因排除故障后，才能继续使用。

3．本装置使用的防爆灯，额定功率200W，额定电压220V。（也可使用结构类型相同的防爆灯）井架配用的防爆灯使用前，必须将电源进线端改装防水密封（密封装置已随机附带，请用户装配）。灯网处另用三个M5的螺钉及垫板加固，以防灯网掉下伤人。井架上用的灯具，使用前应加装悬挂接头（接头已随机配给，请用户装配）。

4．应将各个热继电器，整定到与被保护回路额定电流相适应的档位。

5．电动机启动前，应检查转动是否灵活，如有卡死或堵转现象，应排除后，方可启动。

6．本装置成套供货时，不包括并车装置、探照灯和井场外围用电的导线，不包括生活区导线、水处理导线、取水泵导线、油罐水罐区导线、值班室导线、探照灯导线。配置泥浆的搅拌器导线等，若用户需要时，可向生产厂另行订购。

7．在搬家运输中，不能损坏本装置中的各种金属构件，不能挤压变形，应保护好表面漆层。

四、维护保养

经常检查各种电器、导线的连接情况，要求涂导电膏，使其接触良好，紧固可靠。 每使用一个月，应停电检查保养一次，作业范围如下：

1．用1000V兆欧表，检查各条电缆，检查各个控制箱（柜）、灯架、按钮架、插销、防爆磁力启动器，防爆灯等，带电导体相间绝缘。带电体与正常情况下不应带电导体之间的绝缘。绝缘值不能小于2MΩ。

2．检查自动开关、接触器、继电器的触头，已烧毛的，应用细砂纸打磨光，接触不良的应进行调整，要求接触良好，接触应力符合要求。如已损坏或使用寿命已到，应及时更新不得带病运行。

3．检查防爆分线盒，防爆磁力启动器、密封插销等的密封情况，要求密封良好，若密封不严的，应更换密封胶圈，或用密封胶泥涂封。

4．检查井架灯固定座，要求螺钉紧固，不能有松动现象，要求焊接处无裂缝、锈蚀情况，若不可靠，应及时更换。

5．检查电缆，电缆不能被油碱腐蚀，不能被日光曝晒。

6．检查接地和接零是否可靠。

五、钻机配供电装置安全操作

1．操作前确认电气设备绝缘测试合格。

2．操作时应注意检查各条电缆的温度（电缆温度不超过65℃），注意各防爆插头处有无焦糊味。

3．操作过程中，应注意防爆开关控制箱上的电流表、电压表指示灯的变化。

4．总开关合闸操作前注意回路分开关是否处于断开状态。

5．放倒井架前，应先拔下钻台大梁下两路照明插头，旋紧插座盖。放倒井架后，拔下井架各节间的照明插头，旋紧插座盖、插头盖，取下井架上的防爆荧光灯具（短距离运输不用拆卸），井架上的其余电气设施不用拆卸。