潛油電泵控制屏模擬檢測技術(shù)應(yīng)用

圖1 電流發(fā)生器與控制屏接線圖
2.2 接觸器同步測量原理
真空接觸器的三個(gè)觸點(diǎn)的一端接在＋5V電壓上，另一端接到單板機(jī)PA3、PA4、PA5三個(gè)引線上。CPU以1/1000秒的速度訪問PIO接口的這三根線。當(dāng)一個(gè)觸點(diǎn)接觸時(shí)開始計(jì)時(shí)，三個(gè)觸點(diǎn)全部接觸時(shí)停止計(jì)時(shí)，并顯示第一個(gè)閉合觸點(diǎn)的序號(hào)和時(shí)間。整個(gè)測量在程控下進(jìn)行。

圖2 原理圖
3 應(yīng)用過程
控制屏模擬檢測技術(shù)的目的是查找運(yùn)行井的故障點(diǎn)和隱患、對(duì)自修的控制屏進(jìn)行校驗(yàn)和開展廢舊設(shè)備的維修工作。
3.1 現(xiàn)場應(yīng)用
這項(xiàng)技術(shù)我們曾在幾十口電泵井使用，效益顯著。現(xiàn)以故障較多的觀9井等六口井為例。檢測結(jié)果如下：

從上表可看出：
（1）真空接觸器三個(gè)觸點(diǎn)接觸電阻和吸合時(shí)間差。觸點(diǎn)受長期沖擊作用，產(chǎn)生松動(dòng)，不能同時(shí)吸合；接觸電阻增大，延緩～觸點(diǎn)接觸速度。導(dǎo)致觸點(diǎn)不能同時(shí)吸合，井下機(jī)組在缺相條件下工作，加速電機(jī)老化，甚至燒毀繞組。通過測試，我們認(rèn)為接觸器運(yùn)行超過4個(gè)月的應(yīng)及時(shí)校驗(yàn)，否則會(huì)超出允許使用范圍。
（2）超載延遲時(shí)間為2～4s。超過4s，超載保護(hù)無法發(fā)揮作用，少于2s，會(huì)造成停機(jī)次數(shù)增加，影響電泵壽命。從上表可看出，有3口井超出規(guī)定范圍。特別是380井，延遲時(shí)間為5.8s，一旦出現(xiàn)超載，機(jī)組很可能燒毀。經(jīng)分析和檢查，中心控制器和電流互感器是問題的根源。電流互感器次級(jí)在有負(fù)荷時(shí)是嚴(yán)禁開路和接觸不良的，但由于接點(diǎn)的松動(dòng)、氧化、銹蝕，互感器與中心控制器之間的阻值增大。經(jīng)除銹處理后，資料顯示正常。
（3）從電流模擬值和顯示值對(duì)比，有4口井顯示誤差超過3％，已經(jīng)不能正確反映井下機(jī)組運(yùn)行狀況。通過測量發(fā)現(xiàn)是中心控制器顯示失真和電流互感器次級(jí)負(fù)荷不穩(wěn)定引起。我們分析是中心控制器內(nèi)部邏輯電路在環(huán)境溫度、磁場和電網(wǎng)波動(dòng)等因素的影響下性能發(fā)生變化導(dǎo)致的。因此中心控制器在運(yùn)行3個(gè)月以上時(shí)要計(jì)時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)。
（4）電流記錄儀的顯示值幾乎全部超出3％的允許誤差，說明其可靠性不高。我們分析是由于電磁測量機(jī)構(gòu)不能有效屏蔽外界磁場干擾，而且接觸器吸合產(chǎn)生的震動(dòng)造成系統(tǒng)的靈敏度下降。所以要采取有效的防震和屏蔽措施，而且在使用5個(gè)月后要進(jìn)行調(diào)試。
3.2 室內(nèi)檢驗(yàn)
過去修理控制屏，由于不能作負(fù)荷模擬試驗(yàn)，質(zhì)量無法考核。導(dǎo)致一些控制屏在修理時(shí)正常，投入使用后出現(xiàn)問題，給生產(chǎn)和管理帶來很大被動(dòng)。如一些中心控制器空載時(shí)一切正常，但工作電源不穩(wěn)定，受到啟動(dòng)負(fù)荷沖擊時(shí)，電壓降低，時(shí)序紊亂，造成頻繁啟動(dòng)或不能停機(jī)的故障。控制屏模擬檢測儀投入使用后，可有效解決這些問題。通過對(duì)各部件逐一進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，并對(duì)控制屏總成進(jìn)行模擬負(fù)荷試驗(yàn)，剔除了不合格產(chǎn)品。出現(xiàn)的各種故障隱患就地加以處理，保證了控制屏的質(zhì)量。去年我們自修23臺(tái)控制屏，全部進(jìn)行了模擬檢驗(yàn)，其中18臺(tái)在現(xiàn)場使用，未發(fā)生質(zhì)量問題。
3.3 維修工作中的應(yīng)用
我們在生產(chǎn)過程中有幾十臺(tái)真空接觸器和電流記錄儀出現(xiàn)故障。由于對(duì)接觸器觸點(diǎn)電阻和吸合速度等參數(shù)要求嚴(yán)格，一般常規(guī)儀器無法檢測，電流記錄儀由于沒有標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，其維修校驗(yàn)工作一直未能正常開展。由于控制屏仿真檢測儀具有這些功能，因此我們著手進(jìn)行接觸器和電流記錄儀的修復(fù)工作。至今我們已經(jīng)修復(fù)真空接觸器33臺(tái)，電流記錄儀26臺(tái)。其性能全部達(dá)到技術(shù)要求。
4 效果分析
1、車載式控制屏模擬檢測儀經(jīng)近兩年的使用和觀察，其主要檢測技術(shù)指標(biāo)滿足要求。通過該技術(shù)的應(yīng)用，不僅使我們能對(duì)電泵運(yùn)行狀況進(jìn)行早期診斷，還為疑難故障的分析處理提供了方便條件。所以我們今后將加大現(xiàn)場檢測力度，提高維護(hù)管理水平，延長潛油電泵壽命。
2、直接經(jīng)濟(jì)效益
（1）應(yīng)用檢測儀查出不合格的外購產(chǎn)品，挽回經(jīng)濟(jì)損失：
3臺(tái)中心控制器：0.25(萬元)×3＝0.75（萬元）
2臺(tái)電流記錄儀：0.20(萬元)×2＝0.4(萬元)
20臺(tái)電流互感器：0.02(萬元)×20=0.4(萬元)
5臺(tái)控制變壓器：0.5(萬元)×5=0.75(萬元)
2臺(tái)真空接觸器：0.5(萬元)×2=1(萬元)
2個(gè)隔離開關(guān)：0.018(萬元)×2=0.036(萬元)
共計(jì)：3.336萬元
（2）維修電流記錄儀和真空接觸器
維修真空接觸器：0.5(萬元)×33/2=8.25(萬元)
維修電流記錄儀：0.2(萬元)×26/2=2.6(萬元)
總經(jīng)濟(jì)效益為：0.75+0.4+0.4+0.75+1+0.036+8.25+2.6=14.186（萬元）
3、模擬檢測技術(shù)應(yīng)用的根本目的是減少地面故障對(duì)井下機(jī)組的不利影響，延長使用壽命。通過此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，使一些隱患和故障得以及時(shí)排除，延緩或避免了一些停機(jī)事故的發(fā)生，延長了電泵的使用周期。利用此項(xiàng)技術(shù)，我單位去年排除各種設(shè)備故障100余次，使我單位電泵井平均壽命由2003年的350天上升到400天。創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。