潛油電泵控制屏模擬檢測技術應用

圖1 電流發生器與控制屏接線圖
2.2 接觸器同步測量原理
真空接觸器的三個觸點的一端接在＋5V電壓上，另一端接到單板機PA3、PA4、PA5三個引線上。CPU以1/1000秒的速度訪問PIO接口的這三根線。當一個觸點接觸時開始計時，三個觸點全部接觸時停止計時，并顯示第一個閉合觸點的序號和時間。整個測量在程控下進行。

圖2 原理圖
3 應用過程
控制屏模擬檢測技術的目的是查找運行井的故障點和隱患、對自修的控制屏進行校驗和開展廢舊設備的維修工作。
3.1 現場應用
這項技術我們曾在幾十口電泵井使用，效益顯著。現以故障較多的觀9井等六口井為例。檢測結果如下：

從上表可看出：
（1）真空接觸器三個觸點接觸電阻和吸合時間差。觸點受長期沖擊作用，產生松動，不能同時吸合；接觸電阻增大，延緩～觸點接觸速度。導致觸點不能同時吸合，井下機組在缺相條件下工作，加速電機老化，甚至燒毀繞組。通過測試，我們認為接觸器運行超過4個月的應及時校驗，否則會超出允許使用范圍。
（2）超載延遲時間為2～4s。超過4s，超載保護無法發揮作用，少于2s，會造成停機次數增加，影響電泵壽命。從上表可看出，有3口井超出規定范圍。特別是380井，延遲時間為5.8s，一旦出現超載，機組很可能燒毀。經分析和檢查，中心控制器和電流互感器是問題的根源。電流互感器次級在有負荷時是嚴禁開路和接觸不良的，但由于接點的松動、氧化、銹蝕，互感器與中心控制器之間的阻值增大。經除銹處理后，資料顯示正常。
（3）從電流模擬值和顯示值對比，有4口井顯示誤差超過3％，已經不能正確反映井下機組運行狀況。通過測量發現是中心控制器顯示失真和電流互感器次級負荷不穩定引起。我們分析是中心控制器內部邏輯電路在環境溫度、磁場和電網波動等因素的影響下性能發生變化導致的。因此中心控制器在運行3個月以上時要計時進行校驗。
（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構不能有效屏蔽外界磁場干擾，而且接觸器吸合產生的震動造成系統的靈敏度下降。所以要采取有效的防震和屏蔽措施，而且在使用5個月后要進行調試。
3.2 室內檢驗
過去修理控制屏，由于不能作負荷模擬試驗，質量無法考核。導致一些控制屏在修理時正常，投入使用后出現問題，給生產和管理帶來很大被動。如一些中心控制器空載時一切正常，但工作電源不穩定，受到啟動負荷沖擊時，電壓降低，時序紊亂，造成頻繁啟動或不能停機的故障。控制屏模擬檢測儀投入使用后，可有效解決這些問題。通過對各部件逐一進行質量檢驗，并對控制屏總成進行模擬負荷試驗，剔除了不合格產品。出現的各種故障隱患就地加以處理，保證了控制屏的質量。去年我們自修23臺控制屏，全部進行了模擬檢驗，其中18臺在現場使用，未發生質量問題。
3.3 維修工作中的應用
我們在生產過程中有幾十臺真空接觸器和電流記錄儀出現故障。由于對接觸器觸點電阻和吸合速度等參數要求嚴格，一般常規儀器無法檢測，電流記錄儀由于沒有標準信號源，其維修校驗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，因此我們著手進行接觸器和電流記錄儀的修復工作。至今我們已經修復真空接觸器33臺，電流記錄儀26臺。其性能全部達到技術要求。
4 效果分析
1、車載式控制屏模擬檢測儀經近兩年的使用和觀察，其主要檢測技術指標滿足要求。通過該技術的應用，不僅使我們能對電泵運行狀況進行早期診斷，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場檢測力度，提高維護管理水平，延長潛油電泵壽命。
2、直接經濟效益
（1）應用檢測儀查出不合格的外購產品，挽回經濟損失：
3臺中心控制器：0.25(萬元)×3＝0.75（萬元）
2臺電流記錄儀：0.20(萬元)×2＝0.4(萬元)
20臺電流互感器：0.02(萬元)×20=0.4(萬元)
5臺控制變壓器：0.5(萬元)×5=0.75(萬元)
2臺真空接觸器：0.5(萬元)×2=1(萬元)
2個隔離開關：0.018(萬元)×2=0.036(萬元)
共計：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)
總經濟效益為：0.75+0.4+0.4+0.75+1+0.036+8.25+2.6=14.186（萬元）
3、模擬檢測技術應用的根本目的是減少地面故障對井下機組的不利影響，延長使用壽命。通過此項技術的應用，使一些隱患和故障得以及時排除，延緩或避免了一些停機事故的發生，延長了電泵的使用周期。利用此項技術，我單位去年排除各種設備故障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。創造了巨大的經濟效益和社會效益。