李晓东 卢绪军 申光林
辽河油田欢喜岭采油厂
辽河石油勘探局有限公司电力分公司
辽河石油勘探局有限公司电力分公司
摘要：石油和天然气作为重要的能源，随着经济的发展，其开采量不断增大。伴随着能源的开采，钻井行业的技术和设备也越发先进，其中变频器在整个钻井工程系统中的地位非常重要。因此，主要对变频器的工作原理和主要技术性能进行了相关研究，并讨论了变频器在运行过程中常见的故障、问题以及设备管理，且提出一些解决问题的建议。以加强对变频器干扰的了解，有效地减少变频器的干扰，提高变频器的使用效率。
关键词：变频器；钻井现场；应用及维护
引言
当前钻探行业发展迅速，其中体现得最明显的方面无疑是钻井方面，人们在钻井方面有了更多的探索和创新。变频器具有调速节能的独特特点，因此将变频器应用于钻井行业具有较大的优势，但是变频器也具有一些缺点，例如，变频器对干扰较为敏感，受到干扰时会影响其正常的工作。同时，如果周围环境中存在其他设备，它们也会干扰变频器的正常运行，那么如何加强变频器的干扰保护就成为钻井现场急需解决的问题。首先介绍了钻井变频器产生干扰的原因，接着分析了钻井变频器产生干扰的类型和途径，提出了一些措施，以减少钻井中变频器产生干扰故障，并且针对在使用变频器时应注意的事项，进行了详细介绍，希望能够对现场人员起到一定的借鉴作用。
1 变频器产生干扰的原因
1.1 外部对变频器产生干扰
变频器中产生干扰的主要原因是：①来自外部电网的干扰影响。变频器运行所需的能量来自电网的电源，但是电网中的高压会在变频器的正常运行中引起问题。同时，电网中的谐波源被各种设备所使用，因此电网中的电流被压缩在一起，这会引起变频器的干扰问题。②功率干扰对变频器的影响。如果由于射频干扰而无法处理，将导致电源内部失真，并严重影响变频器的运行。
1.2 内部对变频器产生干扰
钻机变频器内部存在很大的干扰源。首先，使用变频器最重要的工具是逆变器。由于使用了逆变器，因此变频器成为许多电气设备的干扰源。当变频器进入工作状态时，流入和流出变频器的电流是谐波的重要来源，这些谐波源不仅会在不干扰其他电气设备的情况下产生干扰，还会干扰变频器本身，并且谐波源会通过电网引起，这会影响操作。从输入和输出交流电源的角度来看，变频器的电气特性具有类似于谐波源特性的定子绕组，因此，还必须合理控制输入交流波形和输出。
2 钻井变频器产生干扰的途径
2.1 电磁辐射使变频器产生干扰
电磁辐射是指使用电磁波对变频器造成干扰。电磁波的传播围绕一个点辐射，因此这种辐射方法对变频器具有最大的干扰作用。
由于辐射的频率非常高，因此在传播过程中可能会发生一定量的辐射干扰，从而导致变频器发射电流。逆变器的长期存在会对变频器造成严重影响，甚至会造成变频器的损坏，因此在变频器的日常运行中必须加强电磁管理。
2.2 传导途径使变频器产生干扰
将电网的传导与变频器的干扰效应进行比较。变频器的工作能量通常是直接来自电网的输入电流，因此输入电流通常为非正弦波曲线，并且非正弦波严重损害变频器。当变频器受到电流管的瞬时激活冲击时，工作电压会瞬间增加，变频器的内部电压会增加，并且内部电网电压会失真，从而影响变频器，输出电流也是如此。同时避免传输路径中的干扰源也很重要，因为将干扰工具插入输出会导致变频器内部的电动机金属生锈，从而影响整体运行。
3 解决变频器产生干扰的有效措施
3.1 进行接地
钻机变频器接地是解决变频器干扰的重要方法之一，主要是指将变频器的主电源线连接到大地屏蔽层，以减少变频器产生的电磁干扰的影响。同时还要选择正确的接地方法，首先要注意选择接地电源线的材料，电源线的横截面应适中，通常约为25mm2，长度应控制在20m附近，接地时，变频器与控制设备之间的距离应尽可能近，只有采用适当的接地方法，才能有效减少电磁辐射和电感耦合到变频器的干扰。
3.2 其他方法
还可以选择其他方法来减少变频器的干扰影响。①选择光电隔离方法以减少共模干扰。②选择接地时，采用单端接地方式，以增强抗干扰效果。③使用差分双输入波形放大器可实现更高的共模抑制率，以减少干扰。④选择尽可能多的双集成A/D转换器将模拟信号（如电流或电压）转换为数字信号可以有效消除高频干扰。因此，有必要采取相应的对策来抑制变频器对不同干扰源的干扰。
3.3 经常维护设备
建立专业的管理团队，只有组建专业的管理团队，才能确保担任专用职位，明确分工和承担个人责任。为专业的管理和维护人员提供专业培训，以明确他们的职责、任务，以及如何应对危机，严格遵守相关规定，以确保钻采平台由专职人员进行管理和维护。培训也应提高管理人员和维护人员的专业素质和能力，增强他们的责任感，增强其履行职责的能力。同时还要建立安全事故应急机制，有效处理事故。如果钻机出现故障，可以立即找到负责人，而且可以通过在最短的时间内消除故障来减少损失，这就更加突出改进各种钻井平台的维护机制的重要性。石油钻机的生产、运输、存储、使用和处置在其整个生命周期中都有其独特的要求，如果没有相应的全面维护工作，就无法保证钻机的安全使用。
4 结束语
钻井现场使用的变频器会在气候、构件磨损等因素的影响下发生故障，从而影响钻井生产的效果，因此必须从环境保护、人员技能培训等方面下功夫，强化变频器维护与干扰控制，优化变频器运行的安全性，为石油钻探生产有序进行提供设备保障。
参考文献：
[1]钟坤祥.钻井泵变频器故障分析处理[J].中国化工贸易,2019,11(3):195.
[2]李培盛.钻井现场使用的空气压缩机的变频与调速[J].价值工程,2012,31(22):43-45.