钻井队井场电器防爆电路改造技术

钻井队井场电器防爆电路改造技术

张胜利

（中石化胜利石油工程有限公司西南分公司四川德阳618000）

摘要：石化行业在钻井井场中使用的防爆电器以其防爆性能与工程的必备性，被广泛使用在各钻井井场之中。随着时代的快速发展，新型的防爆材料与施工技术正被逐步应用在电器防爆的改造方法之上，为钻井井场的电气设备的安全，乃至整个井场的安全提供了更周全的保障。

关键词：钻井队；井场电气；防爆电路；改造技术；分析

1导言

钻井队用电线路及用电设施遍及井场及生活区，在给井队的生产和生活带来极大方便的同时，也存在着不安全的隐患。为了提高钻井队安全用电管理水平，我们决定对井队用电系统进行防爆改造。

2钻井井场防爆电器的使用与隐患

2.1井场防爆电器的情况

要实现对电器防爆性能的改良，就必须要先了解它所处的工作环境与相关防爆要求。首先是井场爆炸危险区域的等级，它按照爆炸性的气体混合物产生或存在的时间来划分，共分为3级，分别是2级区，即处于正常运行状态，爆炸性的气体混合物不可能产生，一旦产生也只是属于偶发性且存在时间极短的区域；1级区，即在正常运行的状态下，爆炸性的气体混合物有可能会产生的区域；0级区，即在运行过程中，爆炸性的气体混合物频繁产生或是存在时间极长的区域。在上述危险区域的电气设备选择上，禁止使用不具备防爆性能的电气设备，而所使用的防爆电器同时必须符合我国相关规定的要求。如2级区所选择的防爆电器等级为增安型、本质安全型与隔爆型；1级区所选择的防爆电器等级为本质安全型与隔爆型；而0区一般情况下是不需要安装防爆电器的，如果确有安装的需求，则只能使用本质安全型。其次是爆炸性的气体混合物。它的特性是易燃易爆，而特点则是不可预测、突发性极强。爆炸性的气体混合物按照其自燃的温度与在试验中出现的最大安全间隙分级，可分为四级六组。

2.2井场防爆电器的隐患

一是在现场电气设备的控制装置因现场环境导致出现老化、腐蚀；二是在现场，电弧现象极易出现在三相闸刀的开合时；三是整个井场，包括生活区域与作业区域的电气设备的接地情况较为混乱，接地不到位等情况很常见；四是所使用的电机并不具备防爆性能，且电线的接头在进电机时往往发生裸露的现象，极易导致触电安全事故；五是质量较差的麻皮线被使用在井场照明系统线路与泥浆罐的电机连接线之上，极易出现线缆损耗、破皮等情况

3改造前与后

改造前，钻井队普遍存在着以下问题：一是电路走向、线路连接方式不规范、不标准。二是照明分支线路及泥浆罐电机连接线大都采用麻皮线，质量差，容易老化、破损。三是电机不防爆，进电机的电线接头裸露在外，易引起触电事故。四是井队野营房和其它用电设施的接地线不标准，接地不牢固。五是所用的三相闸刀开关容易产生电弧，引起烧伤或火灾事故。六是电气控制设施锈蚀、老化。

改造后，一是井场照明电路采用橡套电缆；机房、钻台、钻井液循环罐照明电路采用耐油橡套电缆。二是将井场所用的三相闸刀开关全部换为空气开关并与漏电保护开关联用。250A以上的铁壳开关换成空气开关，避免电弧烧伤及引起油气着火。三是根据防爆电路改造要求，我们给钻台、机房、储油罐各配置一台防爆电气控制箱，以控制电动葫芦、柴油泵、机油泵等，并给钻井液循环罐配置二台防爆电气控制箱，以控制振动筛、搅拌器、加重装置、药剂处理罐的电机及照明。给净化系统配置两台降压启动箱，去掉一台电机一个三相闸刀开关的控制方式，避免在混油或钻达油气层时因电弧而引起着火。四是将钻井液处理系统中一罐一盘的分散控制方式更改成一个配电盘的集中控制方式，安装在坐岗房内，避免了因吹风、雨淋、日晒等引起的配电盘老化，延长了配电盘的使用寿命。五是将井场电机全部更换成防爆电机，杜绝了电机接线头裸露在外的情况。

4钻井井场电器防爆的改造思路

一是在井场电机防爆性能缺失的问题上，应对于在井场所使用的电机全部改换成专业防爆电机，避免电机接线头的裸露情况的出现，从而保证井场与人员安全。

二是对于目前普遍存在的钻井液的处理系统分散管理控制方式进行改造，将其原本的一罐配置一个配电盘的方式，科学合理地改成由总配电盘进行统筹管理控制的方式，并将其安装于专门设置的室内，从而有效防止因其处于露天情况下受到天气条件影响所引起的安全隐患的发生。

三是要依据井场现场爆炸危险区域的等级，分别加设防爆炸的电气控制箱于现场爆炸高危险区域如储油罐、钻井平台等部位，从而加强对各类泵式设备的防爆控制。而对钻井液的循环罐体来说，因其药剂的搅拌、振动、照明等特点，成为了井场现场的防爆重点，需要在这个部位加配防爆炸的电气控制箱2台。同时在相应位置对所有的三相闸刀控制开关进行改造，利用漏电保护开关与空气开关结合的方式对其进行替代使用，从而防止因其电弧而导致现场安全事故。

四是在井场现场的各类电气线路上，则应将所有的容易老化、损耗、质量不合格的线路外表层进行整体更换，其中位于机房、循环罐体照明线路等区域换成耐油型橡套制电缆；而井场整体照明则换成相应的像套制电缆。

五是对于不符合防爆标准的电气设备零部件必须进行更换，且在更换过程中，要注意使用与原零部件规格相符，且更换的零部件不能低于原设备防爆的级别。

六是对井场所有电气设备的接线口进行检查，对于使用胶泥或是石绵绳进行密封操作的，要对其进行改造，规定使用符合标准的密封形式，如电缆密封专用的夹紧接头或是弹性密封圈形式等，同时将使用的密封部件进行清理操作，以有效防止老化现象。而对于接线盒则要处理得当，禁止有杂物在盒内而引起接线盒的安全隐患。

七是对于井场电气设备的现场检查流程也要进行相应的改造，减少对防爆电气设备密封盒、进线位置、接线盒与观察窗口的开放式检查频率，如果确有必须打开的必要，则应先对其使用的电源实施闭断，保证安全规范操作。防爆外壳如果开放检查，则应将其防爆面进行有效保护且不能与地面有接触。需要注意的是如果对于防爆面有清洗需要，则要相应地在清洗结束后抹上专业的防锈剂。

八是另外在防爆接地方面，则必须严格按照我国的相关接地标准要求，对接地所使用的桩体要以统一的标准进行制作，保持其良好的接地性能。

九是其他改造思路。在电缆穿墙部位要安装防水型套管与绝缘套管；钻井液的搅拌机所使用的电缆在与防爆炸的电气控制箱相连时，其电缆穿入深度要符合标准，同时进行焊接以使其稳固；在电缆的管线布置改造中，对使用铁丝等进行电缆绑扎的位置全部进行更换，并在其连接位置必须用防爆接头进行连接；最后对电气电路管线进行统筹合理地排列、走向的改造。

5结论

由此可见，井场防爆电器的安全使用对于钻井现场的安全有着至关重要的作用。由于钻井现场的特殊工作环境，所涉及到的爆炸危险区域众多且级别各有所不同，因此对于电器防爆的要求也有着极高的要求。目前在井场防爆电器的使用中，各种问题仍然屡见不鲜，所以只有对钻井井场电器防爆措施进行富有成效的改造，从而使井场安全得到全面保证，有着相当重要的积极意义。如上这些电器防爆的改造建议希望能够对我国钻井井场的电器防爆工作提供一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]陈阁，罗军，金志雄.石油钻机井场36V直流照明系统改造与应用[J].科技资讯，2009，29：118.

[2]吕有为.陆地石油钻井作业现场火灾危险性及预防措施[J].消防科学与技术，2009，11：879-882.

[3]曲波.石油钻机井场标准化电路及照明系统设计[J].科技与企业，2010，09：88-89.

[4]王豫，谭刚强，孟军.石油钻井井场电气安装工程的规范化研究[J].石油机械，2008，01：74-78.