正壓型防爆在石油鉆機(jī)電控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)及工業(yè)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，石油鉆采裝備水平的不斷提高，越來(lái)越多的自動(dòng)化裝置被廣泛地應(yīng)用于石油鉆采過(guò)程中。為了滿(mǎn)足鉆采工作防爆安全性的要求,應(yīng)采取必要的防爆處理。然而傳統(tǒng)的隔爆型增安型結(jié)構(gòu)已很難滿(mǎn)足要求，采取“正壓型"防爆結(jié)構(gòu)的防爆產(chǎn)品,對(duì)內(nèi)部所裝電器元件沒(méi)有任何附加要求，更適用于石油產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)。本文依據(jù)“正壓型"防爆原理的要求敘述其在石油鉆采設(shè)備中的應(yīng)用。

01正壓型防爆原理

通過(guò)介質(zhì)來(lái)隔離點(diǎn)燃源，采用壓力控制系統(tǒng)來(lái)保證正壓外殼內(nèi)保護(hù)介質(zhì)(增壓的潔凈干燥空氣或惰性氣體)的壓力高于周?chē)ㄐ詺怏w環(huán)境的壓力,通過(guò)阻止外部爆炸性氣體混合物進(jìn)入殼體與點(diǎn)燃源接觸,從而達(dá)到防爆的目的。

目前較為普遍采用的是補(bǔ)償泄漏增壓、保壓的方法,即正壓補(bǔ)償型控制系統(tǒng)。也有采用正壓通風(fēng)型方法的,但運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性不是很好。

02正壓結(jié)構(gòu)分析

1、正壓殼體

要求具有一定的氣密性，能夠滿(mǎn)足電器元件的安裝以及正常工作時(shí)元器件的操作。另外還要具有一定的抗沖擊能力,在腐蝕性氣體的環(huán)境中具備一定的抗腐蝕的能力。

2、氣路部分的合理化設(shè)計(jì)

（1）氣源系統(tǒng)

氣源產(chǎn)生的氣體必須是潔凈干燥的，它的來(lái)源一定是遠(yuǎn)離危險(xiǎn)區(qū)。

（2）殼體的受氣及布?xì)?/span>

為了保證殼體內(nèi)電氣元器件能夠正常工作，通常要設(shè)定受氣壓力上限，這可以通過(guò)減壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。

殼體內(nèi)布?xì)鈺r(shí)要考慮到使保護(hù)氣體能夠均勻吹掃至正壓殼體內(nèi)各處,確保不留有死角。更重要的是在產(chǎn)品投入工作前換氣工作要*，進(jìn)行吹掃、置換整個(gè)殼體內(nèi)的氣體，不能留有易燃、易爆的危險(xiǎn)性氣體。

（3）工作壓力檢測(cè)

當(dāng)換氣過(guò)程結(jié)束后，正壓殼體內(nèi)防爆電磁閥(排氣閥)得電，關(guān)閉排氣口并開(kāi)始儲(chǔ)壓，此時(shí)防爆低壓差壓開(kāi)關(guān)開(kāi)始檢測(cè)殼體內(nèi)壓力，當(dāng)達(dá)到工作壓力后繼電器動(dòng)作，輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)送至殼體內(nèi)電氣元器件總電源,整個(gè)裝置投入運(yùn)行。

（4）過(guò)載氣壓保護(hù)

應(yīng)保證正壓殼體內(nèi)電氣元器件在額定氣體壓力范圍內(nèi)正常工作。當(dāng)氣體壓力超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)，高壓差壓繼電器使得進(jìn)氣口防爆電磁閥關(guān)閉，此時(shí)正壓殼體處于保壓狀態(tài)中。當(dāng)?shù)陀谝欢ㄖ禃r(shí)開(kāi)啟進(jìn)氣閥進(jìn)行補(bǔ)氣，如此循環(huán)。

（5）報(bào)警系統(tǒng)

當(dāng)裝置失壓到100Pa時(shí)，裝置內(nèi)設(shè)置的報(bào)警裝置啟動(dòng),發(fā)出音訊報(bào)警,提醒現(xiàn)場(chǎng)工作人員采取相應(yīng)措施。當(dāng)繼續(xù)失壓至60Pa以下時(shí)，系統(tǒng)斷電停止工作，以確保生產(chǎn)安全。

03正壓系統(tǒng)在石油鉆井電控系統(tǒng)的應(yīng)用

由于石油鉆采環(huán)境屬于II類(lèi)爆炸性氣體混合物危險(xiǎn)場(chǎng)所，環(huán)境多處于污染、振動(dòng)、溫度變化大等惡劣條件下。所以要求處于該危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)的電控系統(tǒng)必須采取防爆措施,以保證生產(chǎn)過(guò)程的安全。由于安裝在鉆井平臺(tái)上的電控產(chǎn)品受到安裝、使用、維護(hù)等條件的限制和鉆機(jī)系統(tǒng)中用于氣控傳動(dòng)的大容量氣源的便利條件，所以處于該危險(xiǎn)區(qū)的電控系統(tǒng)多采用隔爆或正壓充氣防爆的結(jié)構(gòu)。

目前采用這種正壓防爆結(jié)構(gòu)的電控產(chǎn)品已在陸地、海洋鉆井電控系統(tǒng)中得到了的應(yīng)用，隨著 DCS系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用以及新材料和新加工工藝的不斷出現(xiàn)，防爆結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)會(huì)向著小型化、集成化、智能化的方向發(fā)展，電氣防爆控制將會(huì)更加完善，自動(dòng)化程度也會(huì)更高。