正壓型防爆在石油鉆機電控系統中的應用

隨著(zhù)經(jīng)濟及工業(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,應采取必要的防爆處理。然而傳統的隔爆型增安型結構已很難滿(mǎn)足要求，采取“正壓型"防爆結構的防爆產(chǎn)品,對內部所裝電器元件沒(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“正壓型"防爆原理的要求敘述其在石油鉆采設備中的應用。

01正壓型防爆原理

通過(guò)介質(zhì)來(lái)隔離點(diǎn)燃源，采用壓力控制系統來(lái)保證正壓外殼內保護介質(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,從而達到防爆的目的。

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

02正壓結構分析

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計

（1）氣源系統

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

（2）殼體的受氣及布氣

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

殼體內布氣時(shí)要考慮到使保護氣體能夠均勻吹掃至正壓殼體內各處,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)殼體內的氣體，不能留有易燃、易爆的危險性氣體。

（3）工作壓力檢測

當換氣過(guò)程結束后，正壓殼體內防爆電磁閥(排氣閥)得電，關(guān)閉排氣口并開(kāi)始儲壓，此時(shí)防爆低壓差壓開(kāi)關(guān)開(kāi)始檢測殼體內壓力，當達到工作壓力后繼電器動(dòng)作，輸出開(kāi)關(guān)信號送至殼體內電氣元器件總電源,整個(gè)裝置投入運行。

（4）過(guò)載氣壓保護

應保證正壓殼體內電氣元器件在額定氣體壓力范圍內正常工作。當氣體壓力超過(guò)設計值時(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。當低于一定值時(shí)開(kāi)啟進(jìn)氣閥進(jìn)行補氣，如此循環(huán)。

（5）報警系統

當裝置失壓到100Pa時(shí)，裝置內設置的報警裝置啟動(dòng),發(fā)出音訊報警,提醒現場(chǎng)工作人員采取相應措施。當繼續失壓至60Pa以下時(shí)，系統斷電停止工作，以確保生產(chǎn)安全。

03正壓系統在石油鉆井電控系統的應用

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區內的電控系統必須采取防爆措施,以保證生產(chǎn)過(guò)程的安全。由于安裝在鉆井平臺上的電控產(chǎn)品受到安裝、使用、維護等條件的限制和鉆機系統中用于氣控傳動(dòng)的大容量氣源的便利條件，所以處于該危險區的電控系統多采用隔爆或正壓充氣防爆的結構。

目前采用這種正壓防爆結構的電控產(chǎn)品已在陸地、海洋鉆井電控系統中得到了的應用，隨著(zhù) DCS系統的廣泛應用以及新材料和新加工工藝的不斷出現，防爆結構的設計會(huì )向著(zhù)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。