石油鉆機井架雷擊電磁輻射耦合作用研究

畢曉蕾 ，于海燕 ，劉全楨 ，劉寶全 ，高 鑫 ，姜 輝

（1.中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院，山東 青島266071；2.化學品安全控制國家重點實驗室，山東 青島 266071；3.國網山東電力公司榮成市供電公司，山東 榮成 264300）

石油鉆機井架雷擊電磁輻射耦合作用研究

畢曉蕾1，2，于海燕3，劉全楨1，2，劉寶全1，2，高 鑫1，2，姜 輝1，2

（1.中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院，山東 青島266071；2.化學品安全控制國家重點實驗室，山東 青島 266071；3.國網山東電力公司榮成市供電公司，山東 榮成 264300）

雷電及電磁輻射嚴重危害著石油鉆機的安全運行，為了研究雷擊石油鉆機井架產生的電磁輻射對周圍線纜的耦合作用，結合井架和線纜的實際布置情況，基于電流線性衰減的傳輸線雷電通道回擊模型 （MTLL），采用二維和三維時域有限差分方法 （FDTD），建立了FDTD兩步法耦合計算模型，仿真計算了雷擊井架時產生的電磁輻射在線纜上耦合的電壓和電流。結果表明雷擊井架時，電磁輻射在線纜終端負載上產生很強的電磁耦合效應，電壓達到了幾百千伏，電流達到數百安培；隨線纜長度的增加，耦合作用增強，同時波形振蕩加劇，說明線纜長度越長耦合的高頻電磁分量越多。

雷擊；鉆機井架；雷電電磁輻射；時域有限差分法；電流線性衰減的傳輸線模型

0 引言

石油鉆機的安全運行，是石油與天然氣勘探開發的重要保障。油氣鉆井井場多位于山區或沿江、沿海等雷電多發區域，而且有鉆機井架高度達40～70 m，遭受直擊雷、雷電感應危害概率極高。……