鋰電池使用指南

鋰電池使用指南一．MWD鋰電池常識MWD定向系統(tǒng)的供電電池是工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的高能長壽命鋰電池組，鋰電池的電壓不能與錳電池或堿電池進(jìn)行比較，因此,請永遠(yuǎn)不要將各種具有不同類型、不同模式或不同化學(xué)成分的電池混用。在一段時(shí)間的存儲或不使用的情況下,電池會產(chǎn)生”鈍化”現(xiàn)象，在鋰電池陰極上會覆有一層氧化層，這樣有利于減弱電池單元性能退化能力,但當(dāng)要在現(xiàn)場使用電池時(shí),必須去除這層鈍化膜，即通常所做的電池加載(參考PSA操作手冊,2.2章節(jié)).在使用時(shí),各個(gè)電池單元會有輕微的膨脹,這取決于負(fù)載和其周圍的最高環(huán)境溫度。鋰電池不能短路，再充電、過度放電、刺破，壓碎或放置在溫度超過150度的環(huán)境中，否則可能引起爆炸。只要掌握鋰電池常識和正確的使用方法，鋰電池是非常安全的。二．鋰電池組成鋰電池包含陽極亞硫酰氯化液和浸于其中的一個(gè)陰極鋰(或在額定溫度較高的電池中使用鋰合金)，鋰是一種能與水發(fā)生劇烈反應(yīng)的金屬元素,并釋放出氫氣。亞硫酰氯化物是一種有毒的液態(tài)物質(zhì)，無色到淺黃，刺激性氣味，在水中或水蒸氣中,它會分解成有毒的二氧化硫和氯化氫氣體。不會出現(xiàn)有害的聚合物和致癌物質(zhì)。每個(gè)電池單元的結(jié)構(gòu)使之能夠承受在使用過程中所產(chǎn)生的內(nèi)部壓力，同時(shí),一定要記住,隨著溫度的升高,電池容積會承受很高的壓力，電池?fù)p壞或破損時(shí),會釋放出二氧化硫,氯化氫和氫氣，若電池裂縫大到會將內(nèi)部部件暴露出來時(shí),鋰和亞硫酰飽和碳也將存在于上述氣體中。三．鋰電池的危害和處理由于鋰電池內(nèi)部具有很大的能量，因此潛在的危險(xiǎn)情況有可能會發(fā)生。造成此種危險(xiǎn)發(fā)生的原因主要是密封電池的內(nèi)部或外部過熱（電池內(nèi)部或外部短路）造成的。過熱會使電介液膨脹并超過可容體積，增加罐內(nèi)的靜液壓，并最終造成電池爆炸，若電池已著火或爆炸，采取措施如下：1．現(xiàn)場人員摒住呼吸，不要用手直接接觸液體。2．穿戴安全服(全身保護(hù)服,橡膠手套和靴子,防毒面具和面罩(最好能蓋過護(hù)目鏡))。3．不要用水、潮濕的沙子、二氧化碳或蘇打粉滅火器來撲滅火焰,而是應(yīng)使用一種(D級石墨滅火器)。4．使所有不相干的人員遠(yuǎn)離裝置。而且盡量在戶外工作。四．鋰電池著火或爆炸危害健康的數(shù)據(jù)1．最主要的危害途徑：吸入2．危害健康的情況：其蒸汽對皮膚，眼睛和黏膜有很強(qiáng)的刺激。所表現(xiàn)的癥狀：眼睛和黏膜受刺激3．關(guān)于眼睛方面的處理：用流動的水沖洗眼睛至少15分鐘；把眼皮拽離眼球；立刻尋求醫(yī)療處理。4．關(guān)于皮膚方面的處理：用大量流動的水沖洗。如果皮膚出現(xiàn)了燒灼，應(yīng)立即尋求醫(yī)療處理。5．關(guān)于吸入方面的處理：轉(zhuǎn)移到新鮮空氣中。如果呼吸困難，使用氧氣瓶并尋求醫(yī)療處理。6．若攝入體內(nèi)：應(yīng)尋求醫(yī)療處理。五．在工房和現(xiàn)場制作、拆卸電池短節(jié)1．鋰電池是不可充電的,而且若在其上施加相反的電壓會很危險(xiǎn)。2．在現(xiàn)場和工房做電池短節(jié)時(shí),請認(rèn)真檢查各個(gè)電池短節(jié)的極性方向,確保沒有將電池與電池堵頭反接。3．若在正常裝配電池時(shí)、或在原因不明的情況下發(fā)現(xiàn)電池單元或短節(jié)溫度很高、過熱或損壞,必須立即停下來。立即穿戴安全服,橡膠手套，將電池短節(jié)放在室外,并浸泡在大量的水中或放在水龍頭下用大水沖，最少24小時(shí)。這是處理電池的最好和最安全的途徑。4．若電池短節(jié)已作廢,應(yīng)及時(shí)交給老總將其充分放電，現(xiàn)場人員應(yīng)及時(shí)將其運(yùn)送回基地。千萬應(yīng)當(dāng)注意的是：電池不可能100%的被放電.因此,在之后的各個(gè)處理步驟中仍需小心。5．若在井下工作過程中,電池短節(jié)已破裂或溢出時(shí),有可能一個(gè)或多個(gè)電池單元已損壞，取出后用水沖電池將任何化學(xué)反應(yīng)徹底完成,并將使溫度降低，這樣便可以安全處置電池短節(jié)。永遠(yuǎn)不要試著拆開任何電池單元,或在處理電池單元或短節(jié)時(shí)施加太大的機(jī)械壓力。在處理已損壞或過熱的電池短節(jié)時(shí),應(yīng)遵循以下步驟:使所有不相干的人員遠(yuǎn)離裝置。在戶外工作。使用正確的滅火材料(用于撲滅D級火情的碳酸鈉和LITH-X石墨粉)穿戴安全服(全身保護(hù)服,橡膠手套和靴子,防毒面具和面罩(最好能蓋過護(hù)目鏡))用水沖已壞短節(jié)直到完全完成了化學(xué)反應(yīng),并且短節(jié)已被冷卻下來。拆開電池短節(jié),將已損壞的短節(jié)絕緣后,用正確的方法將其處理掉。。六．電池存儲由于電池中有化學(xué)成分,存儲電池短節(jié)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：新/重新使用的電池短節(jié):電池應(yīng)存放在低溫(10-25攝氏度),干燥和防水的裝置中.若存放電池的環(huán)境溫度超過了32攝氏度,這將會對電池的使用壽命造成不利影響，另外,一定不要存儲在陽光下，應(yīng)保留電池上的保護(hù)層,直到要使用該電池，這樣可以保正電池不會部分短路。現(xiàn)場使用過的電池短節(jié)應(yīng)放在探管箱中,防水,隔熱并干燥，不能接受陽光直射，在兩端和導(dǎo)線槽處貼上保護(hù)膠帶,防止意外的短路，七．現(xiàn)場辨別電池是否泄漏和處理過程典型的電池現(xiàn)場事故是由于環(huán)境溫度和對電池組的沖擊超出了電池單元的安全操作范圍，因此,針對現(xiàn)場操作,可以預(yù)測潛在的問題.大部分的事故是由于長時(shí)間被放在井底,沒有循環(huán),且此時(shí)循環(huán)溫度已接近工具的操作極限(150攝氏度),并伴有鉆柱的振動和其它的沖擊.應(yīng)注意的是,與在循環(huán)過程中MWD工具所測溫度相比,穩(wěn)定（無泥漿循環(huán)）的井下溫度范圍通常會高出20攝氏度.當(dāng)鉆柱被卡在井底有一段時(shí)間時(shí),上述情況經(jīng)常發(fā)生，因此，在鉆臺取出井下儀器時(shí)請注意是否有如下現(xiàn)象：拆開脈沖發(fā)生器與電池筒的連接處,將會發(fā)現(xiàn)連接頭損壞/變黑，且可能會聞到或發(fā)現(xiàn)酸性煙霧。嚴(yán)重的情況下將會在一個(gè)或多個(gè)抗壓筒上發(fā)現(xiàn)穿孔現(xiàn)象。下面所介紹的僅推薦在井隊(duì)現(xiàn)場應(yīng)用:如果從井下儀器表面便可以分辨出電池故障(如：抗壓筒上有孔隙等)，按如下步驟進(jìn)行：1．重新將脈沖發(fā)生器懸掛短節(jié)上到鉆鋌,一起與鉆鋌平放在跑道上。2．將整個(gè)鉆鋌轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)處/安全地區(qū),準(zhǔn)備水源以對其內(nèi)部進(jìn)行沖洗.這樣將使電池組冷卻并中和其中生成的生成物。注意：非常重要的一點(diǎn)是,處理涉及電池事故的工作人員應(yīng)避開鉆鋌和抗壓筒的兩端，其內(nèi)部所裝的部件也許承受著非常大的壓力，釋放時(shí)的影響劇烈。會有巨大的沖擊.在工房和現(xiàn)場制作、使用電池時(shí)，如遇到非正常情況，一定要及時(shí)通知領(lǐng)導(dǎo)。八．哪些廢棄物可被重復(fù)利用?電池事故會影響到整個(gè)工具串,即使是那些看起來還工作且沒有被污染的儀器,也應(yīng)考慮是否需要維修.對于被酸性氣體侵蝕的抗壓筒,應(yīng)將其表面附著物刮干凈,檢查O圈,也許已損壞。在這種情況下,通常脈沖發(fā)生器沒有什么問題，因?yàn)槟⒐筋^的高壓阻止了副產(chǎn)品的侵入。任何工具,若其內(nèi)部組件已暴露其外或已被電池產(chǎn)生的副產(chǎn)品嚴(yán)重的污染,那么應(yīng)該將其視為危險(xiǎn)廢棄物,并進(jìn)行相應(yīng)的處理。MWD電池組的制作、測試和維修（普立門公司）簡介電池總成PSA（PowerSupplyAssembly）概述電池總成（PSA）是MWD井下儀器串的一部分，對SEA提供電源和APC內(nèi)電容充電以驅(qū)動脈沖發(fā)生器工作，其由耐高溫、壽命長的鋰電池組成。電池組(PSA)由10節(jié)耐150攝氏度高溫的鋰電池組成，每節(jié)電池3.6Ｖ，組成36Ｖ供電，現(xiàn)在使用的雙Ｄ電池組可提供240萬焦耳的能量，儀器在井下連續(xù)工作約七天不用更換電池。電池組PSA：上端三芯母滑環(huán)，下端三芯公滑環(huán)，上端設(shè)置彈簧長度彌補(bǔ)裝置。電池組裝后放在抗壓筒內(nèi)，由抗壓筒和扶正連接器與其他部分連接。1．2電池功能說明電池的三芯滑環(huán)連接圖如下：PSA電池組為整個(gè)井下儀器提供36V電源，電池的工作時(shí)間長短取決于MWD井下儀器的工作模式和所發(fā)脈沖總數(shù)，由于電池總成是由單節(jié)鋰電池組裝而成，組裝、測試與維修時(shí)，要求小心輕放，特別是當(dāng)溫度較高或電池有裂痕時(shí)務(wù)必小心;一旦用完，電池必須妥善處理。在實(shí)踐中，電池實(shí)際容量與理論值會有所差異。使用時(shí)應(yīng)留有充分的余地。電池容量消耗的主要因素為：a.井下工作溫度及儀器在井下循環(huán)時(shí)間；b.電池已使用時(shí)間；c.單節(jié)電池（Cells）的性能（不同廠家生產(chǎn)的電池其性能略有差異）；d.發(fā)送單個(gè)脈沖的用電量及井下儀器的靜態(tài)消耗；每趟鉆完應(yīng)估算電池的剩余能量，能確保滿足下一躺鉆的需要。2．電池的室內(nèi)組裝3．電池總成保養(yǎng)、維修經(jīng)常按規(guī)定對電池進(jìn)行維護(hù)和檢測有助于獲得較好的使用效果，當(dāng)電池（不管是否使用過）從井場上回來得進(jìn)行如下的維護(hù)和檢測：a)將電池從抗壓筒里取出，檢查外觀是否有明顯的傷痕和進(jìn)泥漿現(xiàn)象；b)檢查三芯滑環(huán)，確定連接正常c)測量電池電壓，用彩筆記上電池剩余能量；4．電池現(xiàn)場測試電池在現(xiàn)場使用前必須進(jìn)行測試，用萬用表測量電池的電壓值：34-36V如電池電壓值偏低，說明電池有問題，應(yīng)返回室內(nèi)做進(jìn)一步的測試。5．電池壽命估算：5．1簡介：鋰電池設(shè)計(jì)特性為一旦加載便會在其使用壽命大部分時(shí)間內(nèi)提供連續(xù)穩(wěn)定的電源，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)確保電池容量能滿足本趟鉆要求，采用焦耳為單位對電池能量進(jìn)行計(jì)量；理論上雙D電池組的容量為240萬焦耳；5．2電池壽命的具體估算方法：根據(jù)電池廠家提供的原始數(shù)據(jù)和MWD儀器消耗能量的情況，可以從理論上估計(jì)算出電池的使用時(shí)間：脈沖器每發(fā)一個(gè)脈沖能量消耗：X焦耳；每小時(shí)的能量靜態(tài)消耗：Y/小時(shí)；電池剩余能量估計(jì)計(jì)算公式如下：剩余能量=總能量-（Y插入時(shí)間）-(X脈沖總數(shù))；3影響電池壽命的因素（實(shí)際影響因素很多