CN111100980B - 一种石油压裂泵阀箱热处理的升温控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石油压裂泵阀箱热处理的升温控制方法，包括以下步骤：输入目标温度值；根据目标温度值计算浮动值，从而得到输出温度值为目标温度值与浮动值的加和，并维持输出温度值；检测阀箱温度，计算目标温度值与阀箱温度的偏差值，当偏差值趋近浮动值时，开始对浮动值进行回缩校正，使浮动值逐渐趋近与零。本发明以大于目标温度值的输出温度值对阀箱进行快速加热，使阀箱在一定的高温下快速升温，这样可以大大缩短阀箱升温滞后的时间，并降低前期缓慢升温过程中低温对阀箱热处理效果的影响。
Description
技术领域
本发明属于石油压裂泵阀箱制造技术领域，特别涉及一种石油压裂泵阀箱热处理的升温控制方法。
背景技术
石油压裂泵的重要工作就是在很高的压强下将压裂液运输到井底，致使井底的岩石裂开，次年改成很多裂缝，用这种方法来提高油气渗透率，增加油气在地层下面快速的流动，从而增加油气的产量。
石油压裂泵的阀箱作为其主要的压力工作部件，其强度需要经过热处理方能达到技术要求。石油压裂泵的阀箱的热处理通常包括正火、淬火、一次回火和二次回火这几道热处理工序。热处理通常在热处理箱中进行，但是在进行热处理的过程中炉内温度通常设定的就是工件热处理的温度，在实际热处理的过程中由于阀箱体积大，会存在一个滞后和不均匀的问题，这会影响阀箱的热处理效果。
发明内容
本发明针对上述现有技术的存在的问题，提供一种石油压裂泵阀箱热处理的升温控制方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种石油压裂泵阀箱热处理的升温控制方法，包括以下步骤：
输入目标温度值；
根据目标温度值计算浮动值，从而得到输出温度值为目标温度值与浮动值的加和，并维持输出温度值；
检测阀箱温度，计算目标温度值与阀箱温度的偏差值，当偏差值趋近浮动值时，开始对浮动值进行回缩校正，使浮动值逐渐趋近与零。
进一步的，当浮动值逐渐趋近与零时，偏差值也同时趋近于零。
进一步的，所述浮动值为目标温度值与浮动系数的乘积，浮动系数介于0.2～0.5之间。
进一步的，浮动值的回缩校正以偏差值的反比例函数值与校正前浮动值平方为校正因子，且每一次校正都在上一次校正基础上进行。
进一步的，检测阀箱温度时对阀箱进行多点温度检测，取多点温度计算加权平均数确定为阀箱温度。
进一步的，检测阀箱温度时的多点温度检测至少包括同一截面上的四个外表面点和一个中心点。
进一步的，检测阀箱温度时的多点温度中，中心点温度的权重为40％，中心点以外各表面的总权重为60％。
本发明的有益效果为：本发明以大于目标温度值的输出温度值对阀箱进行快速加热，使阀箱在一定的高温下快速升温，这样可以大大缩短阀箱升温滞后的时间，并降低前期缓慢升温过程中低温对阀箱热处理效果的影响。
附图说明
图1是本发明中浮动值校正方法的框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明主要采用的升温控制方法为：以大于目标温度值的输出温度值对阀箱进行快速加热，使阀箱在一定的高温下快速升温，这样可以大大缩短阀箱升温滞后的时间，并降低前期缓慢升温过程中低温对阀箱热处理效果的影响。具体的，结合图1，以目标温度值为T，浮动值为K，K＝Φ×T，其中Φ为浮动系数，数值介于0.2～0.5之间，则有输出温度值H＝T+K；
阀箱在持续高温的作用下会很快升温到接近目标温度值，在阀箱持续升温的过程中监控阀箱温度N，计算目标温度值T与阀箱温度N之间的差值，得到偏差值M＝T-N；
当偏差值M缩小到趋近浮动值K时，说明阀箱已经快要达到目标温度值T，此时则需要及时降低输出温度值H，以防止过高的炉内温度使阀箱持续快速地超过目标温度值T，因此，需要实时校正浮动值为K，直到浮动值为K变为零；
浮动值K的校正以偏差值M的反比例函数值为校正因子，即
当偏差值M大于偏差值M且达到规定误差值时，将当前浮动值K赋予α代入开始计算校正浮动值K，使用这样的校正方法目的在于，开始的偏差值M非常大，所以需要对浮动值K进行较大幅度的校正，由于反比例函数值的特点，浮动值K会被校正得较小，使输出温度值H快速贴近目标温度值T，在阀箱进一步升温的过程中，偏差值M会变小，进而使浮动值K逐渐降低到趋近于零，最终使输出温度值H稳定在目标温度值T。需要说明的是，趋近于零为一个不确定的概念，可以根据实际的温度控制精确程度取一个小于1的正数P为判断基准点，大于P判定为不趋近于零，小于P判定为趋近于零。
这样通过前期高于目标温度值T的输出温度值H使阀箱快速升温，同时提供后期的相应的温度校正方法，使得当阀箱温度接近目标温度值T的过程中，输出温度值H进行自适应性调整，最终满足阀箱温度与输出温度值H与目标温度值T实现同步，从而对阀箱进行较好的热处理。
实施例1
目标温度值T为1200℃，浮动值K＝1200×0.3＝360℃，输出温度值H为1560℃，热处理过程中使用射线检测阀箱不同点的温度，得到同一截面处四个表面的温度为910℃、885℃、900℃、905℃，中心温度为650℃，则使用加权平均数计算阀箱温度为15％×(910+885+900+905)+650×40％＝800℃，测量不同点温度并使用加权平均数计算阀箱温度是因为阀箱体积大，外部升温会快于内部温度，所以计算温度也要考虑到内部升温滞后的情况；当目标温度值T与阀箱温度之间的偏差值M为400℃时误差为10％，开始校正浮动值K，具体的，将此时的K值代入α，则校正后的
则输出温度值H重新设定为1524℃；接下来，等阀箱温度达到840℃时，偏差值M为360℃，满足与浮动值K误差达到10％，则重新校正浮动值K，此时将K＝324代入α，则校正后的
当箱温度达到876℃时，偏差值M为324℃，满足与浮动值K误差达到10％，则重新校正浮动值K，此时将K＝291.6代入α，则校正后的
依次方法持续对浮动值K进行校正，直到K趋近于0，使输出温度值H稳定在目标温度值T的合理温飘范围内。
实施例2
目标温度值T为1500℃，浮动值K＝1500×0.4＝600℃，输出温度值H为2100℃，热处理过程中使用射线检测阀箱不同点的温度，得到同一截面处四个表面的温度为800℃、820℃、824℃、823℃，中心温度为650℃，则使用加权平均数计算阀箱温度为15％×(800+820+824+823)+650×40％＝750℃，测量不同点温度并使用加权平均数计算阀箱温度是因为阀箱体积大，外部升温会快于内部温度，所以计算温度也要考虑到内部升温滞后的情况；当目标温度值T与阀箱温度之间的偏差值M为750℃时误差为20％，开始校正浮动值K，具体的，将此时的K值代入α，则校正后的
则输出温度值H重新设定为1980℃；接下来，等阀箱温度达到900℃时，偏差值M为600℃，满足与浮动值K误差达到20％，则重新校正浮动值K，此时将K＝480代入α，则校正后的
依次方法持续对浮动值K进行校正，直到K趋近于0，使输出温度值H稳定在目标温度值T的合理温飘范围内。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种石油压裂泵阀箱热处理的升温控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
输入目标温度值；
根据目标温度值计算浮动值，从而得到输出温度值为目标温度值与浮动值的加和，并维持输出温度值；
检测阀箱温度，计算目标温度值与阀箱温度的偏差值，当偏差值趋近浮动值时，开始对浮动值进行回缩校正，使浮动值逐渐趋近与零；
当浮动值逐渐趋近与零时，偏差值也同时趋近于零；
所述浮动值为目标温度值与浮动系数的乘积，浮动系数介于0.2～0.5之间；
浮动值的回缩校正以偏差值的反比例函数值与校正前浮动值平方为校正因子，且每一次校正都在上一次校正基础上进行。
2.根据权利要求1所述的一种石油压裂泵阀箱热处理的升温控制方法，其特征在于，检测阀箱温度时对阀箱进行多点温度检测，取多点温度计算加权平均数确定为阀箱温度。
3.根据权利要求2所述的一种石油压裂泵阀箱热处理的升温控制方法，其特征在于，检测阀箱温度时的多点温度检测至少包括同一截面上的四个外表面点和一个中心点。
4.根据权利要求3所述的一种石油压裂泵阀箱热处理的升温控制方法，其特征在于，检测阀箱温度时的多点温度中，中心点温度的权重为40％，中心点以外各表面的总权重为60％。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1608199A (zh) * | 2001-12-26 | 2005-04-20 | 沃泰克工业有限公司 | 测量温度和热处理的方法及系统 |
| CN102354244A (zh) * | 2011-06-16 | 2012-02-15 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 半导体热处理工艺温度前馈补偿方法 |
| CN107045279A (zh) * | 2016-02-07 | 2017-08-15 | 渤海大学 | 适用于高真空环境的动态赋值pid加热控制系统及方法 |
| CN108495941A (zh) * | 2016-01-28 | 2018-09-04 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢板的温度控制装置及温度控制方法 |
| WO2019163746A1 (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 連続焼鈍における鋼板の加熱方法および連続焼鈍設備 |
| JP2019183225A (ja) * | 2018-04-10 | 2019-10-24 | 株式会社Ihi | 熱処理方法及び熱処理治具 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1608199A (zh) * | 2001-12-26 | 2005-04-20 | 沃泰克工业有限公司 | 测量温度和热处理的方法及系统 |
| CN102354244A (zh) * | 2011-06-16 | 2012-02-15 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 半导体热处理工艺温度前馈补偿方法 |
| CN108495941A (zh) * | 2016-01-28 | 2018-09-04 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢板的温度控制装置及温度控制方法 |
| CN107045279A (zh) * | 2016-02-07 | 2017-08-15 | 渤海大学 | 适用于高真空环境的动态赋值pid加热控制系统及方法 |
| WO2019163746A1 (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 連続焼鈍における鋼板の加熱方法および連続焼鈍設備 |
| JP2019183225A (ja) * | 2018-04-10 | 2019-10-24 | 株式会社Ihi | 熱処理方法及び熱処理治具 |
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Denomination of invention: A Temperature Control Method for Heat Treatment of Oil Fracturing Pump Valve Box Granted publication date: 20211123 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Co.,Ltd. Xuancheng Xuanzhou Sub branch Pledgor: ANHUI TIANYU PETROLEUM EQUIPMENT MANUFACTURING CO.,LTD. Registration number: Y2024980011576 |