一种石油压裂泵阀箱的升温控制系统和控制方法技术方案

本发明专利技术涉及石油压裂泵阀箱技术领域，公开了一种石油压裂泵阀箱的升温控制系统和控制方法，包括第一检测模块和第二检测模块以及数据处理模块，第一检测模块用于采集阀箱数据信息；第二检测模块用于采集火炉数据信息；数据处理模块包括接口模块、初处理模块和数据融合处理模块，接口模块与第一检测模块和第二检测模块电连接，数据处理模块用于对采集到的数据信息进行特征选择和加热模式等级选取；通过第一检测模块采集阀箱数据信息和第二检测模块采集火炉数据信息，根据阀箱数据信息以及火炉数据信息，将阀箱和火炉两方面的因素融合起来对加热模式进行分级选取，不仅能够降低温度超调出现的可能性，还可实现升温过程温度场的最优控制。优控制。优控制。

A temperature rise control system and control method for valve box of oil fracturing pump

【技术实现步骤摘要】
一种石油压裂泵阀箱的升温控制系统和控制方法


[0001]本专利技术涉及石油压裂泵阀箱
，具体而言，涉及一种石油压裂泵阀箱的升温控制系统和控制方法。

技术介绍

[0002]目前，在石油开采领域，压裂技术能够有效的提高石油的开采量，而压裂泵是压裂开采过程中的关键设备，其性能、质量和可靠性直接影响压裂实施过程的质量和进度。压裂泵的使用工况极其恶劣，要求压裂泵有更高的泵压和更大的排量，能够承受高压、循环载荷作用，且能够输送高压带磨砺、腐蚀的介质，进而能够在恶劣的工况下可靠运行，并保持较长的使用寿命。
[0003]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。因此，压裂泵阀箱热处理方法的优劣对压裂泵阀箱的耐蚀、耐热性、力学性能等有很大影响，而且对压裂泵阀箱的加工性能起着决定性的作用，进而影响着压裂泵的使用条件和使用寿命。
[0004]热处理通常在火炉中进行，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，其升温速率的快慢直接决定了能否通过均匀保温阶段调控防止锻件温度超调。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种石油压裂泵阀箱的升温控制系统和控制方法，能够提高产品质量。
[0006]根据本专利技术的第一方面实施例的石油压裂泵阀箱的升温控制系统，包括第一检测模块和第二检测模块以及数据处理模块：第一检测模块用于采集阀箱数据信息，所述阀箱数据信息包括阀箱体积值、阀箱热导率、第一阀箱横截面积值、第二阀箱横截面积值、第三阀箱横截面积值；第二检测模块用于采集火炉数据信息，所述火炉数据信息包括火炉体积值、第一火炉横截面积值、第二火炉横截面积值、第三火炉横截面积值、火炉顶端面温度、火炉底端面温度、火炉前端面温度、火炉后端面温度、火炉左端面温度和火炉右端面温度；数据处理模块包括接口模块、初处理模块和数据融合处理模块，所述接口模块与所述第一检测模块和所述第二检测模块电连接，所述初处理模块与所述数据融合模块和所述接口模块相连接，所述初处理模块用于根据贝叶斯网络算法和改进后的马尔科夫毯算法进行特征选择；所述数据融合处理模块用于根据火炉温度特征变化进行K
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均值聚类并融合升温过程中的功率值的加热模式等级选取。
[0007]根据本专利技术实施例的石油压裂泵阀箱的升温控制系统，至少具有如下有益效果：通过第一检测模块采集阀箱数据信息和第二检测模块采集火炉数据信息，根据阀箱数据信
息以及火炉数据信息，将阀箱和火炉两方面的因素融合起来对加热模式进行分级选取，不仅能够大大的降低温度超调出现的可能性，还可以实现升温过程温度场最优控制方法。
[0008]根据本专利技术第二方面实施例的根据本专利技术上述第一方面实施例的基于石油压裂泵阀箱的升温控制系统的控制方法，包括以下步骤：步骤一：实时采集阀箱数据信息和火炉数据信息；步骤二：对采集到的数据信息进行特征提取和加热模式等级选取，并综合评价出此时加热模式等级；步骤三：根据加热模式等级的结果，发送相应的信号给控制器。
[0009]根据本专利技术实施例的基于石油压裂泵阀箱的升温控制系统的控制方法，至少具有如下有益效果：通过第一检测模块采集阀箱数据信息和第二检测模块采集火炉数据信息，根据阀箱数据信息以及火炉数据信息，将阀箱和火炉两方面的因素融合起来对加热模式进行分级选取，不仅能够大大的降低温度超调出现的可能性，还可以实现升温过程温度场最优控制方法。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，其中步骤二具体为：a.获取所述第一检测模块和所述第二检测模块所采集到的数据信息后，所述初处理模块通过改进后的马尔科夫毯特征提取算法将无关特征进行消除，提取合理的加热关联性特征以便于加热模式等级识别；b.所述初处理模块通过构建贝叶斯网络算法，再将步骤a中所提取的加热关联性特征进行模型分析，最终通过与所述数据融合处理模块中的基于火炉温度特征变化进行K
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均值聚类并融合升温过程中的功率值的加热模式等级分类算法相结合，综合评价出此时火炉的加热模式等级。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述改进后的马尔科夫毯的特征提取算法具体为：基于贪婪策略的增长，如果发现一个变量X和目标变量T关于第一马尔科夫毯集合中所有的元素条件独立，则认为变量X是第一马尔科夫毯集合的新元素并将其添加到第一马尔科夫毯集合中；增长结束后，得到第二马尔科夫毯集合，再对所述第二马尔科夫毯集合中所有元素根据元素与所述目标变量T依赖度的高低程度进行排序；裁剪假正元素，对所述第二马尔科夫毯集合的每个元素进行检查，以找出所有假正元素，并将其删除，最后得到第三马尔科夫毯集合即为需要寻找的特征变量的集合；其中所述第二马尔科夫毯集合中的元素X和目标变量T关于所述第二马尔科夫毯集合中除去所述元素X之外所有的元素条件独立，则所述元素X是假正元素。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述第一马尔科夫毯集合的初始状态为空集。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述贝叶斯网络算法包括三个步骤：针对所述第三马尔科夫毯集合确定变量集和变量域、确定网络结构和确定局部概率分布，其中所述第三马尔科夫毯集合是完整的，并且所述贝叶斯网络的根节点C与隐藏的父节点的依赖关系是独立的。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，确定网络结构的具体过程包括属性离散化、建立无向图、优化无向图、建立有向图和专家评价以选择最合适结构。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述确定局部概率分布的具体步骤包括：步骤一：基于传统的贝叶斯概率公式，可以得到父节点a和子节点b的条件概率分
布，如式（1）所示：(1)步骤二：根据父节点a具有n个状态参数，子节点b具有m个变量，推导出和的条件概率分布，如式（2）所示：（2）步骤三：由于变量a和变量b彼此独立，因此可以通过式（3）得出变量a的边缘概率，即局部概率分布：（3）。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述加热模式等级分为４级，0级表示升温速度为零，处于保温状态；1级表示升温速度为低速，处于小火加热状态；2级表示升温速度为中速，处于中火加热状态；3级表示升温速度为最快速，处于全功率加热状态；其具体的分级过程如式（4）所示：（4）式中：D为加热模式等级；S为火炉温度特征变化率，通过聚类分析可以将其分为四类，为第1类，其聚类中心为0.684bmp；为第2类，其聚类中心为4.853bpm；为第3类，其聚类中心为9.951bmp；为第4类，其聚类中心为19.186bmp；T表示该过程中出现温度超调情况，0表示未出现，1表示出现。
[0017]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0018]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石油压裂泵阀箱的升温控制系统，其特征在于，包括：第一检测模块，用于采集阀箱数据信息，所述阀箱数据信息包括阀箱体积值、阀箱热导率、第一阀箱横截面积值、第二阀箱横截面积值、第三阀箱横截面积值；第二检测模块，用于采集火炉数据信息，所述火炉数据信息包括火炉体积值、第一火炉横截面积值、第二火炉横截面积值、第三火炉横截面积值、火炉顶端面温度、火炉底端面温度、火炉前端面温度、火炉后端面温度、火炉左端面温度和火炉右端面温度；数据处理模块，包括接口模块、初处理模块和数据融合处理模块，所述接口模块与所述第一检测模块和所述第二检测模块电连接，所述初处理模块与所述数据融合模块和所述接口模块相连接，所述数据处理模块用于对采集到的数据信息进行特征选择和加热模式等级选取；所述初处理模块用于根据贝叶斯网络算法和改进后的马尔科夫毯算法进行特征选择；所述数据融合处理模块用于根据火炉温度特征变化进行K
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均值聚类并融合升温过程中的功率值的加热模式等级选取。2.一种基于如权利要求1所述的石油压裂泵阀箱的升温控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤一：实时采集阀箱数据信息和火炉数据信息；步骤二：对采集到的数据信息进行特征提取和加热模式等级选取，并综合评价出此时加热模式等级；步骤三：根据加热模式等级的结果，发送相应的信号给控制器。3.根据权利要求2所述的石油压裂泵阀箱的升温控制系统的控制方法，其特征在于，其中步骤二具体为：a.获取所述第一检测模块和所述第二检测模块所采集到的数据信息后，所述初处理模块通过改进后的马尔科夫毯特征提取算法将无关特征进行消除，提取合理的加热关联性特征以便于加热模式等级识别；b.所述初处理模块通过构建贝叶斯网络算法，再将步骤a中所提取的加热关联性特征进行模型分析，最终通过与所述数据融合处理模块中的基于火炉温度特征变化进行K
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均值聚类并融合升温过程中的功率值的加热模式等级分类算法相结合，综合评价出此时火炉的加热模式等级。4.根据权利要求3所述的石油压裂泵阀箱的升温控制系统的控制方法，其特征在于，所述改进后的马尔科夫毯的特征提取算法具体为：基于贪婪策略的增长，如果发现一个变量X和目标变量T关于第一马尔科夫毯集合中所有的元素条件独立，则认为变量X是第一马尔科夫毯集合的新元素并将其添加到第一马尔科夫毯集合中；增长结束后，得到第二马尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥卿，孙通，
申请(专利权)人：东营高沃橡胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：