[发明专利]油气集输立管系统有害流型的预警方法、控制方法及系统

权利要求书

1.油气集输立管系统内有害流型的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、通过集输立管系统上至少3处压差信号对管道内的整体流型进行连续快速识别并获取压差信号的无量纲均值，至少3处压差信号包括至少一处海底管道压差DP1和至少两处立管压差，两处立管压差包括立管总压差DP2和立管局部压差DP3；

步骤2)、采用海底管道液塞形成机理与液塞形成位置参数对第一支持向量机进行训练；采用立管底部液塞形成机理与液塞形成位置参数对第二支持向量机进行训练；

步骤3)、如果立管总压差DP2的无量纲均值小于0.4，则将至少3处压差信号输入第一支持向量机进行判断，如果判断至少有一个为“不稳定流型”，则发出预警并判断液塞在海底管道形成，否则不进行预警；如果立管总压差DP2的无量纲均值大于0.4，则将至少3处压差信号输入第二支持向量机进行判断，当第二支持向量机判断某1个样本被识别为“不稳定流型”时，则对该样本起后的连续3个样本进行识别，若连续3个样本均被识别为“不稳定流型”时，则发出预警，并判断液塞在立管底部形成，否则不发出预警。

2.根据权利要求1所述的油气集输立管系统内有害流型的预警方法，其特征在于，输入第一支持向量机或第二支持向量机的信号参数包括海底管道压差DP1的无量纲均值、标准差，立管总压差DP2的无量纲均值、极差及立管局部压差DP3的无量纲均值、标准差。

3.根据权利要求1所述的油气集输立管系统内有害流型的预警方法，其特征在于，海底管道压差DP1和立管总压差DP2的无量纲化方法是将信号值除以该压差测试段充满静止液相时的压差。

4.根据权利要求1所述的油气集输立管系统内有害流型的预警方法，其特征在于，立管局部压差DP3的无量纲化方法是将信号值除以在水力学光滑管的假设下液相以单位速度流过该压差测试段时的摩阻压差。

5.根据权利要求1所述的油气集输立管系统内有害流型的预警方法，其特征在于，支持向量机训练所用的样本取自稳态流动的过程，即入口流量与出口压力恒定的过程，支持向量机的具体形式为

其中，x为待测样本的特征向量；x_i、y_i分别为已知样本的特征向量以及流型种类(以1或-1表示)；α_i与b为支持向量机的参数，通过训练确定；K为核函数，f(x)为1或-1即为识别结果。

6.根据权利要求1所述的油气集输立管系统内有害流型的预警方法，其特征在于，使用基于Matlab的支持向量机工具包完成支持向量机的训练，将待测样本特征向量输入支持向量机即得到流型识别的结果。

7.一种基于权利要求1所述油气集输立管系统内有害流型的预警方法的油气集输立管系统内有害流型控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

若判断液塞在海底管道内形成，则关小立管顶部节流阀(5)、关小气液分离器与段塞捕集器的气相出口的第二气相阀门(8)、第一气相阀门(6)，开大气液分离器与段塞捕集器的液相出口的第二液相阀门(9)、第一液相阀门(7)；若判断液塞在立管底部形成，则开启立管底部注气阀门，然后关小立管顶部节流阀(5)，直到管道内的流动达到新稳态后关闭立管底部注气阀门。