[发明专利]一种模拟环流海底管道水合物堵塞的预警方法

权利要求书

1.一种模拟环流海底管道水合物堵塞的预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、收集区域内所有管道的基础信息，包括管道内径、管道外径、管道长度、管道材料、环境温度、抑制剂种类、抑制剂浓度、流体温度、流体进口压力；

S2、根据抑制剂的种类以及抑制剂的浓度，计算得出过冷度；

ΔT_sub＝(t_eq-Δt_I)-t；

ΔT_sub代表为控制系统的过冷度，t_eq代表为控制系统的平衡温度，t代表为控制系统的温度，Δt_I代表由于抑制剂的存在导致的平衡温度的偏移；

Δt_I＝-72ln[α_W·(1-x_I)]；

当抑制剂为乙二醇时，

当抑制剂为甲醇时，

当抑制剂为乙醇时，

当抑制剂为氯化钠时，

当抑制剂为氯化钾时，

α_W代表海底管道系统中水的活性，x_l代表热力学抑制剂的分子摩尔浓度；

通过以上过冷度模块内设公式，计算得到相应热力学抑制剂在不同浓度下的管路系统的过冷度；当不同管路系统抑制剂不同时，从预警系统内调用不同的方程来对管路流动安全进行预测；

S3、基于管道系统过冷度，通过水合物生成的一阶动力学公式来计算水合物生成量，获得管路的水力直径随温度以及压力的变化趋势：

其中表示单位时间内水合物生成量，F_k代表水合物的生成系数，其取值跟海底管道中流体的流型有关，C₁、C₂是常数，M_g代表系统流体的平均摩尔质量，代表系统流体的平均密度，A代表控制系统内气水交界面积；

A＝A_drop+A_film；

其中A_drop代表系统内分散在气相中的液滴其气水交界面积，A_film代表系统内海底管道管壁上液膜其气水交界面积；

代表单位长度上温度变化，即温度梯度；β_JT代表焦汤系数，U代表控制系统内流体与环境的综合传热系数，T代表控制系统内流体的温度，T_ext代表环境温度，ΔH代表水合物生成时的放热量，Q_m代表单位时间内的管路中流体的流量，ρ_m代表控制系统内混合流体的平均密度，Cp_m代表控制系统内混合流体的热容；

Q_m＝Q_g+Q_l；

Q_g代表控制系统内单位时间气体的流量，Q_l代表控制系统内单位时间液体的流量；

S4、当海底管道水利直径过小，使得管路进出口两端压差达到预设值时，认定海底管道发生堵塞，判断预警系统的状态，对平台设备提示预警信息：

代表管路中单位长度上的压力变化，f代表摩擦系数，ρ_ns代表无滑动摩擦时的控制系统内的流体密度，D_h代表管路系统的水力直径，v_m代表控制系统内混合流体的流速。