[發明專利]一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全系統及抑制方法

有效

• 申請號: 201810722730.0
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108952637B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 孫維洲;關利軍;田向東;楊昆;魏安超;茅春;蔣政達
• 申請（專利權）人: 中海艾普油氣測試（天津）有限公司
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/22;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/04
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 姜美洋

1.一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全系統，其特征在于，包括：

抑制劑注入點，其沿水下樹軸向等間距設置在水下樹之間；

第一注入閥，其設置在所述抑制劑注入點處，用于注入熱力學抑制劑；

第二注入閥，其設置在所述抑制劑注入點處，用于注入動力學抑制劑；

絞車，其與所述水下樹連接，用于控制所述水下樹沿井下管柱軸向運動，使得所述抑制劑注入點覆蓋整個井下管柱。

2.如權利要求1所述的用于深水作業水合物抑制的水下樹安全系統，其特征在于，還包括：

溫度傳感器，其等間距設置在所述井下管柱內壁面、外壁面以及海床泥面處，用于檢測溫度；

壓力傳感器，其分別設置在所述溫度傳感器處，用于檢測壓力；

深度傳感器，其分別設置在所述溫度傳感器處，用于檢測深度；

控制器，其與所述溫度傳感器、壓力傳感器、第一注入閥、第二注入閥和絞車連接，用于接收所述溫度傳感器和壓力傳感器的檢測數據并控制所述第一注入閥、第二注入閥和絞車工作。

3.一種用于深水作業水合物抑制的水下樹安全抑制方法，其特征在于，當進行井下作業時，基于BP神經網絡確定抑制劑的加入深度和第一注入閥以及第二注入閥的狀態，包括如下步驟：

步驟1：按照采樣周期，通過傳感器測量井下管柱內部溫度和壓力、外部溫度和壓力以及海床泥面處溫度和壓力；

步驟2：確定三層BP神經網絡的輸入層神經元向量x＝{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆}；其中，x₁為井下管柱內部溫度，x₂為井下管柱內部壓力，x₃為井下管柱外部溫度，x₄為井下管柱外部溫度，x₅為海床泥面處溫度，x₆為海床泥面處壓力；

步驟3：所述輸入層向量映射到中間層，中間層的神經元為m個；

步驟:4：得到輸出層神經元向量o＝{o₁,o₂,o₃}；其中，o₁為第一注入閥的狀態，o₂為第二注入閥的狀態，o₃為抑制劑的加入深度，所述輸出層神經元值為k為輸出層神經元序列號，k＝{1,2}，當o_k為1時，注入閥處于開啟狀態，當o_k為0時，注入閥處于關閉狀態。

4.如權利要求3所述的用于深水作業水合物抑制的水下樹安全抑制方法，其特征在于，所述中間層節點個數m滿足：其中n為輸入層節點個數，p為輸出層節點個數。

5.如權利要求4所述的用于深水作業水合物抑制的水下樹安全抑制方法，其特征在于，所述中間層及所述輸出層的激勵函數均采用S型函數f_j(x)＝1/(1+e^-x)。

6.如權利要求3、4或5所述的用于深水作業水合物抑制的水下樹安全抑制方法，其特征在于，當o₁＝1,o₂＝0時，控制熱力學抑制劑的量為：

其中，m_t0為當抑制劑只有熱力學抑制劑時熱力學抑制劑的量，ρ為水的密度，ΔT為形成水合物的溫度降，α為熱力學抑制劑在待采集物質中的濃度和熱力學抑制劑在水溶液中的濃度之比，M為熱力學抑制劑的分子量，K為常數，Q為管柱中待采集物質的流量，C為熱力學抑制劑的摩爾濃度，π為圓周率，r為管柱內徑，l為管柱中加入熱力學抑制劑影響的區域高度。