[发明专利]一种水合物浆液黏度的计算方法及装置

权利要求书

1.一种水合物浆液黏度的计算方法，其特征在于，所述方法包含：

获取水合物浆液在管道中流动出现水合物聚集体固体移动床的实验压降数据；

根据预定黏度模型预估实验参数条件下的水合物浆液黏度初值；

将水合物浆液黏度初值、流体物性、及实验流动参数带入固浆流动模型，计算得到管道压降数据；

将所述管道压降数据与所述实验压降数据之间差值与预定阈值比较，根据比较结果与所述水合物浆液黏度初值获得水合物浆液黏度值；

将水合物浆液黏度初值、流体物性、及实验流动参数带入固浆流动模型，计算得到管道压降数据还包含：根据水合物浆液参数，计算获得所述水合物浆液的临界不淤速度；根据所述临界不淤速度与水合物浆液在管道中的混合流速计算得到管道压降数据；

根据所述临界不淤速度与水合物浆液在管道中的混合流速计算得到管道压降数据包含：比较所述临界不淤速度与水合物浆液在管道中的混合流速；当所述临界不淤速度小于水合物浆液在管道中的混合流速时，根据拟单相流动模型计算得到管道压降数据；当所述临界不淤速度大于水合物浆液在管道中的混合流速时，根据双层流动模型结合非均质悬浮流动层水合物聚集体平均浓度分布函数，及封闭关系方程计算得到管道压降数据；

根据双层流动模型结合非均质悬浮流动层水合物聚集体平均浓度分布函数，及封闭关系方程计算得到管道压降数据包含：根据双层流动模型结合非均质悬浮流动层水合物聚集体平均浓度分布函数，及封闭关系方程计算得到第一移动层高度及第一移动层流速；根据所述第一移动层高度计算获得第一临界沉积流速；

当所述第一移动层流速大于所述第一临界沉积流速时，将所述第一移动层高度和所述第一移动层流速带入压降梯度方程中，获得管道压降数据；所述第一移动层流速小于所述第一临界沉积流速时，通过三层流动模型，结合非均质悬浮流动层水合物聚集体平均浓度分布函数及封闭关系方程得到第二移动层高度、第二移动层流速及静止层高度；

根据所述第二移动层高度、所述第二移动层流速及所述静止层高度通过校核模型校验水合物浆液与管道之间的关系，当所述校验结果非预定结果时，利用三层流动模型计算获得第三移动层高度和第三移动层流速，计算获得第二临界沉积流速；将所述第二临界沉积流速与所述第三移动层流速比较，根据比较结果与所述压降梯度方程计算获得管道压降数据。

2.根据权利要求1所述的水合物浆液黏度的计算方法，其特征在于，将所述管道压降数据与所述实验压降数据之间差值与预定阈值比较，根据比较结果与所述水合物浆液黏度初值获得水合物浆液黏度值还包含：当所述管道压降数据与所述实验压降数据之间差值超出所述预定阈值时，通过二分法调整所述水合物浆液黏度初值；根据调整后的所述水合物浆液黏度初值重新计算管道压降数据。

3.根据权利要求1所述的水合物浆液黏度的计算方法，其特征在于，根据预定黏度模型预估实验参数条件下的水合物浆液黏度初值包含：根据爱因斯坦悬浮液黏度模型计算获得水合物浆液黏度初值：

上式中，μ_sl,0为水合物浆液黏度初值；μ_L为连续相黏度；C_sl为水合物浆液总颗粒浓度。

4.根据权利要求1所述的水合物浆液黏度的计算方法，其特征在于，所述校核模型包含：

A_sb(dP/dx)+F_mbsb+τ_mbsbS_mbsb≤F_sb；

上式中，A_sb为静止层的截面积；τ_mbsb为移动层与静止层之间的剪切应力；S_mbsb为移动层与静止层之间的接触湿周；F_mbsb为作用在移动层与静止层之间S_mbsb的干摩擦力；F_sb为水合物聚集体作用在静止层与管壁S_sb间的干摩擦力；dP/dx为压力梯度。

5.一种水合物浆液黏度的计算装置，其特征在于，所述装置包含实验检测模块、初值估测模块、计算模块和比较模块；

所述实验检测模块用于获取水合物浆液在管道中流动出现水合物聚集体固体移动床的实验压降数据；

所述初值估测模块用于根据预定黏度模型预估实验参数条件下的水合物浆液黏度初值；

所述计算模块用于将水合物浆液黏度初值、流体物性、及实验流动参数带入固浆流动模型，计算得到管道压降数据；将水合物浆液黏度初值、流体物性、及实验流动参数带入固浆流动模型，计算得到管道压降数据还包含：根据水合物浆液参数，计算获得所述水合物浆液的临界不淤速度；根据所述临界不淤速度与水合物浆液在管道中的混合流速计算得到管道压降数据；

根据所述临界不淤速度与水合物浆液在管道中的混合流速计算得到管道压降数据包含：比较所述临界不淤速度与水合物浆液在管道中的混合流速；当所述临界不淤速度小于水合物浆液在管道中的混合流速时，根据拟单相流动模型计算得到管道压降数据；当所述临界不淤速度大于水合物浆液在管道中的混合流速时，根据双层流动模型结合非均质悬浮流动层水合物聚集体平均浓度分布函数，及封闭关系方程计算得到管道压降数据；

所述比较模块用于将所述管道压降数据与所述实验压降数据之间差值与预定阈值比较，根据比较结果与所述水合物浆液黏度初值获得水合物浆液黏度值；

根据双层流动模型结合非均质悬浮流动层水合物聚集体平均浓度分布函数，及封闭关系方程计算得到管道压降数据包含：根据双层流动模型结合非均质悬浮流动层水合物聚集体平均浓度分布函数，及封闭关系方程计算得到第一移动层高度及第一移动层流速；根据所述第一移动层高度计算获得第一临界沉积流速；

当所述第一移动层流速大于所述第一临界沉积流速时，将所述第一移动层高度和所述第一移动层流速带入压降梯度方程中，获得管道压降数据；所述第一移动层流速小于所述第一临界沉积流速时，通过三层流动模型，结合非均质悬浮流动层水合物聚集体平均浓度分布函数及封闭关系方程得到第二移动层高度、第二移动层流速及静止层高度；

根据所述第二移动层高度、所述第二移动层流速及所述静止层高度通过校核模型校验水合物浆液与管道之间的关系，当所述校验结果非预定结果时，利用三层流动模型计算获得第三移动层高度和第三移动层流速，计算获得第二临界沉积流速；将所述第二临界沉积流速与所述第三移动层流速比较，根据比较结果与所述压降梯度方程计算获得管道压降数据。