[发明专利]一种用于深水作业水合物抑制的水下树安全系统及抑制方法

权利要求书

1.一种用于深水作业水合物抑制的水下树安全系统，其特征在于，包括：

抑制剂注入点，其沿水下树轴向等间距设置在水下树之间；

第一注入阀，其设置在所述抑制剂注入点处，用于注入热力学抑制剂；

第二注入阀，其设置在所述抑制剂注入点处，用于注入动力学抑制剂；

绞车，其与所述水下树连接，用于控制所述水下树沿井下管柱轴向运动，使得所述抑制剂注入点覆盖整个井下管柱。

2.如权利要求1所述的用于深水作业水合物抑制的水下树安全系统，其特征在于，还包括：

温度传感器，其等间距设置在所述井下管柱内壁面、外壁面以及海床泥面处，用于检测温度；

压力传感器，其分别设置在所述温度传感器处，用于检测压力；

深度传感器，其分别设置在所述温度传感器处，用于检测深度；

控制器，其与所述温度传感器、压力传感器、第一注入阀、第二注入阀和绞车连接，用于接收所述温度传感器和压力传感器的检测数据并控制所述第一注入阀、第二注入阀和绞车工作。

3.一种用于深水作业水合物抑制的水下树安全抑制方法，其特征在于，当进行井下作业时，基于BP神经网络确定抑制剂的加入深度和第一注入阀以及第二注入阀的状态，包括如下步骤：

步骤1：按照采样周期，通过传感器测量井下管柱内部温度和压力、外部温度和压力以及海床泥面处温度和压力；

步骤2：确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆}；其中，x₁为井下管柱内部温度，x₂为井下管柱内部压力，x₃为井下管柱外部温度，x₄为井下管柱外部温度，x₅为海床泥面处温度，x₆为海床泥面处压力；

步骤3：所述输入层向量映射到中间层，中间层的神经元为m个；

步骤:4：得到输出层神经元向量o＝{o₁,o₂,o₃}；其中，o₁为第一注入阀的状态，o₂为第二注入阀的状态，o₃为抑制剂的加入深度，所述输出层神经元值为k为输出层神经元序列号，k＝{1,2}，当o_k为1时，注入阀处于开启状态，当o_k为0时，注入阀处于关闭状态。

4.如权利要求3所述的用于深水作业水合物抑制的水下树安全抑制方法，其特征在于，所述中间层节点个数m满足：其中n为输入层节点个数，p为输出层节点个数。

5.如权利要求4所述的用于深水作业水合物抑制的水下树安全抑制方法，其特征在于，所述中间层及所述输出层的激励函数均采用S型函数f_j(x)＝1/(1+e^-x)。

6.如权利要求3、4或5所述的用于深水作业水合物抑制的水下树安全抑制方法，其特征在于，当o₁＝1,o₂＝0时，控制热力学抑制剂的量为：

其中，m_t0为当抑制剂只有热力学抑制剂时热力学抑制剂的量，ρ为水的密度，ΔT为形成水合物的温度降，α为热力学抑制剂在待采集物质中的浓度和热力学抑制剂在水溶液中的浓度之比，M为热力学抑制剂的分子量，K为常数，Q为管柱中待采集物质的流量，C为热力学抑制剂的摩尔浓度，π为圆周率，r为管柱内径，l为管柱中加入热力学抑制剂影响的区域高度。