1.一种海上油气田集输管汇偏流工艺控制系统,其特征在于,包括来流管、第一出流管、第二出流管、数据采集系统和中央数据处理系统;所述来流管的入口端从前至后依次设置有第一压力测量装置、流量计量装置和流体物性测量装置;所述来流管的出口端通过分流单元分为两路,一路连接第一出流管,另一路连接第二出流管;所述第一出流管的出口处设置有第二压力测量装置,所述第二出流管的出口处设置有第三压力测量装置;所述第一压力测量装置、所述流量计量装置、所述流体物性测量装置、所述第二压力测量装置和所述第三压力测量装置分别与所述数据采集系统无线通信连接,所述数据采集系统与所述中央数据处理系统电连接,所述数据采集系统用于采集数据,并将数据传输给中央数据处理系统;所述中央数据处理系统包括流动参数计算模块、管路水力计算模块、分流单元水力计算模块以及压力控制方案制定模块;所述流动参数计算模块用于分别计算来流管、第一出流管和第二出流管的气相折算速度、液相折算速度和截面含气率;所述管路水力计算模块用于分别计算管汇无偏流时的来流管、第一出流管和第二出流管摩阻损失;所述分流单元水力计算模块用于计算第一出流管和第二出流管的入口压力;所述压力控制方案制定模块用于调整出第一出流管和第二出流管的管汇控制实施方案。
2.根据权利要求1所述的海上油气田集输管汇偏流工艺控制系统,其特征在于,还包括压力控制系统;所述中央数据处理系统与所述压力控制系统电连接;所述第一出流管上设置有第一控制阀,所述第一控制阀位于所述第二压力测量装置的上游;所述第二出流管上设置有第二控制阀,所述第二控制阀位于所述第三压力测量装置的上游;所述压力控制系统分别与所述第一控制阀和所述第二控制阀无线通信连接,所述压力控制系统用于根据所述中央数据处理系统的压力控制方案控制第一控制阀和第二控制阀的开度。
3.一种基于权利要求1或2所述的海上油气田集输管汇偏流工艺控制系统的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:1)通过数据采集系统获取实际生产管汇实时运行参数,并发送至中央数据处理系统,所述实际生产管汇实时运行参数包括管汇来流管入口气相质量流量与液相质量流量、管汇来流管入口压力、管汇第一出流管出口压力和管汇第二出流管出口压力;2)确定管汇几何参数和流体物性参数,所述管汇几何参数包括来流管的管径、长度、粗糙度和第一出流管和第二出流管的管径、长度、粗糙度,所述流体物性参数包括气相密度、气相粘度、液相密度、液相粘度、液相表面张力;3)根据获取的管汇实时运行参数、管汇几何参数和流体物性参数,启用中央数据处理系统中的流动参数计算模块进行流动参数计算,并将计算结果发送到管路水力计算模块,所述流动参数计算包括计算管汇无偏流时各管路气相折算速度、液相折算速度和截面含气率;4)启用管路水力计算模块,根据接收到的流体物性、管路几何参数、气液质量流量,计算得到管汇无偏流时的各管路摩阻损失ΔP i ,并将计算结果发送到所述分流单元水力计算模块和所述压力控制方案制定模块;其中,气液两相流混输管路摩阻损失计算采用Beggs&Brill模型计算公式;5)启用分流单元水力计算模块,根据分流单元入口压力、流量和分流单元结构特征计算管汇分流后各出流管入口处压力,并将计算结果发送到所述压力控制方案制定模块;6)若管汇分流单元为分流型结构,则利用分流型结构单元水力模拟方法计算管汇分流后各出流管入口处压力;7)若管汇分流单元为分支型结构,则利用分支型结构单元水力模拟方法计算管汇分流后各出流管入口处压力;8)启用压力控制方案制定模块,根据出流管入口压力和摩阻损失计算得到最终的管汇第一出流管和第二出流管的出口压力,作为基于调整出流管压力的管汇控制实施方案;9)压力控制系统获取中央数据处理系统输出的压力调整方案,通过控制第一出流管和第二出流管的第一控制阀和第二控制阀开度来调整管汇出口压力,进而消除偏流。
4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述步骤3)中的各管路气相折算速度V isg 的计算公式为:式中:i为管路编号,0、1、2分别表示来流管、第一出流管、第二出流管;V isg 为管路i气相折算速度;M ig 为管路i气相质量流量;ρ g 为气相密度;D i 为管路i内径;各管路液相折算速度V isl 的计算公式为:式中:M il 为管路i液相质量流量;ρ l 为液相密度,D i 为管路i内径;各管路截面含气率α i 的计算公式为:式中:α i 为管路i内流体截面含气率;M ig 为管路i气相质量流量;M il 为管路i液相质量流量;ρ l 为液相密度。
5.根据权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述步骤5)中,所述管汇分流单元入口压力是根据来流管摩阻损失与来流管入口压力计算的,具体计算公式为:P 0E =P 0 -ΔP 0 (4)式中:P 0E 为分流单元入口压力;P 0 为来流管入口压力;ΔP 0 为来流管摩阻损失。