一种基于近壁防堵强化域的协同防堵效能评价方法及装置

本发明涉及含水合物浆液防堵，尤其涉及一种基于近壁防堵强化域的协同防堵效能评价方法及装置。

背景技术：

1、在含水合物浆液防堵研究与工程应用中，常见的评价方法多以单一结果指标为依据。例如，研究者可能仅比较不同方案下的压降增长情况，或者仅比较颗粒沉积速率、单位时间堵塞概率、局部附着量或药剂消耗量。该类指标虽然能够从某一个角度反映方案优劣，但往往难以揭示抑制剂-涂层联用后真实的协同效果，尤其不能准确表征近壁区域的局部保护能力。

2、水合物堵塞萌生最先发生的区域通常是近壁边界层。该区域中流速梯度大、传热传质强、颗粒停留时间长，且壁面附近的润湿性、表面能和微观结构对颗粒附着与滑移行为影响显著。若某一联用方案在整个截面平均意义上效果一般，但在近壁区域形成了稳定且厚度适中的高效保护层，则其工程应用价值可能高于另一种仅在全局平均指标上表现较好的方案。

3、现有评价框架通常把药剂性能、涂层性能、成本指标和环境指标分散分析，缺少一个能够把这些因素通过近壁真实保护能力联系起来的中间技术对象。因此，难以判断某一方案的效果究竟来自体相抑制、界面削弱，还是来自抑制剂与涂层的真正协同作用。

4、所谓近壁防堵强化域，是指在靠近管壁的一定空间范围内，由于抑制剂、涂层和运行工况共同作用，形成的具备更高抑制剂有效浓度、更低颗粒附着倾向、更低沉积增长速率和更高滑移/再悬浮能力的局部边界功能区。若能对该区域的厚度、稳定性、保护强度和综合代价进行定量评价，就可以为不同联用方案提供可操作的排序依据。

5、此外，工程选型不仅关注防堵效果本身，还必须考虑成本和环境约束。某种联用方案可能能够显著抑制沉积，但如果需要极高药剂浓度、频繁维护或带来较大环境负荷，其实际可用性将大幅降低。因此，需要将近壁保护效果、成本和环境指标纳入统一技术框架，并最终输出能够指导关键管段选型的综合建议。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于近壁防堵强化域的协同防堵效能评价方法及装置，用于解决现有评价方法偏重全局平均指标、忽略近壁局部保护能力、难以量化抑制剂-涂层联用协同效应以及不能同时整合效果、成本和环境约束的问题。本发明适用于含水合物浆液、油气混输介质及含固颗粒浆液管道中的抑制剂-涂层联用方案评价，可用于对近壁保护能力、沉积抑制能力、滑移/再悬浮改善能力、流变压降影响、成本和环境负荷进行统一量化比较。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种基于近壁防堵强化域的协同防堵效能评价方法，包括：

4、获取抑制剂-涂层联用方案；

5、获取目标管道近壁防堵强化域的物理状态数据，所述物理状态数据用于表征近壁防堵强化域的局部物理保护状态；

6、基于所述物理状态数据，计算近壁防堵强化域对应的近壁物理保护区域的特征参数；

7、基于所述特征参数和预设的工况适配条件，结合成本参数，计算协同防堵效能指数，所述协同防堵效能指数用于表征所述抑制剂-涂层联用方案在所述目标管道中的防堵协同效应。

8、可选的，所述物理状态数据包括：近壁抑制剂分布数据、沉积与滑移力学特性数据以及流变与压降数据；所述特征参数包括：强化域厚度、等效保护强度和强化域稳定性。

9、可选的，所述基于所述物理状态数据，计算所述近壁防堵强化域对应的近壁物理保护区域的特征参数，包括：基于所述近壁抑制剂分布数据中的近壁抑制剂浓度梯度阈值或颗粒附着概率阈值，确定近壁物理保护区域的空间边界，以得到所述强化域厚度；基于所述沉积与滑移力学特性数据，获取滑移临界剪切条件和沉积层附着强度，并基于所述滑移临界剪切条件与所述沉积层附着强度的比值，计算等效保护强度。

10、可选的，所述方法还包括：基于所述流变与压降数据，计算流变副作用修正系数；利用流变副作用修正系数对等效保护强度或强化域稳定性进行修正。

11、可选的，所述工况适配条件包括：目标管段物理风险等级、极端工况物理稳定性和长期运行物理衰减率。

12、可选的，所述基于所述特征参数和预设的工况适配条件，结合成本参数，计算协同防堵效能指数，包括：对特征参数、工况适配条件和成本参数进行归一化处理，得到归一化参数；基于目标管段物理风险等级，动态分配各归一化参数对应的融合权重，对归一化参数进行加权求和，得到协同防堵效能指数。

13、可选的，所述方法还包括：基于所述协同防堵效能指数，对多个候选抑制剂-涂层联用方案进行综合等级对比，形成适用各候选方案的工程化建议。

14、本发明还提供一种基于近壁防堵强化域的协同防堵效能评价装置，用于实现上述方案所述的方法，包括：

15、近壁物理状态获取模块，用于获取目标管道近壁防堵强化域的物理状态数据，所述物理状态数据用于表征近壁防堵强化域的局部物理保护状态；

16、强化域特征计算模块，用于基于所述物理状态数据，计算近壁防堵强化域对应的近壁物理保护区域的特征参数；

17、协同效能评估模块，用于基于所述特征参数和预设的工况适配条件，结合成本参数，计算协同防堵效能指数，所述协同防堵效能指数用于表征所述抑制剂-涂层联用方案在所述目标管道中的防堵协同效应。

18、本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方案所述的方法。

19、本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方案所述的方法。

20、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

21、1.将近壁防堵强化域作为明确的技术评价对象，避免仅依赖全局平均压降或沉积量指标进行片面判断。

22、2.能够对抑制剂-涂层联用形成的真实协同效应进行量化，区分体相抑制、界面削弱和协同增强的贡献。

23、3.可统一评价近壁分布、沉积行为、滑移行为、再悬浮行为、流变压降、成本和环境负荷。

24、4.可根据关键管段、普通直管段、极端工况和环境敏感区等不同场景调整权重，提高评价结果的工程适配性。

25、5.输出结果包括综合等级、方案排序和工程建议，不止停留在实验数据对比层面。

26、6.有利于建立关键管段和极端工况下的差异化防堵选型标准。

27、7.提供与评价方法对应的装置结构，便于实验室评价和工程化应用部署。

1.一种基于近壁防堵强化域的协同防堵效能评价方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理状态数据包括：近壁抑制剂分布数据、沉积与滑移力学特性数据以及流变与压降数据；所述特征参数包括：强化域厚度、等效保护强度和强化域稳定性。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述物理状态数据，计算所述近壁防堵强化域对应的近壁物理保护区域的特征参数，包括：基于所述近壁抑制剂分布数据中的近壁抑制剂浓度梯度阈值或颗粒附着概率阈值，确定近壁物理保护区域的空间边界，以得到所述强化域厚度；基于所述沉积与滑移力学特性数据，获取滑移临界剪切条件和沉积层附着强度，并基于所述滑移临界剪切条件与所述沉积层附着强度的比值，计算等效保护强度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述流变与压降数据，计算流变副作用修正系数；利用流变副作用修正系数对等效保护强度或强化域稳定性进行修正。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工况适配条件包括：目标管段物理风险等级、极端工况物理稳定性和长期运行物理衰减率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述特征参数和预设的工况适配条件，结合成本参数，计算协同防堵效能指数，包括：对特征参数、工况适配条件和成本参数进行归一化处理，得到归一化参数；基于目标管段物理风险等级，动态分配各归一化参数对应的融合权重，对归一化参数进行加权求和，得到协同防堵效能指数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述协同防堵效能指数，对多个候选抑制剂-涂层联用方案进行综合等级对比，形成适用各候选方案的工程化建议。

8.一种基于近壁防堵强化域的协同防堵效能评价装置，用于实现权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。