整合多相流模拟软件和流程模拟软件的方法与流程

1.本发明涉及海上油气田的内腐蚀风险评估领域，具体涉及一种整合多相流模拟软件和流程模拟软件的方法。


背景技术：

2.在进行完整的海上油气田设备和管道内腐蚀风险评估过程中，需要同时应用多相流模拟软件和流程模拟软件。其中多相流软件主要用于计算海管内流体的流态、流速、温度、压力等腐蚀相关因子，同时还能预测海管内的液体沉积、结蜡、结钙等情况。流程模拟软件主要用于计算海上平台工艺设备的工艺参数变化等情况。
3.由于在计算过程中进行适当的数据传递，将一个软件的最终模拟结果或中间模拟结果作为另一个软件的输入参数，通过反复数据传输，将能够获得更加准确、可靠的海管内腐蚀风险评估结果。因此现有技术中在同时应用多相流模拟软件和流程模拟软件时通常对数据传递由手动输入方式完成。然而由于两个软件均是瞬态软件且计算时间步长和计算方法均不相同，手动传输数据不作任何处理，会阻碍瞬态模拟的流畅性，并产生不可控的误差。
4.现有技术存在如下问题：
5.(1)多相流模拟软件olga和流程模拟软件hysys计算时间步长的方式是不同的。hysys采用独立的时间步长，不受其他参数的影响，并且可以由用户自由调整。而olga则通过cfl(courant
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friedrichs
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lewy)条件(模拟多相流流态的一种数值方法的条件)计算其时间步长，该条件将流速与时间差联系起来。两个软件的计算不同步，因此连接两个软件时，仅仅进行数据传输是不够的，还需要调整时间步长以保证计算的顺畅。
6.(2)由于多相流模拟软件olga和流程模拟软件hysys采用不同的状态方程计算温度/压力、流量，因此当由多相流模拟软件olga将数据传输至流程模拟软件hysys时会因此产生一定的误差，比如hysys在计算烃类时会选取peng-robinson方法，olga则选取srk方程。
7.上述问题是目前亟待解决的。


技术实现要素：

8.本发明要克服现有技术的上述缺点之一，提供了一种整合多相流模拟软件和流程模拟软件的方法。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种整合多相流模拟软件和流程模拟软件的方法，所述方法应用于整合器端，包括：s1：获取olga软件的计算时间步长以及初始计算时间；s2：存储经过多相流模拟软件olga计算后发送的第一计算数据；s3：当所述多相流模拟软件olga的计算时间步长满足第一预设条件时对所述第一计算数据进行第一步数据处理生成第二计算数据；s4：将所述第二计算数据发送至流程模拟软件hysys；s5：存储流程模拟软件hysys对所述第二数据计算后发送的第三计算数据；s6：当所述流程模拟软件
hysys的计算时间步长满足第二预设条件时对所述第三计算数据进行第二步数据处理生成第四计算数据；s7：将所述第四计算数据发送到多相流模拟软件olga；s8：当计算时间满足第三预设条件时结束计算输出计算结果，否则转至步骤s2。
10.进一步的，所述步骤s2中的第一计算数据包括压力数据、温度数据、质量流量数据中的一种或其组合。
11.进一步的，所述步骤s3当所述多相流模拟软件olga的计算时间步长满足第一预设条件时对所述第一计算数据进行第一步数据处理生成第二计算数据包括：s31：对多相流模拟软件olga的初始计算时间和主时间步长求和得到整合器时间；s32：当多相流模拟软件olga的计算时间步长等于整合器时间时对所述第一计算数据进行第一步数据处理生成第二计算数据。
12.进一步的，所述步骤s32中对所述第一计算数据进行第一步数据处理生成第二计算数据包括：s41：对所述第一计算数据进行对数计算生成第二计算数据。
13.进一步的，所述步骤s6当所述流程模拟软件hysys的计算时间步长满足第二预设条件时对所述第三计算数据进行第二步数据处理生成第四计算数据包括：s51：当所述流程模拟软件hysys的计算时间步长等于整合器时间时对所述第三计算数据进行取指数计算生成第四计算数据。
14.进一步的，所述流程模拟软件hysys的计算时间步长为预设的独立的时间步长。
15.进一步的，所述步骤s8当计算时间满足第三预设条件时结束计算输出计算结果，否则转至步骤s2包括：s71：当计算时间等于预设的结束时间时结束计算并输出所述第四计算数据；s72：当计算时间小于预设的结束时间时转至步骤s2。
16.进一步的，所述步骤s3当所述多相流模拟软件olga的计算时间步长满足第一预设条件时对所述第一计算数据进行第一步数据处理生成第二计算数据还包括：s81：当所述多相流模拟软件olga的计算时间步长不满足第一预设条件时转至步骤s2。
17.进一步的，所述步骤s6当所述流程模拟软件hysys的计算时间步长满足第二预设条件时对所述第三计算数据进行第二步数据处理生成第四计算数据当还包括：s91：当所述流程模拟软件hysys的计算时间步长不满足第二预设条件时转至步骤s5。
18.本发明的有益效果是：本发明提供的一种整合多相流模拟软件和流程模拟软件的方法，所述方法应用于整合器端，其特征在于，所述方法包括：s1：解析多相流模拟软件olga计算时间得到olga软件的计算时间步长以及初始计算时间；s2：存储经过多相流模拟软件olga计算后发送的第一计算数据；s3：当所述多相流模拟软件olga的计算时间步长满足第一预设条件时对所述第一计算数据进行第一步数据处理生成第二计算数据；s4：将所述第二计算数据发送至流程模拟软件hysys；s5：存储流程模拟软件hysys对所述第二数据计算后发送的第三计算数据；s6：当所述流程模拟软件hysys的计算时间步长满足第二预设条件时对所述第三计算数据进行第二步数据处理生成第四计算数据；s7：将所述第四计算数据发送到多相流模拟软件olga；s8：当计算时间满足第三预设条件时结束计算输出计算结果，否则转至步骤s2。通过使用python编程语言，编制一个整合器连接两个软件，该方法应用于整合器端，利用工业标准通信接口opc将多相流模拟软件olga(下述简称为olga软件)和流程模拟软件hysys(下述简称为hysys软件)整合在一起，自动统一多相流模拟软件和工艺流程模拟软件的计算时间步长，同时减少多相流模拟软件(olga)和流程模拟软件(hysys)因
数据传递造成的误差。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
20.图1是本发明实施例所提供的整合多相流模拟软件和流程模拟软件的方法的流程图。
具体实施方式
21.在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
22.应当理解的是，虽然在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。
23.为了便于更好的阐述本发明的技术方案，在此对下述出现的名词进行解释：
24.olga：通用型多相流瞬态模拟软件，用于陆地管道和海管内介质流动状态模拟，其模拟结果是工程界唯一能接受的两款软件之一；
25.hysys：通用型流程模拟软件，用于海洋石油平台工艺管线及设备的工艺参数变化模拟；
26.opc：(ole for process control)是由opc基金会负责管理的工业标准。opc技术建立了一组符合工业控制要求的接口规范，可应用于石油化工行业的数据传输及交换。该技术独立于平台，能够确保来自多个厂商的设备之间信息的无缝传输。
27.现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
28.实施例
29.请参阅图1，本发明提出的整合多相流模拟软件和流程模拟软件的方法，由于两个软件都支持的opc通讯协议，进而以便使用python编程语言，编制一个整合器连接两个软件，该方法应用于整合器端，利用工业标准通信接口opc将多相流模拟软件olga(下述简称为olga软件)和流程模拟软件hysys(下述简称为hysys软件)整合在一起，自动统一多相流模拟软件和工艺流程模拟软件的计算时间步长，同时减少多相流模拟软件(olga)和流程模拟软件(hysys)因数据传递造成的误差。
30.作为示例，整合多相流模拟软件和流程模拟软件的方法，该方法应用于整合器端，具体包括以下步骤：
31.s1：获取olga软件的计算时间步长以及初始计算时间。
32.作为示例，通过解析多相流模拟软件olga计算时间获取olga软件的计算时间步长
以及初始计算时间，通过olga软件内部的计时模块或者应用于opc服务器端的整合器可以直接获取到olga软件的计算时间步长以及olga软件的初始计算时间。其中所述olga软件的计算时间步长为是指olga软件前后两个计算时间点之间的差值，也可以理解为olga软件进行一次计算所花费的时间，所述olga软件的初始计算时间并不是指具体的时间点，而是作用于坐标原点作为初始值，一般为较小的数值，如0。需要说明的是，在解析olga软件的计算时间之前先对整合器进行初始化，以便于后续计算的准确性。
33.s2：存储经过多相流模拟软件olga计算后发送的第一计算数据。
34.作为示例，所述第一计算数据包括压力数据、温度数据、质量流量数据中的一种或其组合。
35.具体地，其中olga软件内部置有opc服务以及计算引擎，该opc服务用于直接访问opc服务器，因此便于后续在整合olga软件和hysys软件时对olga软件中的数据的获取。而由于olga软件中内置计算引擎，因此olga软件可以完成对获取到的数据的计算进而生成第一计算数据，由于olga软件技术在现有技术中已经非常成熟，因此在此处不对olga软件的计算方法进行过多的赘述。其中第一计算数据的存储位置可以预先在整合器设置界面进行自主设置。
36.s3：当所述多相流模拟软件olga的计算时间步长满足第一预设条件时对所述第一计算数据进行第一步数据处理生成第二计算数据。
37.作为示例，所述当所述多相流模拟软件olga的计算时间步长满足第一预设条件时对所述第一计算数据进行第一步数据处理生成第二计算数据包括：s31：对多相流模拟软件olga的初始计算时间和主时间步长求和得到整合器时间；s32：当多相流模拟软件olga的计算时间步长等于整合器时间时对所述第一计算数据进行第一步数据处理生成第二计算数据；s41：对所述第一计算数据进行对数计算生成第二计算数据。
38.具体地，首先确定整合器时间，该整合器时间用于自动统一olga软件和hysys软件的计算时间步长，以使得对olga软件和hysys软件之间的数据传输更加的流畅。确定整合器的时间的方法具体为：
39.整合器时间＝olga初始计算时间 主时间步长；
40.因为olga软件的计算时间步长可调整，同时计算间隔通常比hysys软件短，而hysys软件的计算时间步长＞0.5秒，因此，设置0.5秒或1秒为整合器的主时间步长，该主时间步长的确定是通过本领域技术人员经过不大量的试验得出，该主时间步长可以在整合器的界面中进行修改。
41.当olga软件的计算时间步长等于该整合器时间时，对第一计算数据进行对数计算生成第二计算数据，这样可以便于将olga软件计算出的第一计算数据中的较大的数值以取对数的方式较为更好的保存与传输，有助于后续输出的数据更为精准。若olga软件的计算时间步长不等于该整合器时间时，olga软件基于获取的数据再次进行计算生成第一计算数据，直至olga软件某次计算的计算时间步长等于整合器时间时才会对该次计算的第一计算数据进行取对数处理生成第二计算数据。该步骤的目的是使得olga软件的计算时间步长等于整合器时间，以使得后续便于对olga软件的计算时间步长和hysys软件的计算时间步长的自动统一。
42.s4：将所述第二计算数据发送至流程模拟软件hysys。
43.s5：存储流程模拟软件hysys对所述第二数据计算后发送的第三计算数据。
44.作为示例，其中hysys软件内部置有opc服务以及计算引擎，该opc服务用于访问opc服务器，因此便于后续在整合olga软件和hysys软件时对hysys软件中的数据的获取。而由于hysys软件中内置计算引擎，因此hysys软件可以完成对获取到的第二计算数据的计算进而生成第三计算数据，由于hysys软件技术在现有技术中已经非常成熟，因此在此处不对hysys软件的计算方法进行过多的赘述。其中第三计算数据的存储位置可以预先在整合器设置界面进行自主设置。
45.s6：当所述流程模拟软件hysys的计算时间步长满足第二预设条件时对所述第三计算数据进行第二步数据处理生成第四计算数据。
46.s7：将所述第四计算数据发送到多相流模拟软件olga。
47.作为示例，所述步骤s6当所述流程模拟软件hysys的计算时间步长满足第二预设条件时对所述第三计算数据进行第二步数据处理生成第四计算数据包括：s51：当所述流程模拟软件hysys的计算时间步长等于整合器时间时对所述第三计算数据进行取指数计算生成第四计算数据。
48.具体地，hysys软件采用独立的时间步长，不受其他参数的影响，并且可以由用户自由调整，也即hysys软件的计算时间步长可以由用户自主设置，当hysys软件的计算时间步长等于整合器时间时，对获取到的第三计算数据进行取指数处理，进而生成第四计算数据，再将该第四计算数据发送至olga软件。
49.若hysys软件的计算时间步长不等于该整合器时间时，hysys软件基于获取的第二计算数据数据再次进行计算生成第三计算数据，直至hysys软件某次计算的计算时间步长等于整合器时间时才会对该次计算生成的第三计算数据进行取指数处理生成第二计算数据。该步骤的目的是使得hysys软件的计算时间步长等于整合器时间，以使得后续便于对olga软件的计算时间步长和hysys软件的计算时间步长的自动统一。
50.更具体地，该步骤的目的是基于上述方法就可以由整合器实现两个软件之间对温度、压力、流量等数据的传输，而不是直接连接两个计算时间步长不同的软件进行数据传输，并且整合器会对olga软件计算的第一计算数据取对数(log)，再传输给hysys软件，hysys软件计算后由整合器取指数再传输给olga软件，这样可以避免由于olga软件和hysys软件采用不同的状态方程(eos-equation of state)计算温度/压力、流量，因此当由olga将数据传输至hysys时会因此产生一定的误差，数据的精度越高误差越大的情况，极大地减少了计算的误差。
51.s8：当计算时间满足第三预设条件时结束计算输出计算结果，否则转至步骤s2。
52.作为示例，所述步骤s8当计算时间满足第三预设条件时结束计算输出计算结果，否则转至步骤s2包括：s71：当计算时间等于预设的结束时间时结束计算并输出所述第四计算数据；s72：当计算时间小于预设的结束时间时转至步骤s2。
53.具体地，所述结束时间是预先设定的，设定值可以是100分钟，具体的数值可以在整合器的设置界面进行自主设置。当计算时间大于或等于结束时间时，跳出上述计算程序，直接输出计算结果，如果计算时间小于结束时间时，重复上述步骤s2-s8的计算步骤，直至计算时间大于等于结束时间。
54.因为两个软件计算需要一定的计算时间，但是也不需要太长，一般100～300分钟
以内就可以(该时间时本领域相关技术人员经过大量的实验得出)，因此用户可以在此区间内自主设置结束时间，如果达不到这个时间，那么计算出的数据太少会导致最终的计算结果不能够达到需要的精度需求。需要说明的是，可以在每个步骤s7将所述第四计算数据发送到多相流模拟软件olga之后都进行一次计算时间与结束时间的比较，也可以在完成多次步骤s7将所述第四计算数据发送到多相流模拟软件olga之后再进行计算时间和结束时间的比较。
55.本发明利用两个软件都支持的opc通讯协议(工业通信标准接口)，使用python编程语言，编制一个整合器连接两个软件，设置一个主时间步长以使得整个计算的时间步长控制更加容易，并减少计算过程中的人工干预，保证计算的流畅性。同时，将软件计算的结果进行一定的处理后再进行传输，以减少两个软件之间因计算方法的差异而产生的误差，提高模拟器的运算精度。