由于存在特殊管道结构、重力回流、流量不足等原因,在多相流混输时极易在水平管-下倾管-立管等类U型管结构底部形成严重段塞流,导致下游油气分离设备的压力和流量呈现周期性的急剧变化,给生产造成严重伤害,严重危及人身和财产安全,段塞流的抑制控制对生产安全、操作稳定意义重大。消除严重段塞流的常用方法有节流法、气举法等,本文以节流法为例开展研究工作,控制算法和思想可以推广应用到其他工艺流程中。主要工作如下:（1）基于OLGA多相流瞬态模拟软件,实现类U型管结构的海底管道严重段塞流过程的仿真,模拟严重段塞流工况;基于OLGA仿真和管道系统流体流动过程建立全周期全过程的简易严重段塞流数学模型,并通过与OLGA软件模型进行对比,验证所建立模型的准确性。（2）针对立管中发生的严重段塞流工况的问题,提出了基于模型预测控制的立管底部严重段塞流抑制方法。MPC控制器的控制作用施加给简易严重段塞流数学模型,以达到现场控制的效果,为了更好地说明所提MPC控制器的控制效果,与应用广泛的PID控制器进行仿真对比试验,在出现段塞流工况时检验MPC控制器和PID控制器能否及时有效地调节节流阀阀门开度来减弱或者消除严重段塞流。结果表明,本文建立的简易严重段塞流数学模型可以很好地模拟段塞流工况中各种特征参数的变化情况,实现了段塞流工况全过程的数学模型描述;所提MPC控制算法能够有效减弱或消除严重段塞流,能将立管底部压力1P控制在稳定值70bara,将立管顶部压力2P控制在稳定值50 bara附近,将立管顶部物流混合密度rho＿T控制在稳定值541.5 kg/m~3,将立管顶部物流质量流量W控制在稳定值9.002kg/s,将立管顶部物流体积流量控制在稳定值0.1662 m~3/s。而且,对比试验表明,所提MPC算法比常规PID算法具有更好的控制效果,控制时间更短,被控特征参数幅值波动范围更小,在系统达到稳定所需的控制时长方面,MPC要快10%左右;在系统稳定的过程中MPC使得特征参数的幅值波动平均低50%左右。