在天然气的集输过程中,管道内除了天然气之外,往往还含有一部分原油和液态水。在一定压力和温度条件下,天然气和液态水会结合形成天然气水合物,有可能造成管道的堵塞。此外,管道有可能产生的段塞流的会对下游的分离设备及处理设施带来不利的影响。因此,对天然气管道进行水合物预防以及段塞流控制具有重要意义。本文的工作主要有以下几个方面:将气液两相流水力计算公式和热力计算公式相结合,建立了两相流管道稳态计算模型。通过对比多个工况的稳态计算模型计算结果和OLGA计算结果,压力的相对误差在0.33%~8.35%之间,温度的相对误差在2.64%~12.33%之间,可以应用于工程计算。以图解法为基础,结合管道内流体的实际压力和温度,建立了天然气水合物生成预测模型。该预测模型能够准确预测管道内是否存在生成水合物的可能性并计算出水合物生成的位置。为了对管道内有可能存在的水合物进行预防,建立了水合物抑制剂注入量计算模型并对甲醇气液平衡常数图版和天然气饱和含水量图版进行了公式化处理,使该模型能够适应计算机编程。以均相流模型假设为基础,利用能量守恒原理,建立了管内流体温度关于位置和时间的偏微分方程。利用特征线方法对偏微分方程进行求解,得到了启动工况和关停工况的管内流体温度计算解析式。根据流体温度瞬态计算公式,编写了关停工况的温度计算程序。通过对比,相同工况下的程序计算结果与OLGA计算结果基本吻合。利用OLGA软件对控制段塞流控制的几种方法进行了模拟,模拟结果显示,气举法在高注气速度时能够很好的抑制段塞的产生,同时是管道内压力降低;节流法在开度很小的时候可以抑制段塞,但会增加管道内的压力;而同时使用气举法和节流法既能够实现低注气速度时对段塞的抑制,又不会造成管道内压力的升高。