随着气田的进一步勘探开发,气田边缘气井增多,集气半径逐渐增大,在气田开采的中后期,气田单井产液量增高,导致集气管线产生积液,单井集输压降增大,增加运输损耗。因此探寻新型高效的气井长距离集气工艺技术是各气田生产过程中亟待解决的问题。地面涡旋流技术是一种新型的气田集输工艺技术,该技术克服了传统集气工艺技术的众多缺点,绿色节能、高效地解决输气管线积液问题,并达到降低集气管线压降的目的。本文基于计算流体力学方法,以降低集气管道压降为目标,利用FLUENT软件对地面涡旋流装置的内部流场以及运行参数对装置后集气管道压降的影响进行了数值模拟研究。根据涡旋流的基本理论,研究了涡旋流的产生机理,并且探讨了管道内涡旋流强度的衰减特性,将临界携液流速理论与地面涡旋流理论结合,得到适合涡旋流状态下的临界携液流速模型,为管道内涡旋流临界携液流速的计算提供理论基础。利用FLUENT软件建立了地面涡旋流装置的计算流体动力学模型,采用多相流欧拉分析方法,结合KNGk-ε湍流模型对不同起旋角度的地面涡旋流装置的内部流场进行数值模拟,得到了气液两相流在装置内的运动特征和分布规律；分析了管道运行参数(起旋角度、进口速度、含液率)对地面涡旋流装置后管道压降的影响。根据数值分析确定的最优起旋角度设计地面涡旋流装置,并对其进行中试实验,研究地面涡旋流装置对管道内临界携液流速的影响；选取中试实验中5号井生产数据进行数值模拟,将模拟结果与中试实验数据进行对比分析,中试实验和数值模拟得到的涡旋流强度衰减趋势相同,最大误差为15%,表明采用数值拟合的方法研究地面涡旋流技术具有较好的可靠性和精度。对地面涡旋流装置进行现场应用实验,对比安装地面涡旋流装置前后管线的产液量和压降变化,并对现场实验所用地面涡旋流装置进行数值模拟,将模拟结果与现场实验数据进行对比分析,说明数值模拟的方法是适用的,其模拟结果与现场实验结果具有较高的吻合度。研究结果表明：起旋角度是影响地面涡旋流装置工作性能的一个重要参数,在本文实验工况下,地面涡旋流装置的最优起旋角度为45。；根据涡旋流在地面管道内呈现指数衰减规律可知,通过地面涡旋流装置以后,管道内流体的临界携液流速降低,提高管道的携液量并且能够有效降低管道集输压降；将实验与数值模拟结果比较表明,本文的研究内容为推广应用涡旋流装置提供技术支持。