苏里格气田气井生产时会出现积液影响气井连续稳定开采的问题,在调研苏里格气田积液的现状后发现气田不仅需要排出井下积液,还需要解决地面管线中的积液,而现有的排水采气工艺并不能完全满足这一工作需要。本文结合射流与涡流的运动原理,参考射流泵与涡流工具的结构,设计射流涡流排水采气工具。主要研究内容如下:(1)分析射流、涡流两种运动结合的可行性,推导射流涡流工具基础理论方程,使用一口生产气井的参数进行校核,计算井下气体经过工具后的旋流输送距离。(2)为验证射流涡流工具理论正确性,首先在地面管线中进行试验。对地面射流涡流工具进行结构设计,并对工具进行内部流场数值模拟、加工制造以及现场安装,通过对比试验前后一个月内管线的生产参数,证明工具的有效性。(3)设计井下射流涡流工具,结合计算流体力学软件进行内部流场模拟,得到流体经过工具整体及各个零部件时的压力、速度分布规律,以及通过工具后的液体体积分布规律,证明井下工具可以提高天然气流动速度及携液能力。(4)采用正交试验的方法,优化设计射流涡流工具结构尺寸参数,得到最佳结构尺寸的组合。通过改变入口流速、液体体积分数,验证工具使用的最佳参数。