涡流技术是目前排水采气工艺中较为先进的一种,为使涡流工具顺利下放并坐卡在井下井筒内预定位置,要求涡流工具整体外径小于管柱内径,由此导致涡流工具螺旋翼外径与管柱内壁之间存在间隙,间隙的存在降低了涡流工具的排液效果。为解决此问题,本文提出并设计可实现满眼功能的复合弹簧旋流体式井下满眼涡流工具,进行相关理论研究及数值分析,对装置进行优化设计。主要研究内容如下:(1)查阅文献,了解目前气井使用的传统排水采气工艺和新型排水采气工艺,掌握涡流技术在国内外应用现状与发展动态。(2)对气井内多相流的基本流型、流态之间的变化条件进行研究,对井底积液问题产生的原因、条件、危害以及预测方法进行相关分析。(3)设计新型满眼涡流工具并介绍其结构组成、工作机理及投送工艺;对主要受载荷部位进行非线性分析。(4)采用数值模拟分析井筒内经过满眼涡流工具后气液两相的流场运动规律;建立满眼涡流工具与非满眼涡流工具在相同结构参数下的计算模型,并对两种涡流工具在相同工况条件下进行数值模拟,分析对比满眼与非满眼涡流工具在相同试验指标下的排液效果。(5)利用正交试验方法,以持液率差值和管段压降为评价指标,以满眼涡流工具结构尺寸为主要影响因素,对结构参数进行优选,确定最佳结构尺寸并加以验证。