根据天然气井矿场,使用井下节流降压和保温防冰堵、防水合物的工艺存在浪费天然气能量的现状,本文比较了天然气压能利用转化成机械能和冷能的可能性,最终提出压能转化成机械能的动力机系统方案。受常见气井使用井下节流处理水合物办法的阻碍,分析了气藏成藏条件、相图特点结合含水凝析的过程特征与液烃对膨胀机的影响,得出了高温高压干气井更适合用于膨胀降压的判断。在缺乏专门对高压天然气膨胀做功分析资料、数据、装置和可行系统的困难中,以能量守恒性对天然气进行了热力学分析,论述了天然气做功的可能、做功大小与温压的关系；依能量传递的方向引入了“熵”的概念,比较了“熵”与“焓”的特点,论述了等熵膨胀是最大理论做功的原因,也因此,得出了保温加热耗能与膨胀得功是平衡的结论,提出了不宜在天然气的膨胀最前端加热的观点；使用能量守恒推导的热力学做功与机械理论做功的相等性,推导、整理了适用于高温高压天然气降压做功的公式,解决了参考资料计算公式适用条件不清、单位混乱、参数不知来源的问题,用新851为代表的典型高温高压气井的数据计算了膨胀做功的理论年收益为113万元,证实了膨胀降压的可行性。由气藏的特点、动力机膨胀过程的要求、水合物的防治,依据实际现况,确定了高温高压干气井适用于机械膨胀降压,给出了每天以40x104m3,40MPa、80℃进,8MPa、12℃出动力机的天然气参数,并以此参数设计了井口天然气动力机系统。