天然气凝析液管道长期运行常面临积液增加、摩阻增大等问题,严重影响油气田的正常生产。定期进行清管作业是管道流动安全的重要保障。针对传统清管器运用于气体管道存在清管器速度过快,清管段塞量过大等问题,射流清管器通过开设旁通射流孔,可有效地减小清管器速度并消除清管段塞,其应用于气田管道具有广阔前景。针对当前射流清管技术存在的机理不明确、运动规律不清晰以及工程化应用理论框架不足等局限,本文结合理论研究、数值模拟以及实验分析等手段对射流清管器运动规律与积液特性开展了广泛而深入的研究,旨在全面阐释射流清管技术的内在机理并为推动射流清管技术工程化应用奠定理论基础。本文首先通过工程仿真软件OLGA和LedaFlow对一深水凝析气田进行动态仿真计算,分析清管器结构参数:压降系数、旁通率、摩擦力对清管器速度以及清管段塞量的影响,并研究了清管段塞沿程耗散特性以及天然气凝析液和液态水随射流清管过程运动规律的差异性。研究表明:旁通率增加可以显著降低凝析液段塞,但对水段塞的消除作用较弱,液态水的存在,一定程度上将削弱射流清管效果;旁通率优选时需要综合考虑清管器的速度波动范围及终端清管段塞量的大小,确保段塞量处于段塞流捕集器的处理范围且清管器速度大小合适,波动平稳。其次通过建立射流清管器等效压降系数计算模型,分析复杂多变的射流清管器结构压降系数计算方法,并与数值软件FLUENT计算结果对比,两者偏差在7%以内,说明了模型具有较好的计算精度。随后利用FLUENT对射流清管前方积液的分布形态进行研究,并建立清管工况缓冲液量数学模型,分析了影响缓冲液量的相关因素,依此提出清管积液的控制方法。研究表明:清管积液的运移形态取决于清管器的推动以及气体的携带二者间的平衡关系。射流清管器旁通结构的存在增强了二者的有益效果。在终端清管段塞液相分率较小的工况下,终端捕集器排液量的增加对缓冲液量的消除效果更加显著。利用射流清管技术,结合捕集器的出口阀门开度控制,可有效地减小缓冲液量,实现清管积液的控制。最后建立可视化的水平管路室内实验系统,研制具有自适应性的新型射流清管器实验样机,开展射流清管器在单气相和气液两相状态下的实验研究,全面分析清管器平均速度、局部分段速度、沿线压力波动以及终端积液流出特性的演变规律。研究表明:单气相状态下,射流清管器全程平均速度与后方驱动气速成线性关系,维持旁通率一定时,二者差值不变;且随旁通率增加,差值增大;液相的存在增加了清管器运动的随机性,而旁通率的增加可平稳清管器的波动;单气相射流清管稳态模型计算结果与实验数据的吻合性较好,可用于分析计算清管器速度、驱动气速、旁通率、摩擦力、压降系数等参数间的内在关系;合适的旁通率将使压力PDF曲线单峰特征突出、趋于集中分布,表征其可平缓清管器速度波动、压力脉动现象,减小粘滑运动特性。旁通率的优选可消除清管段塞,减小气液两相工况下压力的周期性剧烈震荡,使清管器对液体管道具有更好的适应性,从而实现清管过程的平稳运行。通过对全文研究内容的总结与提炼,文末提出了应用于气体管道的自适应射流清管器的设计准则。