摘要：目前国内对涡流工具的机理研究主要通过Fluent软件对流场进行模拟分析,但忽略了井筒实际的流态分布以及涡流工具在各流态下的适用性,导致对涡流工具机理认识不清。为了研究垂直管内流体在段塞流、搅动流和环状流下经过涡流工具前、后的动态变化过程,采用Fluent软件的瞬态模拟方法,分析流体在不同流态下经过涡流工具前、后流场的变化过程,解释涡流工具的工作机理和在各流态下的适应性。分析结果表明:涡流工具的主要作用机理是对流体能量进行转化,将部分静压转化为动压,且动压增量用于提供流体的切向速度,使流体气液相被有效分离;相比于段塞流和环状流,搅动流流体经过涡流工具后截面持液率降低,有效提高了气体的携液能力,因此涡流工具在搅动流下使用效果最佳。研究结果可为气井排液用涡流工具的现场应用提供参考。

关键词：气井排液 涡流工具 流态 瞬态模拟 适用性 

单位：北京化工大学机电工程学院