涡流工具排液是一种新型气井排水采气工艺,从其作用原理上得出,涡流发生器外径和井筒的间隙越小涡流发生效果越好,可以大幅度减少气体的非涡流能量损失,而对于涡流工具与井筒不存在间隙的工况,现阶段国内外缺乏深入理论研究。为此,通过有限元分析方法建立涡流工具气液两相螺旋流动的数值模型,并借助CFD软件对其流动过程进行动态仿真,对流体流动规律进行分析,全面分析有无间隙工况下涡流工具排水采气携液能力,为井下涡流工具结构设计及优化提供参考。研究结果表明:变速器直径与翼高组合分别为52 mm和5 mm时,涡流工具无间隙工况排液效果最佳,涡流工具更易引发高速螺旋涡流,降低气液流动阻力;出口端处液体轴向速度提高8.3%,对增强气流的携液能力有着显著作用。
