气井积液是制约气井开采的主要问题,而排水采气是解决这一问题的有效方法。现有的排水采气工艺一般存在设备投资大、工艺复杂、效果不稳定等问题。本研究针对气井生产早期开展排水采气,基于旋流雾化排水采气方法,设计了一种喷嘴截面可调节的气井井下排水采气旋流雾化装置,可利用地层能量完成排水采气。该雾化装置主要由打捞头、雾化喷嘴结构、皮碗密封结构以及卡瓦卡定结构等部分组成。打捞头能够实现装置的打捞;雾化喷嘴结构可实现经喷嘴喷出的气液混合物完成雾化排水采气的目的,而且,该喷嘴能够实现喷嘴截面可调节,从而保证该装置在不同的井底环境下能够实现稳定的雾化效果;皮碗密封结构能够实现喷嘴界面与井底分隔,从而避免了井底环空间隙流动对雾化效果的影响;卡瓦卡定结构能够根据井下液面的情况使该装置在预定位置完成固定,从而实现该雾化装置井下工作位置可调。通过数值模拟分析的方法对雾化效果进行研究,同时对装置在不同的井底流量、井底压力和气液比情况下的流动特性进行研究。然后,采用理论分析、数值模拟和室内试验相结合的方法,分别对皮碗的密封过程和卡瓦的卡定过程进行了分析研究,验证了皮碗密封的可行性,以及雾化装置在实际工作过程中卡瓦卡定所需锚定力大小以及相应配重设置。该井下排水采气旋流雾化装置结构简单,无需外加动力,雾化效果稳定,大大简化了排水采气工艺,适用于不同井径、不同井深、不同压力下的排水采气生产,可提升气井开采的效率,节约采气成本,具备较高的实用价值。