CN112832723B - 一种气井用自适应控水装置及其设计方法 - Google Patents

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CN112832723B CN201911157585.7A CN201911157585A CN112832723B CN 112832723 B CN112832723 B CN 112832723B CN 201911157585 A CN201911157585 A CN 201911157585A CN 112832723 B CN112832723 B CN 112832723B
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Abstract

本申请提供了一种气井用自适应控水装置，包括：长流道和短流道，所述长流道和所述短流道相连接并汇合至流槽；旋转控制腔，其与所述流槽相连通，且所述流槽与所述旋转控制腔的周向边缘相切；出口喷嘴，其设置在所述旋转控制腔的中心位置，且与所述旋转控制腔的端面相垂直。本申请的气井用自适应控水装置可有效实现稳气控水和稳油控水的效果，结构合理、无活动件、使用寿命长。

Description

一种气井用自适应控水装置及其设计方法
技术领域
本发明涉及油气勘探开发技术领域，更具体地，设计一种气井用自适应控水装置及其设计方法。
背景技术
水平井因其泄油面积大、波及系数高等优点而被广泛应用于边、底水油气藏的开发，并取得了较好的应用效果。为了保障油气田高效开发，我国自上世纪90 年代开始针对水平井技术持续开展探索与实践，应用范围不断拓宽，应用效果较为显著。但是，由于水平井生产中存在“跟趾效应”，并且受沿水平井筒地层物性变化等因素的影响，容易造成边底水过早侵入井筒，导致井筒大量出水，严重影响水平井的正常生产。因此，有效控水、治水已成为水平井开发中的一项亟需解决的技术难题。
国内外的研究及应用表明，采用水平井均衡产液剖面完井技术是提高水平井产量，延缓水侵的有效方法。从1994年开始，水平井调流控水完井技术开始逐步发展并应用。该技术是利用环空封隔器对水平井进行分段完井，并在每个筛管短节上安放一个或多个流入控制装置，通过调节附加压降，实现均衡流入剖面，延缓水侵，最终提高采收率。
目前最新发展的调流控水完井技术为可以自动识别流体的自适应控水完井技术，该技术的核心部件为自适应控水装置，目前的类型主要包括流道型装置、浮动盘型装置、遇水膨胀型装置等。但是，目前的自适应控水装置均是用于油藏稳油控水控气，无法实现控水稳气的功能，不能满足气藏稳气稳油控水的需求，目前现有技术中还未有可适用于气井的自适应控水装置及方法。
发明内容
针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种气井用自适应控水装置及其设计方法，用于解决上述全部或部分技术问题。
第一方面，本申请提供一种气井用自适应控水装置，包括：
长流道和短流道，所述长流道和所述短流道相连接并汇合至流槽；
旋转控制腔，其与所述流槽相连通，且所述流槽与所述旋转控制腔的周向边缘相切；
出口喷嘴，其设置在所述旋转控制腔的中心位置，且与所述旋转控制腔的端面相垂直。
在根据第一方面的一个实施方式中，所述长流道和所述短流道的数量相等且均为大于零的偶数，且每组所述长流道和所述短流道之间关于所述旋转控制腔的中心对称。
在根据第一方面的一个实施方式中，所述长流道和所述短流道的流道宽度之比为1.0～1.2:1，所述长流道和所述短流道的流道长度之比为3.7～4.5:1，所述长流道与所述短流道之间的夹角为30～45度。
在根据第一方面的一个实施方式中，所述流槽的宽度为1.6～3.0mm，所述流槽的出口尖角小于2.5度，所述流槽的方向构造为顺流体方向。
在根据第一方面的一个实施方式中，所述旋转控制腔室的直径为20～32mm，所述出口喷嘴的直径为1.6～4.5mm，且所述旋转控制腔的直径与所述出口喷嘴的直径之比为7～15:1。
在根据第一方面的一个实施方式中，所述气井用自适应控水装置的压降公式为：
Figure BDA0002285229530000021
式中，Cs为气井用自适应控水装置的阻力参数；ρ为流体密度；μ为流体粘度；m、n为拟合参数；Q为流入气井用自适应控水装置的流量；d为气井用自适应控水装置的等效出口直径。
在根据第一方面的一个实施方式中，所述气井用自适应控水装置的压降公式为：
Figure BDA0002285229530000022
式中，ρ为流体密度；μ为流体粘度；Q为流入气井用自适应控水装置的流量；d为气井用自适应控水装置的等效出口直径。
第二方面，本申请提供一种气井用自适应控水装置的设计方法，包括以下步骤：
S1：确定所述自适应控水装置需满足的水油压降比和水气压降比；
S2：根据所确定的水油压降比和水气压降比设计自适应控水装置的结构，并根据所设计的结构计算自适应控水装置各部件的压降；
S3：根据所计算的自适应控水装置各部件的压降设计自适应控水装置的结构参数，并根据所设计的结构建立自适应控水装置的模型；
S4：根据所建立的自适应控水装置的模型优化自适应控制装置的结构。
在根据第二方面的一个实施方式中，步骤S2中，所述自适应控水装置的结构包括：入口流道的形状与流动面积、流槽的形状与流动面积、旋转控制腔的形状、旋转控制腔内是否设置挡板及挡板的数目和排列方式。
在根据第二方面的一个实施方式中，步骤S2中，自适应控水装置各部件的压降包括：入口流道的压降、流槽的压降、旋转控制腔的压降及出口喷嘴处的压降。
在根据第二方面的一个实施方式中，自适应控水装置的总压降为：
Δp＝ΔpL+ΔpS+ΔpN
其中，Δp为自适应调流控水装置的总压降，ΔpL为流体通过入口流道产生的压降，ΔpS为流体通过流槽产生的压降；ΔpN为流体通过出口喷嘴产生的压降。
在根据第二方面的一个实施方式中，所述流体通过入口流道产生的压降通过以下公式进行计算：
Figure BDA0002285229530000031
其中，
Figure BDA0002285229530000032
式中，λ为沿程压力损失系数；l为入口流道长度；dl为入口流道的水力直径；ζ为局部压力损失系数；ρm为混合流体密度；Q为流入自适应控水装置的流量；Al为入口流道横截面积；R为入口流道轴线曲率半径；θ为入口流道弯角。
在根据第二方面的一个实施方式中，所述流体通过流槽产生的压降通过以下公式进行计算：
Figure BDA0002285229530000033
其中，
Figure BDA0002285229530000041
式中，lS为流槽长度；dS为流槽水力直径；vS为流槽处流体的平均流速；CDS为流槽压力损失系数；AS为流槽横截面积；ASin为流槽的入口面积，ASout为流槽的出口面积。
在根据第二方面的一个实施方式中，所述流体通过旋转控制腔和出口喷嘴产生的压降通过以下公式进行计算：
Figure BDA0002285229530000042
其中，
Figure BDA0002285229530000043
式中，lN为喷嘴长度；dN为喷嘴的水力直径；vN为喷嘴处流体的平均流速； e为旋转控制腔内的压力损失系数；CDN为喷嘴压力损失系数；AN为喷嘴横截面积；ANin为喷嘴入口面积，ANout为喷嘴的出口面积。
在根据第二方面的一个实施方式中，步骤S3中，根据所计算的自适应控水装置各部件的压降设计自适应控水装置的结构参数包括：设计自适应控水装置的入口流道、流槽、旋转控制腔和出口喷嘴的结构尺寸。
与现有技术相比，本申请具有以下优点：
根据本申请的气井用自适应控水装置可以有效实现稳气控水和稳油控水的效果，在相同的流量条件下，装置对水的阻力压降远大于对油的阻力压降和对气的阻力压降。该气井用自适应控水装置结构合理、无活动件、使用寿命长。根据本申请的气井用自适应控水装置设计方法可以有效指导气井用自适应控水装置结构设计与优化。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了根据本申请的一种气井用自适应控水装置的设计方法的流程图一。
图2显示了根据本申请的一种气井用自适应控水装置的设计方法的流程图二。
图3显示了根据本申请的一种气井用自适应控水装置的主视图。
图4显示了图3中A-A处的剖视图。
图5显示了图3的气井用自适应控水装置的水性能曲线拟合结果。
图6显示了图3的气井用自适应控水装置的油性能曲线拟合结果。
图7显示了图3的气井用自适应控水装置的气性能曲线拟合结果。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1显示了根据本申请的一种气井用自适应控水装置的设计方法，包括以下步骤：
第一步：确定所述自适应控水装置需满足的水油压降比和水气压降比。
该步骤中，自适应控水装置应尽量增大水流经自适应控水装置的压降，而降低油和气流经自适应控水装置的压降，以防止流体在自适应控水装置中出现紊流。因此，自适应控水装置需满足的水油压降比和水汽压降比应按照此标准进行设定，以提高自适应控水装置的可靠性和使用寿命。
第二步：根据所确定的水油压降比和水气压降比设计自适应控水装置的结构，并根据所设计的结构计算自适应控水装置各部件的压降。
该步骤中，自适应控水装置的结构包括：入口流道的形状与流动面积、流槽的形状与流动面积、旋转控制腔的形状、旋转控制腔内是否设置挡板及挡板的数目和排列方式。
该步骤中，自适应控水装置各部件的压降包括：入口流道的压降、流槽的压降、旋转控制腔的压降及出口喷嘴处的压降。旋转控制腔内的旋流压降不方便计算，可通过在出口喷嘴处添加系数来实现，具体方法将在下面进行详细介绍。
其中，自适应控水装置的总压降为：
Δp＝ΔpL+ΔpS+ΔpN
式中，Δp为自适应调流控水装置的总压降，ΔpL为流体通过入口流道产生的压降，ΔpS为流体通过流槽产生的压降；ΔpN为流体通过出口喷嘴产生的压降。
流体通过入口流道产生的压降包括沿程压降和局部压降，可以通过以下公式进行计算：
Figure BDA0002285229530000061
其中，
Figure BDA0002285229530000062
式中，λ为沿程压力损失系数；l为入口流道长度；dl为入口流道的水力直径；ζ为局部压力损失系数；ρm为混合流体密度；Q为流入自适应控水装置的流量；Al为入口流道横截面积；R为入口流道轴线曲率半径；θ为入口流道弯角。
流体通过流槽产生的压降包括沿程压降和局部压降，可以通过以下公式进行计算：
Figure BDA0002285229530000063
其中，
Figure BDA0002285229530000064
式中，lS为流槽长度；dS为流槽水力直径；vS为流槽处流体的平均流速；CDS为流槽压力损失系数；AS为流槽横截面积；ASin为流槽的入口面积，ASout为流槽的出口面积。
流体通过出口喷嘴产生的压降包括沿程压降和局部压降，沿程压降指旋转控制腔内的压降，局部压降指出口喷嘴处的压降。因此，流体通过出口喷嘴产生的压降可以通过以下公式进行计算：
Figure BDA0002285229530000065
其中，
Figure BDA0002285229530000066
式中，lN为喷嘴长度；dN为喷嘴的水力直径；vN为喷嘴处流体的平均流速； e为旋转控制腔内的压力损失系数；CDN为喷嘴压力损失系数；AN为喷嘴横截面积；ANin为喷嘴入口面积，ANout为喷嘴的出口面积。
第三步：根据所计算的自适应控水装置各部件的压降设计自适应控水装置的结构参数，并根据所设计的结构建立自适应控水装置的模型。
该步骤中，设计自适应控水装置的结构仅为初步设计，形成初步的自适应控水装置的结构参数，该结构会在下面的步骤中进行优化。其中，初步设计的自适应控水装置的结构参数包括：设计自适应控水装置的入口流道、流槽、旋转控制腔和出口喷嘴的结构参数，例如：入口流道的长度、流槽的宽度、旋转控制腔(椭圆形)的长短轴等参数。
该步骤中，根据初步设计的结构进行流体力学(CFD)仿真模拟，建立自适应控水装置的三维模型，进行计算网格划分，湍流模型选择Standard k-ε模型，边界条件采用速度入口、出流出口，壁面设置为无滑移的固体边界。
第四步：根据所建立的自适应控水装置的模型优化自适应控水装置的结构。
该步骤中，结合所建立的自适应控水装置的模型得到自适应控水装置的压力场和速度场，优化自适应控水装置的入口流道、流槽和旋转控制腔的结构，使自适应控水装置的水油压降比和水气压降比最大，以消除紊流区域，简化装置结构。
通过本申请的自适应控水装置的设计方法得到自适应控水装置后，可以通过多元非线性回归方法和最小二乘法得到针对该自适应控水装置的压降公式。
具体地，考虑旋转流动阻力压降，惯性力与粘滞力的影响，以及出口喷嘴的阻力压降，得到气井用自适应控水装置的压降公式：
Figure BDA0002285229530000071
式中，Cs为自适应控水装置的阻力参数，通过曲线拟合确定；ρ为流体密度；μ为流体粘度；m、n为拟合参数，通过性能曲线拟合确定，Q为流入气井用自适应控水装置的流量；d为气井用自适应控水装置的等效出口直径。
利用自适应控水实验装置平台进行气井用自适应控水装置性能测试，得到气井用自适应控水装置的油、气、水性能曲线，通过多元非线性回归方法和最小二乘法拟合压降公式中的参数Cs、m和n，得到气井用自适应控水装置的压降公式：
Figure BDA0002285229530000072
下面，参考图2，介绍一种自适应控水装置的设计方法的具体的实施方式：
首先，选定一气田，根据该气田的实际情况，确定设计目标，明确自适应控水装置需满足的水油压降比和水气压降比，根据该气田实际情况，要求在5m3/d 流量条件下，水流经自适应控水装置的压降大于0.45MPa，并且水油压降比大于5，水气压降比大于5；防止流体在自适应控水装置中出现紊流；简化结构，提高自适应控水装置的可靠性和使用寿命。
然后，根据该气田需满足的水油压降比和水气压降比，确定自适应控水装置的结构参数。该结构参数包括：入口流道的形状与流动面积；流槽的形状与流动面积；旋转控制腔的形状；旋转控制腔内是否有挡板，以及挡板的数目与排列方式。
接下来，计算自适应控水装置各结构的压降。在液体流量0m3/d～20m3/d，气体流量0m3/d～300m3/d范围内，计算自适应控水装置总压降，初步确定自适应控水装置的结构包括：入口流道、流槽、旋转控制腔和出口喷嘴，不含挡板。
接下来，初步设计自适应控水装置的入口流道、流槽、旋转控制腔和出口喷嘴的结构。初步设计自适应控水装置具有四个入口流道，入口流道与流槽相连接，流槽与旋转控制腔切向连接，旋转控制腔中心具有一个出口喷嘴。
接下来，根据初步设计的自适应控水装置结构，进行计算流体力学(CFD) 仿真模拟，建立自适应控水装置的三维模型，进行计算网格划分，对于网格的探索，进行了30余种工况的研究，最终采用四面体网格，边界层数量为3层，网格总数量为150万。湍流模型选择Standard k-ε模型，边界条件采用速度入口、出流出口，壁面设置为无滑移的固体边界。
接下来，依据设计目标，并结合仿真模拟得到的自适应控水装置压力场和速度场结果，优化自适应控水装置的入口流道、流槽和旋转控制腔结构。优化后的自适应控水装置如图3所示，该装置在5m3/d流量条件下，水流经自适应控水装置的压降为0.528MPa，油流经自适应控水装置的压降为0.09MPa，气流经自适应控水装置的压降为9.5×10-5MPa，水油压降比为5.9，水气压降比为5558。通过设计流槽和旋转控制腔的形状，消除了紊流区域，通过去除挡板，简化了装置结构。
图3-4显示了根据本申请的一种气井用自适应控水装置，该装置包括长流道 2、短流道1、旋转控制腔4和出口喷嘴5。长流道2和短流道1相连接并汇合至流槽3，旋转控制腔4与流槽3相连通，且流槽3与旋转控制腔4的周向边缘相，出口喷嘴5设置在旋转控制腔4的中心位置，且与旋转控制腔4的端面相垂直。
在图3所示的实施例中，长流道2和短流道1的数量均为两个，且长流道2 和短流道1之间关于旋转控制腔4的中心对称。可以理解地，二者的数量可以为任意相等且大于零的偶数，只要每组长流道2和短流道1关于旋转控制腔4的中心对称即可。
在图3所示的气井用自适应调流控水装置的长流道2和短流道1之间的流道宽度之比优选为1.0～1.2:1，长度之比优选为3.7～4.5:1；长流道2与短流道1之间的夹角优选为30～45度。流槽3的宽度优选为1.6～3.0mm，流槽3出口尖角 (如图3中角α所指位置)越小越好，优选为小于2.5度。流槽3的方向构造为顺流体方向。旋转控制腔4的直径优选为20～32mm，出口喷嘴的直径优选为1.6 ～4.5mm，旋转控制腔4的直径和出口喷嘴直径的比例优选为7～15。整套气井用自适应控水装置的流道高度优选为2～3.5mm，整套气井用自适应控水装置的流道粗糙度优选为小于0.0016mm，整套气井用自适应控水装置的流道平整度优选为小于0.01mm，旋转控制腔的直径和高度比优选为10～15:1，旋转控制腔优选为圆盘形结构。
下面结合附图介绍采用根据本申请的自适应控水装置进行自适应控水实验的结果。
如图5-7所示，显示了采用图3所示的自适应控水装置进行控水实验得到的油、水和气性能曲线拟合结果。其中，图5显示了水性能曲线拟合结果，图6显示了油性能曲线拟合结构，图7显示了气性能曲线拟合结果。图5-7中，“实验数据”表示实验测试得到的性能曲线数据，“计算数据”表示用多元非线性回归方法和最小二乘法计算得到的性能曲线数据。可以看出，多元非线性回归方法的计算结果与实验结果吻合较好，计算得到的参数为：Cs＝1.32×10-4，m＝0.3和 n＝1.89。
综上所述，本申请具有以下优点：根据本申请的气井用自适应控水装置可以有效实现稳气控水和稳油控水的效果，在相同的流量条件下，装置对水的阻力压降远大于对油的阻力压降和对气的阻力压降。该气井用自适应控水装置结构合理、无活动件、使用寿命长。根据本申请的气井用自适应控水装置设计方法可以有效指导气井用自适应控水装置结构设计与优化。
从图5-7中可以看出，在相同的流量条件下，水通过自适应控水装置的压降远大于气通过自适应控水装置的压降，随着水和气的流量的增加，自适应控水装置产生的压降也随之增大，虽然水压降和气压降增加的趋势相同，但是水压降的增加幅度更大。当流量为20m3/d时，水压降可达13.15MPa，而气压降只有 2.38×10-3MPa，水气压降比达5537倍。
在相同的流量条件下，水通过自适应控水装置的压降远大于油通过自适应控水装置的压降，随着水和油的流量的增加，自适应控水装置产生的压降也随之增大，水压降和油压降增加的趋势相同，水油压降比呈先增加后减小的趋势。当流量为20m3/d时，水压降可达13.15MPa，而油(粘度90mPa·s)压降只有1.84MPa，水油压降比达7.1倍。
在相同的流量条件下，对于不同含水率的气相，随着气相含水率的增加，气相产生的旋流压降增大，气相流过自适应控水装置的压降随之增大。当流量为20m 3/d时，含水率20％的气压降为0.43MPa，含水率40％的气压降为1.46MPa，而含水率80％的气压降可达6.46MPa。
在相同的流量条件下，不同密度的油流经自适应控水装置时，随着油密度增加，油压降也随之增大，但是油密度700kg/m3～1000kg/m3范围内时，油压降的变化范围较小，油压降远小于水压降。但该装置对油密度的敏感性低，针对不同密度的油都能起到控水作用。
在相同的流量条件下，不同粘度的油流经自适应控水装置时，随着油粘度增加，油压降先减小后增大，但是在油粘度3mPa·s～300mPa·s范围内，油压降远小于水压降。但该装置对油粘度的敏感性较低，针对不同粘度的油都能起到控水作用。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (9)

1.一种气井用自适应控水装置，其特征在于，包括：
长流道和短流道，所述长流道和所述短流道相连接并汇合至流槽；
旋转控制腔，其与所述流槽相连通，且所述流槽与所述旋转控制腔的周向边缘相切；
出口喷嘴，其设置在所述旋转控制腔的中心位置，且与所述旋转控制腔的端面相垂直；
所述长流道和所述短流道的数量相等且均为大于零的偶数，且每组所述长流道和所述短流道之间关于所述旋转控制腔的中心对称；
所述长流道和所述短流道的流道宽度之比为1.0～1.2:1，所述长流道和所述短流道的流道长度之比为3.7～4.5:1，所述长流道与所述短流道之间的夹角为30～45度；
所述流槽的宽度为1.6～3.0mm，所述流槽的出口尖角小于2.5度，所述流槽的方向构造为顺流体方向；
所述旋转控制腔的直径为20～32mm，所述出口喷嘴的直径为1.6～4.5mm，且所述旋转控制腔的直径与所述出口喷嘴的直径之比为7～15:1；
所述气井用自适应控水装置的压降公式为：
Figure FDA0003878639490000011
式中，ρ为流体密度；μ为流体粘度；Q为流入气井用自适应控水装置的流量；d为气井用自适应控水装置的等效出口直径。
2.一种根据权利要求1所述的气井用自适应控水装置的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定自适应控水装置需满足的水油压降比和水气压降比；
S2：根据所确定的水油压降比和水气压降比设计自适应控水装置的结构，并根据所设计的结构计算自适应控水装置各部件的压降；
S3：根据所计算的自适应控水装置各部件的压降设计自适应控水装置的结构参数，并根据所设计的结构建立自适应控水装置的模型；
S4：根据所建立的自适应控水装置的模型优化自适应控制装置的结构。
3.根据权利要求2所述的气井用自适应控水装置的设计方法，其特征在于，步骤S2中，所述自适应控水装置的结构包括：入口流道的形状与流动面积、流槽的形状与流动面积、旋转控制腔的形状、旋转控制腔内是否设置挡板及挡板的数目和排列方式。
4.根据权利要求2所述的气井用自适应控水装置的设计方法，其特征在于，步骤S2中，自适应控水装置各部件的压降包括：入口流道的压降、流槽的压降、旋转控制腔的压降及出口喷嘴处的压降。
5.根据权利要求4所述的气井用自适应控水装置的设计方法，其特征在于，自适应控水装置的总压降为：
Δp＝ΔpL+ΔpS+ΔpN
其中，Δp为自适应调流控水装置的总压降，ΔpL为流体通过入口流道产生的压降，ΔpS为流体通过流槽产生的压降；ΔpN为流体通过出口喷嘴产生的压降。
6.根据权利要求5所述的气井用自适应控水装置的设计方法，其特征在于，所述流体通过入口流道产生的压降通过以下公式进行计算：
Figure FDA0003878639490000021
其中，
Figure FDA0003878639490000022
式中，λ为沿程压力损失系数；l为入口流道长度；dl为入口流道的水力直径；ζ为局部压力损失系数；ρm为混合流体密度；Q为流入自适应控水装置的流量；Al为入口流道横截面积；R为入口流道轴线曲率半径；θ为入口流道弯角。
7.根据权利要求6所述的气井用自适应控水装置的设计方法，其特征在于，所述流体通过流槽产生的压降通过以下公式进行计算：
Figure FDA0003878639490000023
其中，
Figure FDA0003878639490000024
式中，lS为流槽长度；dS为流槽水力直径；vS为流槽处流体的平均流速；CDS为流槽压力损失系数；AS为流槽横截面积；ASin为流槽的入口面积，ASout为流槽的出口面积。
8.根据权利要求7所述的气井用自适应控水装置的设计方法，其特征在于，所述流体通过旋转控制腔和出口喷嘴产生的压降通过以下公式进行计算：
Figure FDA0003878639490000031
其中，
Figure FDA0003878639490000032
式中，lN为喷嘴长度；dN为喷嘴的水力直径；vN为喷嘴处流体的平均流速；e为旋转控制腔内的压力损失系数；CDN为喷嘴压力损失系数；AN为喷嘴横截面积；ANin为喷嘴入口面积，ANout为喷嘴的出口面积。
9.根据权利要求8所述的气井用自适应控水装置的设计方法，其特征在于，步骤S3中，根据所计算的自适应控水装置各部件的压降设计自适应控水装置的结构参数包括：设计自适应控水装置的入口流道、流槽、旋转控制腔和出口喷嘴的结构参数。
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