我国天然气资源十分丰富,但人均占有量却很少。天然气的开采大都采用的是自喷开采,很多油田的气井压力高达40MPa以上,而集输管线压力为8MPa左右。目前国内外普遍的做法是节流降压,使井口高压天气压力降到集输管线允许的压力,过程中高压天然气中所储存的压力能就被浪费掉了,这与我国可持续发展战略相悖。如果我们能有效利用天然气的这部分压力能,不仅节能环保,而且还将带来非常可观的经济效益。本文根据天然气井场现状,针对使用井下节流降压和保温防止冰堵、防水合物的工艺存在浪费天然气压力能的现象,提出将高压天然气压能利用转化成机械能在驱动发电机发电的思路。本文将传统三角转子发动机改造成三角转子气动机来实现能量转换。三角转子气动机具有质量轻、体积小、运行平稳、噪音小、高速性能好等往复气动机无法比拟的优点。本文将主要进行了以下几个部分的工作:(1)通过对国内外文献、专利的调研,分析天然气压力能回收的现状,了解目前已有的设计方案,指出现有方案存在的不足,进而提出一种全新的天然气压力能回收方案。(2)借鉴三角转子发动机结构设计出三角转子气动机的总体结构,设定降压方案,完成其主要零部件的结构设计与三维建模。(3)通过利用FLUENT软件的二次开发功能所编译UDF程序,实现了转子动网格运动。在此基础上,选择了合理的湍流模型和边界条件,建立转子气动机的二维动态模拟模型,并将模拟结果与设计计算结果进行对比,验证设计计算的正确性。(5)使用ADAMS进行运动学与动力学仿真分析,模拟了三角转子在缸体旋转一周内的运动过程及其受力情况,获得了曲轴、三角转子的质心时间—速度变化曲线,以及主要零部件的受力情况;通过仿真数据校核主要零部件的强度,验证运动方面的合理性。