针对高含硫气田井口压力不断降低的特点,本文提出了利用高压气井的富余压力通过喷射器增压输送低压天然气的方案。天然气喷射器结构简单、高效节能,但内部流动规律非常复杂,存在激波、壅塞、天然气水合物的生成等复杂的现象。在现有的实践应用中,对喷射器关键结构的尺寸设计常依赖于经验取值,而天然气喷射器内部的复杂流动规律很难通过现场应用或实验观测得到。本文通过数值模拟,对天然气喷射器内部流场进行了分析,探究了提高天然气喷射器性能的方法。本文基于改进型热力学方法对天然气喷射器进行了结构设计,对天然气喷射器设计过程中的热力学过程和不可逆损失作了阐述。搭建空气喷射器变工况实验台,进行了空气喷射器变工况验证实验。建立了天然气喷射器的数值计算模型,对天然气喷射器内激波现象进行了模拟分析,研究了工作参数对喷射器内激波分布及性能的影响。研究发现:混合出口压力存在一临界值,工作流体入口压力存在一最佳值,提高引射流体入口压力使得喷射器性能逐渐提升。喷射器内产生双激波现象有利于稳定工作,单激波现象不利于引射系数的提升。采用数值模拟的方法对天然气喷射器的结构进行了优化,结果表明:本文设计工况下,混合室等截面段与主喷嘴喉部最佳直径比为1.94,混合室等截面段最佳长度范围为主喷嘴喉部直径的8.6～10倍,混合室渐缩段渐缩角的最佳正切值范围为0.073～0.093,扩压室长度对喷射器的工作性能影响较小,长度在主喷嘴喉部直径的7.1～17.1倍时,喷射器均能保持较好的工作性能。应用天然气水合物生成预测模型Zahedi?模型对天然气喷射器内部天然气水合物生成区域范围进行了预测分析。结果表明:当进入喷射器的工质为单相时,温度越高,天然气水合物生成区域范围越小,同样温度下硫化氢含量越高,天然气水合物生成区域范围越大。进入喷射器的工作流体含有水滴时,同样温度下天然气水合物生成区域范围要明显少于单相工质的天然气水合物生成区域范围,升高工作流体入口温度可以有效的减少喷射器内天然气水合物的生成。