在煤层气井排采过程中通常会伴随着煤粉的产出。当井下流体速度不足时,煤粉可能会在流动通道的低部位聚集,增大煤粉浓度,因此可能会影响到井下设备的正常工作。煤作为一种有机、无机的混合物,煤粉颗粒具有与砂粒不同的水力学特性。并且在起伏井筒中,由于流体流动方向的改变以及流动的不稳定性,导致煤粉在起伏流场中的运移规律变得复杂。为了给排采制度和排采设备设计提供更加准确的依据,需要对煤粉在起伏井筒内沉降聚集规律进行细致研究,以得到煤粉浓度在井段内的动态变化和分布。为了研究煤粉颗粒性质,通过一系列实验,测量了煤粉的密度,沉降末速,在液相中临界启动速度。为了进一步研究煤粉颗粒在气液流动中的运移规律,开展了弯管段局部的气液固三相流动实验。实验使用电导率方法记录了管段代表性位置上的持液率实时数据。根据持液率数据可以识别测量单元处的起伏段塞,并得到各个段塞的长度和速度等特征参数。对煤粉颗粒在段塞单元内随液相运移过程进行简化和建模,推导和定义了无因次颗粒速度函数F_D。通过向气液固三相流动环路中注入标记煤粉以及观察其能否从管道中排出,测得煤粉在不同倾角弯管中,不会发生滞留所需的临界气液流速条件。根据测得的起伏段塞参数计算每个段塞单元对应的无因次颗粒速度函数F_D。根据临界速度的实验数据,分析了影响F_D统计特征的各个因素,并给出了在煤粉临界排出条件下F_D的分布均值。根据不同浓度下的临界F_D分布均值,拟合得到其与颗粒浓度的线性关系。在气液两相漂移模型(DFM模型)的基础上,加入固相的运动方程和质量方程,可以得到模拟起伏管道中气-液-固三相流动的动态模型。对固相方程采用一定离散的策略,可以在不改变气液原有计算过程的同时,加入对于固相颗粒动力学参数的计算,这样减少了模型求解的工作量。根据三相流动实验数据,对模型所用公式中的经验参数进行调整,使模型计算结果与实验结果吻合程度更高。使用气-液-固三相流动动态模型对一系列案例进行了模拟。模拟结果表明气液流速度条件,煤粉浓度,粒径,注入浓度,管道倾角均会对煤粉在起伏段中的分布,以及井段内各位置处浓度变化产生影响。起伏段底部会因为煤粉聚集导致颗粒浓度增大。并且根据颗粒浓度的动态计算结果,得到在气液流动不稳定的情况下,浓度会有瞬时峰值,设计井下设备的固相处理能力时需考虑这一现象。