笼套式节流阀安装在具有高压状态下的气井井口的采气树上,是天然气开采过程中不可缺少的设备之一。其主要作用是调控天然气的输出压力及流量。主要由手柄,阀杆,柱塞,笼套阀芯及阀体等组成,运行时,通过手柄控制阀杆和柱塞的位置进而调节节流阀的开度,来控制天然气的流量及压降。实际的工况条件为高压、高流量、高流速,并且天然气中含有井下的固体颗粒等,这种条件下对节流阀造成冲蚀磨损失效、阀芯断裂失效及阀芯刺穿失效等问题。为了达到增加节流阀的使用寿命以及减少天然气中固体颗粒的占比的目的,论文设计新型结构的笼套式节流阀,并研究新型结构节流阀中不同结构下的气固两相流的数值模拟分析。本文首先对节流小孔的节流原理及节流阀的冲蚀磨损进行分析,设计新型结构笼套式节流阀。通过FLUENT软件,对新旧结构的笼套式节流阀进行气固两相流数值模拟分析,通过对比结果,新型结构笼套式节流阀能够有效地减少冲蚀磨损,也能够减少天然气中固体颗粒的占比。然后研究分析新型结构节流阀的入口直径大小、出口直径大小、阀腔的大小以及笼套阀芯上节流孔对节流阀的流场及冲蚀磨损的影响,提出可以改善减少冲蚀磨损的措施。结果表明,节流阀的阀腔厚度越大,冲蚀磨损越小。节流阀的出口直径越小冲蚀磨损越严重,流场中气流速度也越大;节流阀的出口直径越小冲蚀磨损也越大,但对流场的影响不大。在保证节流孔为短孔的条件下,节流孔的长度越长,节流阀得冲蚀磨损越高;节流孔的直径越大,节流孔中的流速就越大,不利于天然气流场的稳定性。在节流孔的排列方面,最优结构为每层排列三个节流孔。在新型结构中节流孔入口进行倒角是可以减少冲蚀磨损,最优的倒角大小为1mm,最优的倒角度数为55°。在节流孔出口进行倒角处理,并不能改善冲蚀磨损情况,反而会降低流场的稳定性。改善阀腔内壁材料或者对阀腔内壁增加涂层,可以减少新结构中的冲蚀磨损。