油气井测试生产过程中,采用节流油嘴给地层回压,达到有效控制地层压力的目的。在油气井测试尤其是返排放喷过程中,返排流体往往是高压气流或者液流携带射孔碎屑、压裂砂等固体颗粒,这种高压气(液)固流体流经地面节流油嘴时,流速迅速升高,对节流油嘴造成严重的冲蚀。研究流体在油嘴内的流动过程及颗粒对油嘴内部的冲蚀特性对提高油嘴使用寿命,保护设备及人员安全具有非常重要的意义。由于节流油嘴的工作条件苛刻,常规实验手段很难经济、高效地开展研究工作。本文首先对冲蚀模型进行了修正,并与文献中实验数据进行了对比,验证了其准确性;然后采用数值模拟方法对固定及可调节流油嘴内的多相流动和冲蚀损伤进行了研究,同时计算了多级节流管汇中流体的流动过程;最后在以上研究的基础上,开发出了多孔固定油嘴。研究结果表明,固定油嘴主要冲蚀位置为:油嘴芯入口截面、出口截面和出口膨胀区,入口为高攻角脆性冲击磨蚀,油嘴内部为砂粒通过高速低攻角剪切磨蚀,出口位置为小角度旋转磨削;临界压比前,下游流动对上游有影响;临界压比后,节流效应增强,油嘴芯出口处形成高速射流,形成回流卷吸,且中心处温降明显,易生成天然气水合物;对于同等开孔流动面积,限流能力,旋流直通油嘴最强,其次是固定油嘴,针式可调油嘴限流能力最弱。在以上研究基础上,开发了新型多孔固定节流油嘴,并通过数值计算,验证了中心布孔结构优于圆周布孔结构,发现其具有减缓冲蚀,能够抑制温降的优良性能。