智能井技术作为当今世界油田开发的前沿技术,是提高油藏采收率、优化油藏管理和实现油气田经济高效开发的重要技术之一。通过对国内外智能井技术及智能井流量控制阀流量控制技术发展现状的文献调研发现,相比于国外先进的智能井技术,国内对智能井技术的研究还处于起步阶段,许多研究仍停留在实验室理论研究及试验阶段,尚未出现相对成熟的智能井系统设备。本文以“十三五”国家科技重大专项课题子专题深水智能完井井下流量控制关键技术研究为依托,通过重点剖析国外几家油田服务公司的智能井技术,首先建立了智能井流量控制阀在井下第一产层及第二产层的流动模型,以此推导出了流量控制阀产量计算式及流量控制阀综合流量系数计算公式,并分别求解出了三种不同流道结构的流量控制阀在不同压差下的流量以及综合流量系数理论值。其次,对流量控制阀内部流道进行了数值模拟,得到了流量控制阀内部流场分布结果,从中求解出了流量控制阀出口流量及综合流量系数的仿真求解结果,作为理论求解结果的对照。还通过对边界层网格的计算、网格无关性验证及实验对比,对仿真结果的合理性进行了验证。此外,基于流场数值模拟的结果对流量控制阀进行了冲蚀研究,分别求解了普通碳钢、碳化钨合金、碳化硅陶瓷及碳化钨金属陶瓷的冲蚀率及冲蚀情况,得到了四种材料的抗冲蚀性能对比图,从中优选出了抗冲蚀性能最优的材料,并对四种不同结构的流道进行了冲蚀分析,发现了无级调速流量控制阀在中间开度下会存在对过流套筒额外的冲蚀磨损作用,为无级调速流量控制阀的结构优化提供了新的思路。并求解出了节流孔入口处不同斜坡角度下的冲蚀率,得出了当坡口角度为35度时,抗冲蚀能力最优的结论;还对不同尺寸沙粒粒径下的冲蚀情况进行了研究,得到了当沙粒尺寸大于250微米时,冲蚀速率增大比较明显的结果,为井下防砂装置的设计提供了参考。另外,基于流场数值模拟的求解结果,对流量控制阀进行了流固耦合分析,得到了流量控制阀在流体流入过程中的变形与应力分布情况,校核了流量控制阀在流体作用下的力学强度。最后,基于构型理论,对流量控制阀内部流场进行了优化,通过开设稳流孔的方式,使流量控制阀内部流场流动更加平稳,并提高了流量控制阀的产量,其优化后的流量增长率达到节流孔过流面积增长率的13倍以上。