针形节流阀安装在高压气井井口采气装置上,起到调节天然气输出压力和流量的作用。主要由阀体、阀芯、阀杆等零件组成,阀芯的形状呈针形,工作时,通过调节阀杆位置来改变阀口处的开口面积,天然气的压力和流量得以控制。在天然气开采过程中,节流阀的工作条件主要表现为流量大、压力高、流体介质中含有许多坚硬的固体颗粒等。目前,针形节流阀主要存在的问题有：开关力矩大、阀体易冲蚀、阀芯易脱落、体积过大等困难。论文主要针对高压气井针形节流阀常出现的开关力矩大和阀体易冲蚀两个问题进行了研究：(1)对针形节流阀的工作原理、密封失效、阀体冲蚀磨损失效进行分析,获得了引起节流阀工作时开关力矩大的主要是密封结构与金属表面的摩擦阻力大引起。引起阀体冲蚀磨损严重的主要因素有固体颗粒的冲蚀速度、冲击角以及颗粒特性。(2)利用有限元算法对针形节流阀原来的密封结构进行性能分析,提取与密封性能有关的数据,建立密封结构的密封性能评价方法。(3)为了提高密封结构的密封性能,论文设计三种新型的密封结构,方案一和方案二从结构上对密封圈进行优化,方案三综合结构和材料对密封件进行优化,通过分析选出最优的密封结构。(4)分析节流阀不同开度对阀体内部天然气的流速、固体颗粒的流速、压降、阀体壁面冲蚀率的影响,获得阀体内部冲蚀严重以及固体颗粒堆积厚重的区域。(5)根据节流阀阀体内固体颗粒的流速情况、颗粒浓度分布情况以及阀体冲蚀磨损情况对节流阀阀体展开结构设计。设计一种具有一定锥度的节流口并带有弯管入口的新型结构,该结构明显减小了固体颗粒对阀体的冲蚀磨损,同时也避免了固体颗粒在阀体内部大量不均匀堆积现象。通过对针形节流阀结构性能的分析,建立密封结构密封性能和阀体抗冲蚀磨损的评价方法,获得最优密封结构以及阀体结构,这对于开发高性能的针形节流阀具有一定的参考价值。