高压油井开采时液体携带井底的砂砾和岩石碎屑以较高的速度冲向井口,这种流体属于固液两相流模型。这种流体进入井口节流阀后会与阀体内壁、阀芯笼套、阀芯等摩擦、撞击、冲蚀,阀门如果采用塑性材料,会出现切削磨损,如果是脆性材料可能出现断裂或疲劳磨损。经过长期的冲蚀后,节流阀的流道以及阀芯、阀芯笼套等就会被冲蚀磨损导致失效,严重时,阀体可能会被流体中的固体颗粒刺穿,造成生产事故甚至危及工作人员的生命安全。本文根据油气田现场节流阀工作环境和工作特点,同时对国内外节流阀研究的文献调研、相关资料的分析解读,对现场使用的节流阀进行流场分析以及结构优化。在本文中,主要研究内容包括对不同结构下单相和液固两相的流动研究,对比出较好的节流阀结构;在此基础上进行节流阀以及阀芯的改进和优化分析,来减缓湍流的流动,减小冲蚀磨损的速率,增长节流阀的使用寿命。本文的主要研究内容有以下几个方面:(1)通过对不同阀芯结构不同开度下连续单相流模拟计算,对比了节流阀不同阀芯结构时节流阀内的流场变化特征,同时对流场中流体的速度、静压、动压、总压、湍动能、湍动能耗散率以及流体由于互相的摩擦导致流体温度的变化做了分析。综合以上各因素得出,第三种节流阀阀芯结构优于前两种结构。(2)通过对不同结构不同开度的最大速度的模拟,发现节流阀内最大速度随进口速度的变化规律。通过对同一开度固液两相的模拟计算,综合进出口压差、节流阀内最大速度以及流体对节流阀冲蚀速率总结出最优的节流阀结构,通过对节流阀的流道和阀芯结构进行改进优化,有效的降低了节流阀被冲蚀的速率,并且最终得到最优结构的节流阀流道结构和阀芯结构,最后通过固液两相对最优阀芯被冲蚀后的节流阀结构模拟,得出:当缺陷深度为2mm时,建议更换节流阀。