碳捕集、利用和封存过程中,高含CO₂管道应用普遍,其节流调压过程十分常见。CO₂的节流效应较强,同时管内其他气体杂质和液态水的存在导致节流过程更加复杂,对节流安全控制构成威胁。目前,管输高含CO₂流体节流控制技术仍未得到足够的重视,相关理论体系仍不够完善。为确保不同工况的管输高含CO₂流体节流调压过程的安全,对其节流特性、节流阀后流动特性与固体颗粒沉积机理的研究具有重要意义。本文首先利用热力学?-γ方法对CO₂-H₂O两相体系进行了描述,提出了简化热力学模型法和经验公式法两种适合工程计算的管输CO₂含水率计算方法,并根据误差分析结果给出了两种方法的选择方案。基于BWRS状态方程、相平衡原理和热平衡方程提出了高含CO₂流体节流效应模型,模型将多相流节流过程简化为气体节流温降、气液溶解平衡和气液热交换三个子过程,在管输工况范围内具有高精确度。利用该模型分析了杂质和气液比对高含CO₂流体节流温降的影响,并提出了高含CO₂多相流节流温降控制措施。在理论研究的基础上设计实验装置,开展了不同工况下高含CO₂管道稳态和瞬态节流特性实验,测量稳态节流温降,与理论计算结果进行了对比;观察瞬态节流过程流动状态和固体颗粒沉积情况,分析了实验现象和管内温压变化规律的关系,测定了实验条件下不产生固体颗粒沉积的临界节流压差。为了进一步研究实验中观察到的固体沉积现象,基于气固两相流理论,在开源CFD软件OpenFOAM平台上建立了高含CO₂管道节流阀后气固两相流动模型,研究其流动特性,分析了不同入口参数作用下管内颗粒的沉积特性。在上述研究的基础上,提出了针对CO₂驱采出流体集输管道瞬态节流过程的固体颗粒沉积防治措施。