随着油田开发不断深入,井下工具的研究设计成为油田开发的重要环节,油田井下工具模拟实验系统对于井下工具的开发研制具有重要作用,其中流量调节阀是各类模拟井实验系统的核心部件。因此研制一种新型高压流量调节阀对于增强模拟井实验系统可靠性、增大流量调节范围、实现自动化控制具有现实意义。设计了一款集成度高、调节精准的高压流量调节阀。新型高压流量调节阀采用PLC控制、电机驱动,通过蜗轮蜗杆与螺旋丝杠配合实现阀芯开度调节。在充分分析高压流量调节阀结构和流量特性基础上,结合节流理论,进行了高压流量调节阀节流形式优选。根据高压流量调节阀驱动单元物理模型,建立了高压流量调节阀系统的数学模型,并进行了系统稳定性分析。根据调节阀节流单元的结构特征,建立了适用于高压流量调节阀的流场结构数学模型和流量公式。在此基础上,对调节阀工作参数进行分析,得到工作参数与调节阀流量的对应关系,对流场结构参数进行了优选。采用计算流体力学软件Fluent对高压流量调节阀内部流场进行数值模拟,得到了调节阀在不同压差条件下,阀口开度与流量的关系,研究了高压流量调节阀的流量特性。在内部流场数值模拟的基础上,对内部流场结构进行二次优化,并对优化后的内部流场进行模拟分析,确定高压流量调节阀的工作特性。对流量调节阀的流量调节机构进行流量特性实验研究,通过对实验结论与计算机数值模拟结论的分析研究,完成高压流量调节阀的工作特性研究。高压流量调节阀及其工作特性研究,对流量调节阀的设计研究具有一定参考价值,对调节阀性能优化提供新思路,并且为油田井下工具模拟实验系统的高压流量调节阀设计提供参考依据与理论支持。