深水采气树笼套式节流阀是深水油气开采的关键装置之一,现场常采用笼套式节流阀进行调压和调产,笼套式节流阀的性能直接影响生产安全、效率及成本。深水采气树笼套式节流阀长期运行在深水环境,其现场操控培训需在海洋平台上进行,不仅受环境、场地、工况等限制,培训成本高,而且存在安全隐患。利用虚拟现实技术,结合实际生产数据,不仅可以对实际中难以重现或者具有较高危险性不能重现的突发事故进行模拟,克服时间和空间限制,还可以让受训人员在虚拟环境中反复操作,提高受训人员应急反应能力和处理突发情况的能力。因此研究深水采气树笼套式节流阀的流场特性,并结合实际生产数据对其进行视景仿真显得尤为重要。笼套式节流阀的深水作业工况复杂,设计要求、设计方法及性能要求与普通阀门存在很大差异。本文对深水采气树笼套式节流阀类型、结构和节流原理进行分析研究,综合应用流体力学及流体动力学相关理论,分析得出阀门开度与流量系数、流量、节流压差的关系;基于南海某气田深水采气树,建立笼套式节流阀的三维模型,对节流阀内部的流体域模型进行研究和描述,建立阀体内部流场的数学模型;采用Meshing进行非结构化网格划分,基于计算流体力学控制方程,在Fluent软件中采用雷诺时均法的粘性系数法,选择RNG k-ε模型研究不同尺寸、不同分布、不同形状节流孔对节流阀流场特性的影响规律,为阀门参数设计提供依据;对不同生产参数、不同阀杆行程下的阀门进行仿真模拟,对压力、速度和能量场进行分析,也为笼套式节流阀视景仿真提供数据支撑;运用3ds Max软件与Unity 3D引擎相结合的研究方法,对笼套式节流阀进行三维建模、骨骼动画制作、流体模拟等,完成了笼套式节流阀视景仿真,并运用力控Force Control软件开发了二维深水采气树操作培训系统。