目前,我国大部分油田已经进入石油开发的中后期,其采出液的大量含砂对地面集输设备会造成极大的破坏。目前使用的静态水力旋流除砂器效率低并且油田现场流量波动较大对分离效率有较大的影响。本文针对这一实际问题将离心机与水力旋流器的特点结合到一起,根据离心力场的分布特点采用最为合理的中心进料方式,设计了自循环式动态水力旋流器。在加工实验样机和建立实验平台后,通过结构参数的对比实验来优化其压力性能和分离性能,最终确定了结构参数最为合理的工业机。同时,利用Flunet流体力学软件对工业机进行了单相流场的数值模拟,分析其内部的流场分布,并对旋流发生部件进行了数值优化。实验中通过改变唯一结构参数对实验样机进行压力性能优化实验,发现减小叶轮高度、减小叶轮直径、增大底流口直径、增大溢流管径、增大溢流管入口直径、增大叶轮入口安放角能有效增大底流压差。而将叶轮分层加工制造、溢流管尾端加翅片不能有效增大压差。实验中通过改变唯一结构参数对实验样机进行分离性能优化实验,发现增大叶轮直径、溢流管入口加溢流罩防短路流、减小溢流管入口直径能有效增大旋流器的分离效率。而增大叶轮入口安放角对旋流器分离性能没有影响。综合压力性能和分离性能结构参数对比实验,合理匹配结构参数进行实验确定最终工业机的结构参数,并研究操作参数对压差和分离效率的影响。最终工业机的压力性能良好,流量在20m3/h和40m3/h之间,电机转速为25HZ时便能产生底流回流,且其回流量能满足旋流器在正常的分流比下工作。最终的样机分能性能保持高效,流量在20m3/h和40m3/h之间,电机转动频率在25HZ到40HZ之间，旋流器的分离效率均在93%以上,最高达98%。应工程实际要求,利用工业机分离材油、水和砂三相混合物中的砂,其除砂效率为95%,能满足实际工业生产要求。应工程实际要求,应用工业机对粘性为80mpa.s油和砂的混合物进行分离,其分离效率在80%以上,远高于静态旋流器分离效率,能满足工业生产要求。利用计算流体力学中的fluent软件对工业机进行了模拟,得到内部流场分布并对其进行了详细的分析。利用数值模拟对叶轮的结构参数进行优化,叶轮的入口安放角由16度增大到90度能有效增大底流压差和溢流压差。本文所研制的工业机性能良好,有良好的应用前景和商业价值。