油田采出液含有大量的细砂严重的影响了集输系统,目前除砂使用的设备多为沉降槽,离心机和旋流器。但各自的不足也在使用过程中暴露出来,因此开发一种更为适合的分离设备是十分必要的。本文自行设计了三种结构的旋转叶轮式动态水力旋流器以及旋转叶轮式动态水力旋流器性能的测试系统,对实验样机进行了系统的实验测试和理论分析。实验中,测试并分析了电机转速、分流比和进口流量等参数对三种实验样机压力损失和分离效率的影响。结果表明,电机转速越高,离心强度越大,分离效果越好,但同时溢流压降也在增加;加大分流比也可以有效的提高分离效率,并且对设备压降的影响较小;进口流量的增加,对分离效率的影响较小,但会引起溢流和底流压降的增加。运用正交实验的方法得出了对于影响分离效率和压力损失各因素的主次关系,影响分离效率各因素主次关系是:电机转速,分流比,进口流量;影响压力损失各因素主次关系是:电机转速,进口流量利分流比。旋转叶轮式动态水力旋流器与普通旋流器相比具有,分离效率高,压力损失小,不受流量变化的影响等特点。本文通过对三种实验样机实验结果的对比得出,直筒直板型动态水力旋流器的分离效率最高,其次是直筒涡轮型动态水力旋流器、锥筒直板型动态水力旋流器。对于实验样机压力损失情况对比得出,锥筒直板型动态水力旋流器的压力损失最小,其次为直筒涡轮型动态水力旋流器,直筒直板型动态水力旋流器。本文对三种实验样机模型进行简化,建立了稳态流动的N-S方程和连续方程,得出了三利实验样机内部流场的基本信息。模拟结果表明,实验样机内部具有较高的切向速度可达14～15m/s,产生的离心强度约为普通旋流器的5～10倍。通过实验数据与模拟结果的对比证明所建立的数学模型比较准确,能够正确的反映流场信息。在对三种实验样机性能综合分析的基础上,利用所建立的数学模型,对旋转叶轮式动态水力旋流器提出了进一步的改进方案。本文对旋转叶轮式动态水力旋流器溢流产生压降的机理进行了分析,得出旋转叶轮式动态水力旋流器内部准强制涡的存在是产生溢流压降的主要原因,并可以通过增大溢流管直径或加入阻涡器来削弱或破坏准强制涡,从而减小溢流压降。本文所研究的旋转叶轮式动态水力旋流器具有离心强度大,分离效果好,压力损失小,不易堵塞,适于工业放大等优点,在过程工业中有较好的应用前景和商业价值。