随着海洋油气探明储量、开发的不断深入及陆上新开发油气田环境的日趋恶化,油气开采和处理设施面临着自身分离设施的技术受限、作业空间受限和气液分离设备处理能力不足等问题。内联式脱液器因其可大大减少自重节省空间,降低投资和维护成本,最大限度地提高设备分离效率,已经成为近年来新设施设计的新趋势。但国内外尚未有系统的设计规范,且当前国内在气-液分离的研究重点专注于传统气液分离技术与设备的开发和优化,对于如内联分离等紧凑型气液分离技术的研究还处于探索阶段,亟待着手内联式脱液器国产化理论及相关研究,研制出具有自主知识产权的内联式脱液器,以满足国内油气开发领域的需要,减少因进口相关设备所带来的高昂成本及维护费用。本研究查阅国内外相关公开发表资料及结合课题组前期工作,设计出较合理的内联式脱液器,采用数值模拟与实验研究相结合的方式对其进行研究。依据所设计的内联式脱液器结构为基础进行三维数值研究。通过研究其内部速度场、压力场及湍流场等流场特性及分布,分析含液量、流速等流动参数和关键结构参数对脱液性能的影响规律及最佳分离性能。分离效率随含液量增加表现为先增加后降低,压力损失随含液量增加而升高;分离效率和压力损失随进口流速增大而增加,且压力损失随进口流速增加而呈现近似线性增长;分离效率随叶片个数增加表现为先增加后降低,压力损失随叶片数目增加而增加;分离效率和压力损失均随叶片出口角增加而增加,其最佳叶片数目和出口角分别为8个和45°左右;分离效率随着分离腔长径比增加表现为先增加后降低,压力损失随着分离腔长径比增加而增加,其最佳范围为12.5-17.5左右;分离效率随气体出口管径比增大表现先增大后减小,压力损失随气体出口管管径比增加而降低,其最佳范围为4/8-6/8;分离效率随气体出口管伸入长度比增加表现出先增加后降低,压力损失随伸入长度比增加而增加,其最佳范围为2/10-3/10;分离效率随导液管管径比增大而增加,压力损失随导液管管径比增加而降低,其最佳范围为5/8-7/8。通过室内测试装置对所设计的内联式脱液器进行验证。试验装置表现出较好的分离效果,验证所设计的内联式脱液器及试验装置具备良好的可行性、稳定性及可靠性;分离效率及压力损失随流速增加而增大,其变化规律与数值模拟相类似;较低含液量条件下具有良好的脱液效果,但对压力损失影响不大;分离效率随液滴颗粒粒径的增大而增大;压力损失随液滴颗粒粒径的增大而降低。此自主设计的内联式脱液器研究内容可为后续内联式脱液器的设计计算理论、操作参数和流动参数优化选择、实验研究及工业化应用等方面提供一定依据和参考。