油田采出原油往往含有大量的水和盐,原油脱水（盐）已经成为石油行业必不可少的一道处理工序,然而随着我国原油重劣质化问题的日益严重,电聚结技术逐渐难以满足需要,因此开发效率更高、操作更稳定的电聚结器成为必要。本文提出一种应用于电脱水罐中的新型电极结构——蜂窝-悬针电极,并对蜂窝-悬针电极中水滴介电泳迁移、成链、聚并以及电极的实际脱水效果展开探究。基于相场方法,在电场和多相流场耦合的基础上,建立了蜂窝-悬针电极的二维模型,对蜂窝-悬针电极中液滴受介电泳力迁移的过程进行了模拟,并就直流、正弦交流、脉冲方波三种电场波形及参数,以及黏度、粒径等因素对液滴迁移方向、瞬时速度及平均速度展开探究。结果表明,场强越强、脉冲电场的脉宽比越大、黏度越小、粒径越大,液滴迁移速度越大,而选择合适的电场频率,能最大化地提高液滴迁移速度。基于显微观测手段,根据蜂窝-悬针电极结构设计了显微观测用电聚结单元,对蜂窝-悬针电极中水滴的成链和聚并过程展开探究。研究涉及正弦交流电场和脉冲方波电场两种电场波形及参数,以及含水率、表面活性剂浓度等物性参数对水链长度和水滴聚并效果的影响规律。结果表明,调节电场参数虽然能改变水链长度,但是减小水链长度的同时也会抑制水滴聚并,含水率和表面活性剂浓度能改变水滴初始粒径和界面性质,进而影响水滴成链和聚并,避免最有利于水滴成链的含水率以及过高的表面活性剂浓度能缩短水链。此外,进行了蜂窝-悬针电极用于W/O模拟乳状液破乳的宏观脱水实验,对正弦交流电场和脉冲方波电场的电场参数对脱水效果的影响展开了探究,并对比了不同电场波形、不同电极结构的脱水效果。结果表明,优化电场参数能提高脱水效率,适当工况下,蜂窝-悬针电极在15min内能将乳状液含水率降至0.5%以下。此外,减小蜂窝电极的网格尺寸以增大其表面积能提高脱水效率,较平行板电极,蜂窝-悬针电极脱水效率更高。上述研究从液滴介电泳迁移、水滴成链与聚并和实际脱水效果三个方面考察了蜂窝-悬针电极的性能,为蜂窝-悬针电极的实际应用提供了指导。