在大庆外围部分区块,由于采用注二氧化碳驱油的方法采油,使得油井的气液比较高,对油井生产的影响日益明显,气体影响是抽油泵泵效降低的主要原因。有效的措施是采用井下气液分离器使流体在进泵前实现气液分离,减少进泵流体中的气体含量。因此,深入开展井下气液分离器分气效率的研究,对提高抽油系统的管理水平、提高抽油井泵效、改进气液分离器的结构设计等方面具有重要意义。本论文针对井下气液分离器分气机理及分气效率开展研究,分析了不同气液分离器的工作原理及结构,并应用气液两相流动的基本理论,结合常规气液分离器工艺方法,确定采用螺旋分离器进行井下气液分离的合理性。对螺旋分离器从水力设计计算和室内实验两方面进行研究,并在此基础上提出了优选方案。螺旋型气液分离器的主要结构参数有螺旋片间距、螺旋片内径和外径、有效分离长度等,如何将上述参数与配套装置进行优化组合以达到气液分离的最佳脱气效率,是本文主要的研究目标。本文完成了对螺旋分离器的水力学分析,并结合现场实际,建立气液两相流体螺旋流型的数学模型,设计编制了井下气液分离生产系统计算软件。并在东北石油大学特种实验室内设计和组建了一套模拟井下气液分离的实验装置,通过室内实验的方法,对气液分离器的使用条件、分离效果进行了研究,并依据相关理论和实验对分离装置进行了优选,取得了很好的实验效果。在大庆油田采油三厂进行了现场试验,在北4-4-丙53井采用螺旋分离器之后泵效提高了14.3个百分点;在北2-4-036井泵效提高了8.7个百分点。井下气液螺旋分离工艺系统的理论研究及室内、现场试验结果表明,应用螺旋分离器进行井下气液分离是可行的,在井下气液分离应用效果良好,对于解决含气油井产能低的问题见效显著,工作性能稳定,系统运行可靠,也为气液螺旋分离器的油田应用提供了依据。