随着世界对石油需求量的不断增加以及未来将面对的各种能源短缺等实际问题,稠油资源的开发和利用也变得越来越重要。但是,大部分稠油油藏地质情况复杂,诸多因素制约了稠油井的有效开采,其中之一就是目前普遍存在的地层出砂问题,并且逐渐认识到了过度防砂对油井近井地带的伤害和产能损失影响的严重性。针对上述问题,因此出砂冷采和适度防砂得到越来越广泛的应用。针对出砂的危害,及海上稠油生产平台的需要,需要对稠油中的砂进行处理,以达到能顺利进入生产工艺路线的要求。而地层砂随油流进入地面流程不可避免,进行相应的油砂分离也就必不可少,而旋流器油砂分离装置的研究可以解决稠油含砂的问题。因此旋流器油砂分离试验的设计是必要的。本论文是在研究液-液分离和液-固旋流分离器的原理和实验发展的基础上,实践油砂混合物一次分离的设想的可行性试验。结合目前油田油砂分离实际情况,针对除砂旋流器开展了相关的实验研究工作。由于除砂旋流器是利用流体压力的损失而达到分离的,所以在研究其分离特性的同时,还对各种压力损失情况进行了研究分析。与以往的固液水力旋流器不同,它主要是基于母液是水与固体颗粒两相流动的研究,而本次研究则侧重母液是油与固体颗粒两相流的实验研究,重点探讨了油相不同粘度对水力旋流器两相流场及分离效率、能耗等性能参数的影响,并通过试验论证了这些理论计算和分析。首先,我们对旋流器结构参数和操作参数进行对比和优选实验,在实验室模拟油田实际工作的条件(进口浓度、进口压力)下选出最适宜的旋流器各种参数。实验结果表明,旋流器结构方案三在较稀的进料浓度(如干分之五)下分离效果更好一些,然后对其进行全面系统实验研究,通过改变排口比、插入深度等结构参数以及进料压力、不同液相粘度等操作参数,得出一套完整的实验数据,进而分析分离性能随各个参数的变化规律。数据的处理综合运用因次分析和线性回归两种数据处理方法,从而得出分离修正效率,以指导实际应用。本试验通过对油砂分离装置样机的关键件—除砂旋流器在不同含水率下进行了不同粒径、不同压力和流量等参数下的油砂分离试验。试验结果表明,在一定的来流颗粒浓度及液相粘度的条件下,除砂旋流分离器分离效率随颗粒粒径、压力及流量的增大而增加；除砂旋流分离器分离效率随油的粘度的增大而减小；并且可以看出除砂旋流器除砂实验分离效率与理论模拟值接近。验证了本文除砂旋流器油砂分离特性可以达到理论上的要求。