井下油水旋流分离与采出水同井回注技术能够实现井下油水分离并把采出水同时注入同井的另一地层。运用这项技术,可大大减少举升液量,显著缩小地面采出液处理规模,减少环境污染。该技术是油田进入中高含水期开采阶段实现“稳油、控水、低耗、高效”的一种有效注采工艺。本文通过对模拟井井况的分析,计算得出井下旋流器的底流口压力和溢流口压力。利用计算流体动力学软件FLUENT对旋流器的底流口直径、溢流口直径进行优化,模拟得出井下旋流器内部流场情况。井下油水分离系统采用潜油电泵与旋流分离器相结合,上注下采的抽吸结构模式。在单级旋流器结构设计中,重点解决了在套管内部有限空间内的旋流器结构设计和流道布置问题。在井下旋流器两级串联结构设计中,提出了一级正立、二级倒立的井下布置形式。在旋流器并联结构设计中,提出了同心布置和偏心布置的井下结构形式。设计并制造了室内实验样机,对井下单级旋流器和两级旋流器串联进行了分离特性实验。实验结果表明:在入口液浓度为1200mg/L的情况下,处理后,一级旋流器底流液浓度可达110mg/L,二级旋流器底流液浓度可达51.2mg/L。本文为井下旋流分离器分离性能研究、井下注采动力泵选型、井下注水及采油分流管柱技术的研究都将起到一定的促进作用,从而拓宽旋流分离器的应用领域,为提高油田采收率提供了又一可行措施。