随着油田采出液含水率的逐渐升高,先后出现了二次、三次采油技术,其中三次采油技术通过碱-表面活性剂-聚合物驱油明显提高了原油产收率。旋流器以其设备体积小、处理量大、分离效率高等优点,被广泛应用于石油化工等领域。聚合物驱油技术的使用改变了处理液的流变特性,提高了水相粘度,不仅使抽油杆等受力情况更加复杂,而且降低了旋流器的分离性能,增大了油田采出液及地面污水的处理难度。为了探索含聚对介质流变特性的影响,本文采用流变仪针对不同浓度聚合物溶液开展了流变分析实验,掌握了含聚浓度对介质流变特性的影响规律,得出了不同浓度聚合物溶液的粘度、剪切应力随剪切速率的变化情况,以及不同浓度聚合物溶液的稠度系数和流变行为指数等基本流变特性参数。采用牛顿流体数值模拟方法针对不同粘度条件对旋流器流场特性的影响进行数值模拟分析,掌握了连续相介质粘度对旋流器速度场、压力场、油相体积分数和分离效率的影响,得出了粘度对旋流器效率产生影响的临界值。基于物理剪切降粘机理提出了一种机械降粘装置,并完成了结构参数设计,通过正交试验的方法以降粘装置出口处粘度均值为输出指标完成了降粘装置的结构参数优化。采用非牛顿流体数值模拟方法,根据流变测量实验得出的流变特性参数,对不同浓度聚合物溶液进行数值模拟,研究聚合物溶液浓度对旋流器分离性能的影响以及降粘装置的降粘效果。为了保证研究的准确性,构建了降粘装置与旋流器装配的一体化流体域模型,采用非牛顿流体数值模拟方法对流场特性和分离效率等开展了数值模拟分析,对串联降粘装置后旋流器的分离性能进行研究,并构建实验系统开展实验验证,实验结果与数值模拟结果吻合良好,验证了机械降粘装置的可行性及本文数值模拟的准确性。