针对长庆油田一些出砂严重且投产时间较久的水平井,其水平段已经形成胶结严重的砂床、砂桥。会造成采油设备严重磨损,给开采带来一定的安全隐患。另外其地层压力相对较低、地层漏失大,现有水平井冲砂工艺技术在保护储层和破除砂床、砂桥存在一定的能力不足问题。因此,本文设计了涡轮驱动式水平井除砂装置,并制定了一套配套除砂工艺技术,以解决水平井胶结严重的砂床、砂桥的问题。涡轮驱动式水平井除砂装置的特点是将磨铣砂床和存储砂粒结合为一体,有利于提高水平井除砂效率。本文主要内容有:对涡轮驱动式水平井除砂装置进行了总体方案设计;对装置主要部件涡轮驱动部分的内部流场进行了动力学理论研究;对涡轮内部流体流道进行建模,运用Fluent软件进行了流场的模拟,分析涡轮内部流场速度、压力分布规律,并对仿真进行后处理,得出涡轮的水力性能特性曲线以及最优转速2500r/min左右;对涡旋叶栅不同的结构参数下,涡轮内部流体流动性能的改变进行分析,为涡轮叶片设计提供了理论参考;结合装置的实际工况和现有冲砂工艺技术,制定了配套的除砂工艺。本次设计的装置对水平井胶结严重的砂床、砂桥有较好的效果,可以提高除砂的效率和保护油气储层,为油、气田水平井的持续性开采有一定利用价值。