目前,我国大多数油田都已经进入开采中后期,采出液中不仅含有目的原油,还含有大量的伴生气、砂等悬浮颗粒,而这些成分会使油田地面处理工艺更为繁琐,不但增加油田生产成本,还对生产安全及设备稳定运行也有很大的危害。而利用三相分离技术能够实现脱气除砂同步处理,简化工艺,提高处理功效。研究针对一种新型轴流式脱气除砂三相旋流分离器,利用数值模拟分析软件Fluent,对旋流器进行全流场数值模拟,通过对旋流器速度场、压力场及相体积分数F_v分布情况进行变结构参数的对比分析,首先对旋流器的主要结构(溢流管直径及伸入长度、旋流腔长度、外锥段长度、螺旋流道升角、槽深及叶片数量)模拟分析,优选出脱气除砂旋流器的最佳结构参数,得到合理的脱气除砂旋流分离器的结构模型,并以此加工实验样机,进行实验研究。其次对最佳结构参数时脱气除砂旋流器模型,采用Fluent软件进行变操作参数模拟对比分析,在适当范围内采取逐渐并逐一的改变入口处理量和分流比(溢流、侧向)。根据此参数对旋流器流场特性及脱气除砂分离性能的影响,最终确定旋流器最佳流量及分流比(溢流、侧向)。脱气除砂旋流分离器的实验研究主要通过改变操作参数进行的,分析入口流量和分流比(溢流、侧向)对分离效率及压力降的影响,并将其结果与数值模拟结果进行对比,对比表明脱气除砂旋流分离器结构形式的合理性。本文对脱气除砂旋流分离器的设计提供了借鉴,为设计出高效的同步脱气除砂工艺提供了又一可行措施。