本文研究了三相分离的研究背景及其分离方法,包括沉降分离、离心分离和碰撞聚结技术,介绍了这些分离技术的分离原理、分离特点。本文主要研究了旋流分离技术在三相分离上的应用与发展,进而阐述了三相旋流分离技术对实现油气水三相分离的可行性,介绍了其研究现状。在模型结构优选设计时将旋流器结构参数分为两部分,气-液分离一段和油-水分离二段。基于文献调研,对柱锥型和圆柱型的两种气-液旋流分离器进行模拟对比后选用柱锥型为分离一段外结构模型,应用三维建模软件Solidworks和计算流体力学软件Fluent对三相分离旋流器的分离一段、分离二段初始模型分别进行网格独立性检验;并且针对初始模型的不足从排气口直径Dx、排气管的插入深度hc、排液口直径Bc三种方案对除气率等影响因素进行模拟分析由此优化出最优的分离一段结构,研究分析了分离一段的速度分布、压力损失分布和气相体积分数分布。分离二段选用常规双锥油水分离旋流器模型,并对其溢流管直径Do、溢流管深入长度Ls、大锥角α°、小锥角β°、底流口直径Du几个因素进行优化,研究其对油相分离效率与压力损失的影响,对其流场特性进行分析。将优化后的分离一段和分离二段串联形成全新的一体化油-气-水旋流分离装置,进行相关模型的选取后对一体化分离装置进行模拟,分别探究了同一入口流量下不同含油率和含气率对气相和油相的分离情况,对不同含油率和含气率条件下的数值模拟的轴向速度分布和切向速度分布进行分析,经过对比得出操作参数的影响规律。