本文介绍了井下应用水力旋流器的目前发展状况及应用情况,并利用数值模拟技术研究了水力旋流器内流体的流动规律,模拟的重点放在水力旋流器的入口结构优化及大锥段角度上。应用Fluent软件,分析了水力旋流器的速度场及压力场分布特性,对四种不同角度的大锥段内流场的速度进行了模拟,分析了改变大锥角对速度场、压力场以及分离效率的影响,得出了流场较为稳定、适合井下预分离的大锥段角度,为旋流器的优化设计提供理论参考。井下径向空间的限制使得常规水力旋流器不能应用于井下,并且旋流器入口处的压力损失较大,占总体损失的40%左右,通过对入口部分的数值模拟,优化设计出了带有倾斜角度的入口形式,并且分析出了分别针对等截面直线型入口和渐斜截面直线型入口来说比较合理的倾斜角度,降低了入口处的压力损失,并且保证了较好的分离效率。通过对井下旋流油水分离系统的模拟试验,将实验数据同数值模拟结果进行了比较,数值计算与实际测量数值基本一致,说明理论计算结果具有一定的可信度,从而说明本文所采用的数学模型及算法对水力旋流器内部流场的数值计算是可行的,所选用的优化参数是合理的,优化结果比较好,证明了数学模型和算法的正确性。本文工作为进一步研究液-液水力旋流器的分离机理、分离特性及结构优化设计提供一定的理论基础和借鉴。