当油田开发进入中后期,聚合物、三元复合等驱替液的使用,增加了对储层岩石的溶蚀,同时高粘度的驱替液携砂能力增强,大量砂及溶蚀产物随着采出液带至地面。由于聚合物、三元复合驱油井来液量较低、粘度高,现有的静态井口除砂器使用效果不理想,造成地面输油管线大面积淤积堵塞。针对上述问题,本文开展了复合式井口旋流除砂器的研究,通过旋转叶栅的高速旋转获得强螺旋流,增强除砂器对采出液粘度和来液量变化的适应性。在已有的静态旋流除砂器结构基础上,设计了新型复合式井口旋流除砂器。基于固液两相流理论以及湍流数值模拟理论,选择Euler-Euler双流体两相流模型和Reynolds应力湍流模型,对可动区域采用MRF模型,建立了复合式井口旋流除砂器数值计算模型,实现了对除砂器内三维流场的数值模拟。通过数值模拟,分析了旋转栅结构变化对除砂器内流场分布规律以及分离性能的影响,优选出复合式井口旋流除砂器的最佳结构参数。根据数值模拟结果,建立了井口旋流除砂器LDV测试试验工装,对不同流量和叶栅转速下除砂器内单相流流场进行了速度测量。将流场测试结果与数值模拟结果相比对,验证了计算模型以及流场计算方法的合理性,证明可以用上述数值计算模型对井口旋流除砂器进行数值模拟研究。根据油田实际生产工况以及采出液物性的特点,对不同入口流量、采出液粘度、叶栅转速、砂相粒径下旋流除砂器内流场分布和分离特性进行数值模拟,得到工况参数和物性参数变化对流场分布和分离特性的影响规律,通过分离效率和压力降对比分析,确定了除砂器的适用范围和操作参数。