面对我国东部油田的“三低”现状,采出液含水率高、开采成本大、效益低。采用传统的远程运输等手段易造成管道腐蚀、环境污染,如何高效、经济地完成对采出液处理成为重要课题。本文从油水分离技术和现状出发,对油井现场小型分离器内部的分离构件采用鱼鳞形波纹网板并确定其运动方式,对分离效果进行研究。首先,从分离原理上分析油水两相流体中油滴的运动状态,对油滴建立相应的动力学运动方程,利用油滴上浮过程中的初始条件得到了最终油滴的上浮速度并确定油滴运动的影响因素。对于常用的三种波纹网板建立了物理模型,分析水滴与油滴的运动流场,利用液滴碰撞理论分析了碰撞几率与运动流场的关系。用FLUENT 19.0软件对混合物中的水相采用k-ε湍流模型以及作为离散相的油滴采用DPM模型进行粒子追踪,并得到了三种波纹网板模型的分离效率,分析认为采用正弦打孔形的波纹网板作为最佳选择。为解决波纹网板的安装问题,设计了鱼鳞形波纹网板与其他带有棱角的方形波纹网板模型在不同转速条件下的流场进行模拟对比,并对流场的稳定性进行分析,模拟结果发现,鱼鳞形波纹网板的流场稳定,油滴碰撞几率提高。最后在已有的小型分离器平台上,依据仿生学的自适应性原理设计制作的鱼鳞形波纹网板进行油水分离,提高了油水分离效率,并在实验条件下对波纹网板装置进行转速验证。结果表明,鱼鳞形波纹网板装置的转速为15rad/s时,分离效果最佳。本文将油水分离原理、数值模拟方法和实验研究相结合,对小型分离器的分离构件进行了结构上的改进,这对提高原油的油水分离效率具有一定的参考作用。