针对传统试油测试用气液分离器效率低、处理量小、体积庞大等诸多不足，为了提高施工效率、降低成本，本文提出了一种新型气液两相分离器，采用实验研究与数值计算相结合的方法，对新型旋流分离器进行结构设计和参数的优化试验研究，结合数值模拟及计算分析等手段，研究新型旋流分离器内部流场的流动规律，探究气液旋流器开缝形式和开缝结构对分离器分离性能的影响，得到优化结构，并在新型气液旋流分离器腐蚀评价和磨损评价基础上进行选材，确定撬装结构设计及附件优选配套，最终应用于工业实验。实验研究结果表明，新型夹套式旋流器内筒分离空间内气流旋转强度减弱，湍动损耗减小，流体与壁面的摩擦损耗降低，与基准结构相比，压降小幅降低；中高流量条件下，部分气流进入夹套区域，内筒流体的湍动程度减小，液滴的破碎趋势降低；部分小粒径液滴跟随气流进入夹套区域得到二次分离，分离效率得到明显提升；实验范围内，入口含液浓度对气液旋流分离器的压降无显著影响，入口含液浓度较低时，开缝结构旋流分离器的分离效率较基准结构的增幅较大。数值研究结果表明，液滴在夹套式气液旋流分离器内存在多种运动轨迹，液滴不仅仅可以通过外旋流进入集液槽被捕捉，还可以被甩到外层分离器得到分离，液滴分离的概率增大。夹套式气液旋流分离器的粒级效率数值普遍大于单层气液旋流分离器，且并随液滴粒径的增大，两者之间的差值逐渐增大。液滴在旋流场中存在着破碎和聚并现象，细小液滴的聚并现象较为显著，破碎现象不明显。新型夹套式导流气液旋流分离器内大粒径液滴多分布于内筒分离空间，而细小颗粒多分布于夹套区域以及排气芯管内。通过CFD方法，对夹套式切流气液分离器和夹套式导流旋流器内两相流动状态进行了分析，并对开缝形式和结构进行了优化分析。CFD计算结果表明，与夹套式切流气液分离器相比，导流式分离器的分离效率显著提升，而分离能耗则相应提高，多用于处理量较低、处理要求较高的场合。由壁面切应力和压力分布结果可知，夹套式气液旋流分离器在常规导叶式旋流分离器基础上，通过开缝使得部分气流和细小液滴进入夹套空间，一定程度上降低了内筒分离空间内气流的旋转强度，降低了气液两相流对分离器器壁的冲蚀和磨损效应。夹套式导叶气液分离器入口区域、集气室、导向叶片区域以及分离器内筒筒壁处承压较大，而排气芯管内壁、套筒内壁以及集液室内壁处承压较小。经优化设计得到的新型气液旋流分离器撬装结构体积小于2.0m×3.0m×3.0m，重量小于2吨，与目前常规分离器相比，可节省成本30%以上。工业实验结果表明，分离器多管并联实际处理气量可达200000m3/d以上，分离效率达到97%~99%以上。上述研究成果为气液旋流分离设备结构设计及其相关工艺的优化提供理论基础和依据，并且对气液旋流分离技术的进一步推广应用以及技术改造起到一定的指导作用，最终产生巨大的经济与社会效益。