随着钻井深度的增加,为增加井壁的稳定性,避免压差卡钻,保护油气层,必须在钻井液中加入固相重组分(如重晶石),以增大钻井液密度。但是随着钻井液密度的增大,钻进速度将迅速下降,钻头磨损明显加剧,为此提出了在井下实现固相分离。由于井下作业环境的限制,根据水力旋流器的结构特点优选其作为井下固相分离装置。结合现有资料,经过研究分析确定了井下水力旋流器的锥角、旋流器直径、进料口直径、溢流管内径、溢流管插入深度、溢流管厚度、底流口直径等结构参数,进行了结构设计。设计出双入口曲线型流道的旋流发生装置,通过该装置使液体切向进入旋流腔。同时在底流排出口增加了一个喷嘴,通过改变喷嘴的直径,可以调节底流口直径大小。并对设计的井下水力旋流器进行了沿程水力损失的计算,确定其损失是在可接受的范围之内。最后将所设计的井下水力旋流器缩小了尺寸,加工了实验用样机,通过室内实验验证了该结构的水力旋流器分离性能。