井下双级串联式油水分离器的工作特性对于井下油水分离系统的工况诊断及调节必不可少。基于代数滑移混合物模型(Algebraic slip mixture model,ASMM)和大涡模拟(Large eddy simulation,LES)模型,针对T228井井况设置相关参数及边界条件,研究井下双级串联式油水分离器的分流特性和分离特性,并与地面试验结果对比。结果表明,入口流量为80~200m3·d–1时,总分流比的范围随着入口流量的增大而增大,一、二级水力旋流器的溢流口流量之比与总分流比的变化关系是确定的函数关系,底流含油质量分数随着总分流比的增大先减小后增大;额定工况下,第一级水力旋流器起主要分离作用,第二级对于进一步降低底流含油质量分数起关键作用;入口流量和总分流比的组合为(120~140 m3·d–1/0.36~0.74)、(140~160 m3·d–1/0.31~0.77)或(160~180 m3·d–1/0.33~0.76)时,底流含油质量分数不大于0.02%;数值模拟预测的分流特性与试验结果一致,预测的总分流比和底流含油质量分数的关系与试验结果定性一致。通过综合分析分流特性和分离特性,得出进行井下工况调节时入口流量和总分流比的合理范围,为现场试验提供指导。