本文通过数值计算和实验模拟研究了一种新型、高效油水分离器和多级除砂器中的多相流问题。　　 数值计算采用Fluent商业软件，研究了分离器内油水砂多相流动和分离的规律，主要包括油水、油砂重力沉降分离和带孔螺旋管内油水分离等内容。　　 对重力沉降分离，本文的数值模拟分析了各重要参数，包括油的粘度、颗粒(油滴或是砂粒)大小、每种工况下所含颗粒种类(单一粒径还是多种粒径)等，对沉降速度的影响规律。　　 关于带孔螺旋管内的油水流动和分离，本文考虑了沿程有质量流出的情况。计算结果给出了螺旋管内油水两相的流动特性和分离特性。各出流小孔和出口流量的数值计算结果和实验数据吻合较好，尤其是带孔螺旋管总分离效率的计算精度很高。该数值模拟不仅验证了分离器设计方案的合理性，为实验提供了有益的指导，还对简化实验过程、减少实验次数、以及分离器的优化设计起到了重要作用。　　 针对工业现场的不同工况，我们在油水分离器样机和除砂器样机上进行了一系列的模拟实验。本文通过分析比较这些实验结果，找出了流动及物性参数(包括油水配比、流量、压力、粘度、砂粒大小、砂粒分布情况等)和结构参数(包括管径、螺旋管回转半径、螺距、螺旋圈数、除砂器级数等)等因素对油水分离和除砂效率的影响规律。并为油水分离器和除砂器的设计及优化提出了重要的建议。