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本文以含水率高于80％的油泥砂为研究对象，探究高效、低成本的油泥砂脱水方式，提出了一套由物理脱水和真空干燥组成的两级联合干燥及余热回收利用的工艺，并建立了一套用于检验该系统的实验装置。实验结果表明，该工艺适用于油田高含水率油泥砂的干燥处理。由该系统处理后的油泥砂含水率可低于30％；吨物料处理能耗在80度电左右。