水力旋流分離

載壓流體混合物通過一個或多個切向入口進入水力旋流器，促使流體在裝置內旋轉，水力旋流器的錐形加速了流體螺旋形流動，建立了自由的旋渦，創建了大的離心力。離心力致使輕的物質（即油，遊離氣）遊離到水力旋流器的中心，而密度大的物質（如水，固體）由於力的作用被甩到了外壁，通過在高壓下保持底流，迫使旋渦的濃縮油核逆流。結果，濃縮油流流向溢流，而不含油的水流則流向底流。

通常，大部分水力旋流器用於採出液的“除油”，烴（碳氫化合物）的去除（遠小於1%）比排放或回注井下的採出水的處理更重要。在地面，水力旋流分離器可代替遊離水脱除器。對於含有一定比例的油流分離成濃縮油流和適於處理的污水流，這種運用與井下分離運用相類似。

水力旋流器工藝設計

人們已很好地總結出制約水力旋流器分離性能的因素。一般來説，密度差大，分散粒徑大和連續相粘度低均有助於分離。對於地面的採出水處理，遊離水脱除器的運用，使用水力旋流器的工藝設計已相當普遍，並已經建立一套相關規範。然而，井下分離應用的經驗需對這些規範重新評價。

剪切意指通過軸向液流速度有一個梯度。通常，剪切率高會出現紊流，發生高速液流流過靜態通道的現象，通常由表示液流變化的壓力變化表明。由於高剪切對分散的液滴分佈會產生負面影響，所以應避免油水分離器上升物流的高剪切。在高剪切作用下，水中油分散相組成的流體混合物平均油滴直徑會下降。由於脱油水力旋流分離器性能與油滴直徑有關，通常，儘可能避免水力旋流分離器的上升物流的剪切作用過大。

在工藝設計中，諸如管線，控制閥和泵均可產生高剪切，通常，通過控制閥的壓降越高，泵效越低，剪切速率越大，則對於分離器性能的負面影響越大。高的剪切速率同樣可發生在水力旋流器本身。特別是典型的脱油水力旋流器的切向入口使油水混合物易於形成高的液流速度導致高剪切速率的產生。

據觀察，在高剪切速率下，水包油顆粒平均油滴直徑小於50μm對於進一步降低液滴尺寸不太敏感。