为解决油田高含水采出液预处理难题，本文综合切向旋流分离和轴向旋流分离技术的优势，提出了一种叶轮强化式水力旋流器。基于设计构型，通过流场数值仿真对该种新型水力旋流器内流场特性及污水处理效果开展分析。数值仿真耦合Mixture多相流模型、RSM湍流模型和群体平衡方程，引入机理模型描述油滴破碎和聚并，精确探讨了旋流场中速度压力分布、旋流强度变化、相含率分布、油滴粒径分布、旋流分离效果及影响因素。研究表明：旋流场中油滴群以聚并为主，但在叶轮启旋区由于流体加速，导致油滴剪切破碎，平均粒径大幅减小；旋流场中气相形成气柱，油相包裹在气柱四周及底部，固定入口流量和分流比，增加入口气相含率不利于油核从顶部溢流口排出，增加了下游轴向启旋区域油水分离压力；研究工况中装置处理后水中含油率在130~250 mg/L之间。相关研究工作为油田水处理提供了借鉴和参考。