河南油田原油具有浅、薄、稠、散和小等特点,地面采出液物性较差,胶质沥青质含量高、密度高、粘度大,携砂量大,脱水一直非常困难,特别是携砂量大,容易造成设备堵塞是困绕生产的一大难题。由于原油的这些特点,与稀油相比,在采出液的分离和集输上难度都很大。目前的工艺存在：①系统运行能耗大,设备效率低；②集输系统不密闭,运行不平稳,油气损耗大等问题。其中最关键的是脱水设备效率低,不能有效解决砂堵问题。结合河南油田原油开发部署,本着解决原油集输处理系统中的“瓶颈”问题,项目组开始着手进行“油气水砂四相分离器研制”项目的攻关研究。该项目主要包括以下研究内容：(1)通过提高原油脱水效果技术研究,从理论上研究了影响脱水效果的关键性因素,应用PIV技术优选出了适合原油脱水的设备预分离、聚结、集液等构件,提出的进口旋流预脱气、单向流道微孔压延波纹板整流、翅片式盘管单相加热、斜板强化分离、槽式负压除砂和水出口隔板式溢流等技术,是提升设备脱水效率和解决设备堵塞的关键措施,并筛选出了适合原油破乳用的KM-16破乳剂；(2)通过进行设备除砂技术研究,研究了设备内部的沉砂规律,为设备除砂装置的设计提供了依据,提出的槽式负压除砂结构,既有利于砂沉积于槽内,又能够对积砂进行多种方式排放,而不会对设备内流场造成大的影响。研究出了设备不停产除砂工艺技术,形成了原油除砂、混砂液洗砂的一套新技术；(3)通过四相分离设备优化模型研究,依据理论研究结论,建立了四相分离设备的结构优化模型,通过对该模型的流场和分离特性测试,在处理同样介质的情况下,性能优于现有分离设备。通过本项目的开展,针对原油脱水难这一问题,研制出了适合原油脱水用的油气水砂高效四相分离设备,解决了原油脱水除砂难题,在一定程度上使得原油脱水技术取得了突破性进展。同时在河南油田原油新区开发建设中全面推广应用,在其它油田也进行了推广,节约了大量工程建设投资和运行能耗。