为了克服离心式分离器容易出现液膜夹带、破碎等而产生的对小液滴分离能力不足的问题，得到一种高效低阻、结构紧凑的气液分离器。本文旨在开发一种旋流多管和捕雾网聚结器组合而成的用于海上平台天然气气液分离的组合式旋流聚结器。为了对组合式旋流聚结器用旋流多管进行选型与优化，本文用Nacl水溶液—空气为介质分别对多管逆流反转式分离器和不同结构参数的多管直流式分离器进行了阻力特性实验、性能实验和粒度测试实验，并且研究了抽气对多管直流式分离器性能的影响，得到了相应的阻力特性、性能规律和出入口液滴粒度分布。结果表明：相对于多管逆流反转式分离器来说，多管直流式分离器压降低、效率高、操作弹性大更适合于气液分离；对于基准叶片类型来说，45度叶片出口角比30度叶片出口角更加有利于相同入口流量下高含液浓度的工况，抽气比不抽气更加有利于相同入口流量下低含液浓度的工况；相对于基准叶片类型的多管式分离器来说，旋流板式多管分离器不利于相同流量下极高或者极低含液浓度的气液分离，但是在中间一定浓度区间内起到了提高效率的作用。研究表明，影响多管直流式分离器液膜夹带的因素主要有两点，分离空间内气流对液膜的轴向曳力和切向曳力。轴向曳力主要影响液膜厚度，切向应力主要影响液膜速度，对排液影响较小。而液膜速度和厚度的乘积是影响液膜雷诺数的关键因素。为了比较组合式旋流聚结器内捕雾丝网与旋流多管不同的组合形式，本文采用理论计算与实验结果相结合的方法，分别研究不同放置位置的捕雾网分别与多管式分离器的组合性能。结果表明：在排气室内加捕雾网对于整个分离器的压降影响很小，在排气管内加捕雾网对分离器压降影响较大；两种加捕雾网的方法都有对10μm一下的小液滴具有一定的分离能力，加排气室捕雾网的情况效率略低；排气室内捕雾网的主要分离机理为拦截和扩散，排气管内捕雾网的主要分离机理为惯性碰撞作用。为了为工程应用提供一定的数据参考，本文对本实验所研究的组合式分离器进行一系列系统的选型分析。在实验所研究入口流量与含液浓度的工况条件范围内，可以根据工况需要选取最适合的分离单管类型。同时，本文还对气液分离器进行了工业放大研究。分别对压降、气速、效率做出了相应的分析与预测。