目前,在石油产量计量过程中,多采用分相计量的方法,这种方法需要搭设大量的管道和相关设备,成本投入大。如果采用多相计量的方法,则可以省去分离器和大量管道。多相流实验装置是研究多相流问题的必不可少的工具。本文查阅了大量国内外多相流实验装置的相关资料,在了解了装置的设计理念和思路后,结合多相流实验装置的设计要求,完成了多相流实验装置测控系统的设计。具体来说,本文主要做了以下工作:(1)根据实验装置设计指标,完成了装置流程的设计,并对每个子系统进行了深入分析、研究与详细设计。装置的实验介质为白油、水、空气,油、水相和气相流量可以根据需要自由调节,实验管道在0-90°连续可调。装置的设计指标为:油水混合相流量范围为0.48m~3/d~480 m~3/d,精度为±0.3%;气相为0.2 m~3/d~50000m~3/d,精度为±1%。在单相计量中采用不同口径的仪表组合的方式来测量,液相管路分为DN20、DN32、DN65三种管径,气相管路为DN5、DN8、DN25、DN80四种管径,保证无论流体流量处于何种范围都能有合适的流量计来测量,确保测量精度。可生成实验需要的雾状流、泡状流、弹状流、环状流等多种流型。(2)通过查阅大量资料,完成了流量计、温度传感器、压力/差压传感器以及调节阀等过程参数仪表的选型。(3)实验装置测控系统上位机软件采用组态王,实现了对装置动力源系统、计量管路、试验管路的流程监控,可以在用户界面的调节阀控制窗口观察管路中的实时压力,压差和流量值,并可以直接设定阀门的开度;利用软件集成的报表功能,可以实现实验数据的及时保存与查询,并可以将重要的实验数据的历史趋势以曲线的方式显示,当一些数据出现异常时,可自动提示报警。现场控制单元采用S7-300型PLC,实现对开关量输入点和传感器等数据的测量,同时对开关量输出点、调节阀与电机等进行控制。