多相流现象广泛存在于自然界和生产生活中，对多相流动机理认识的加深能有效促进和推动国民经济的发展。对多相流的研究主要分为理论研究与实验研究，二者都离不开多相流实验装置的支持。本课题通过对天津市过程检测与控制重点实验室油气水多相流实验装置的结构，包括各分相的动力稳压源、管路系统、控制系统，以及装置的运行状况进行介绍和分析，结合多相流科学研究的发展及其对实验的要求，对油气水多相流实验装置现存问题进行了深入的分析，并提出了解决方案。根据多相流实验对流量上下限的要求，对原有管线系统进行修改，添加小流量控制和计量管线，并对实验管线增加温度、压力等监控仪表。此外，对管线的所有调节阀进行重新选型与安装调试，更换工控机、控制柜、空气压缩机等关键硬件，同时对控制系统的硬件构造进行了重建和改造，重点解决了传输信号的干扰问题，并对控制组态软件与控制程序进行了重新设计和编写，制定了改造后系统详细的操作流程。改造后的油气水多相流实验系统通过调试与试运行，对油、气、水单相进行了循环测试。经过改造，实验装置水流量计量下限可达0.0018m3/h，油流量计量下限可达0.005m3/h，电源和信号的传输更为稳定，计量更为准确，控制柜布局更加合理，控制资源利用更加有序，操作更加安全有效，并为进一步改造和升级预留了空间。利用气水两相流在水平/垂直/倾斜管内的流型实验对改造后的实验装置进行验证，并在水平实验环路上对长腰内锥流量计进行验证性实验，通过标定流出系数验证实验装置的油、水单相运行和计量效果，通过油水两相流的质量流量测量，验证实验装置的两相流运行和计量效果。以上实验表明，改造后的油气水多相流实验装置可以准确、快速、有效地完成实验任务，达到了预定改造目标。