分层注汽是稠油开发中后期提高储层动用程度最为常用和有效的工艺之一,封隔器、配注器等热采井下工具是保证该工艺实现的关键。目前国内由于缺少中间的试验环节,热采井下工具在未经检验的情况下就直接进入现场,给油田生产带来安全隐患。本论文设计了一套以计算机、现代传感器、自动控制等技术为特征的热采分层注汽室内模拟试验系统,完成分层注汽工艺和井下工具的实验和检测。系统由工艺管柱系统、加温系统、加压系统及测控系统组成。加温系统实现不低于320℃的实验温度;加压系统实现不低于16MPa的实验压力;测控系统实现各流量、压力、温度的测量以及对各设备进行控制。该系统满足了井下工具密封件密封性能的检测、热采工具高温高压性能测试、分层注汽等试验要求,达到取全、取准各项性能参数的目的,全面验证工艺效果和工具性能,为稠油热采工艺工具的研究提供多功能综合研究平台。本文完成的主要工作有:1、设计了热采分层注汽室内模拟试验系统,包括工艺管柱系统、加温系统、加压系统、测控系统。满足井下工具密封件密封性能的检测、热采工具高温高压性能测试、分层注汽等试验要求。2、根据试验要求,设计了试验的工艺流程,包括注油、预热、分注、上承压、下承压、冷却六个工艺过程,在这六个工艺流程中,注油、预热、冷却是试验的必备环节,分注和上下承压流程根据不同的实验要求可以分别进行。3、在计算机测控系统的控制下,建立了高温、高压、大排量实际工况试验环境,采用精确的控制技术实现了在实际工况条件各个参数的测量。4、为了解决试验过程中高压高温给系统带来的技术问题,在压力回路中加入减压装置,通过PID反馈控制实现减压装置出口压力的稳定;运用稳态热传导原理加装冷凝器实现测量仪表在高温中的测量。5、通过实验验证了系统设计的合理性。