多相流广泛存在于石油、化工、冶金等生产过程的各个领域,其参数检测对于资源的合理开发、生产安全及工业过程控制都具有非常重要的意义,目前已成为国内外给予极大关注的前沿课题。由于多相流流动的复杂性,其参数检测难度较大。本文根据油田多相流的特点,对多相流气液分离方法、流量测量和含水率测量方法等进行了深入研究。基于对气液重力分离和旋流分离原理的分析,得出重力分离方法存在分离速度慢、设备较大的问题,管柱旋流分离法存在要求入射速度高、压损大的问题。研究了多圈螺旋管气液分离方法,推导了螺旋管内气液分离力学方程,给出了气液分离的边界条件,并进行了数值模拟。提出了一种重力与螺旋管离心力复合优化的气液分离器结构,给出了分离器总体结构设计原则和具体结构参数设计计算方法,研制了实验分离器,设计了液位Fuzzy-PID控制系统,实验结果证明,此结构分离器的分离性能优良,气液分离总量是同尺寸重力分离器的2.5倍。考虑到分离后的气相含有少量液滴,标准孔板用于计量含液湿气时,范围度只有3:1,压力损失较大,液体在孔板前聚集,所以有必要改进标准孔板结构。本文提出了一种锥形管变面积环孔装置,用于湿气计量,采用锥形管、内圆形可移动阻流件、精密弹簧和位移传感器组合的结构设计,给出了用位移代替差压的气体流量方程。可变流通面积比设计为5:1时,测量范围度可扩大到15:1。流体力学数值模拟结果表明,此装置内流体的速度场、压力场均匀稳定,压力损失是标准孔板的三分之一,避免了液体聚集、取压管堵塞等问题。考虑到分离后的液相含有少量气泡,液相计量是三相流计量问题,国内外多传感器融合三相流测量方法取得了较好的应用,本文提出一种基于弯管流量计与电导传感器的油气水三相流的测量方法,推导了三相流流量、含水率、含气率测量的理论模型,实验结果表明:在流速范围0.4-4m/s,体积含气率5%,含水率50%-90%范围内,流速测量值相对偏差<0.5%,含水率测量值相对偏差<2.5%,含气率测量误差<2%。针对液相含气的情况,研究了电容、短波含水测量法的适用性,基于均相流模型和两种物质混合后介电常数计算的H-B公式,给出液相含有少量气泡时,电容、短波测量含水率的理论方程,从理论上分析了温度升高和矿化度升高对含水率测量结果的影响;针对介质温度变化的情况,给出γ射线法测量含水率的温度补偿算法;实验结果与理论分析结果是一致的。