经济飞速发展的今天,我国对于石油的需求也在加剧。目前,对原油的持续开采已经导致了国内大部分陆上油田的开采阶段处于中晚期,此阶段多采用对油井进行注水增压的方式开采原油,油井内注水使得油井中广泛存在着油、气、水三相,以及因长期注水带来的高含水、低产油现象。为了降低采油成本并制定合理的采油方案,研制油、气、水三相流量计是原油开采急需的。油、气、水三相在管内流动过程中会受到温度、压力、流速、油质、水质以及各相成分的影响而产生复杂多变的流型,其各相相关参数的检测是非常困难的。目前,实际运用在油井上的三相流量计仍然较少,而且大多数油井上使用的三相流量计为分离式流量计,这种流量计占地面积大、造价高、维护难,并且难以实现实时在线测量。本文以低流速、高含水、近层流的油、气、水三相为主要研究对象,设计了一款可以安装在输油管线上且不需要三相分离的流量计量装置。本装置采用了电容传感器、差压传感器和流速传感器等多个传感器相结合的测量方案,电容传感器测量水相占比,差压传感器测量油相占比,同时就得到了气相占比,流速传感器测量流体流速,通过各相占比和流速实现对各相流量的计量。通过电脑软件仿真并结合实验室具体实验结果,完成了此测量方案的设计与验证,包括电容传感器的结构设计、差压传感器的选型和流速传感器的结构设计等。本装置以STM32F429IGT6为主控芯片设计了控制系统的硬件电路,围绕主控系统设计各个传感器的硬件检测模块,同时设计每个硬件部分对应的软件程序。最后对油、气、水三相在实验室进行实验,实验结果表明:在三相流处于低流速、近层流的状态下,测量结果达到预期目标。该测量方案将为油井的生产管理提供评估数据,实现油田生产的降本增效和科学化管理,具有成本低、无放射性、实时在线测量、易于安装与维护等优点。