天然气水合物是一种具有重要开发价值的新能源。虽然作为世界第三的冻土大国,但是我国的冻土区天然气水合物开发还停留在实验室研究阶段。通过冻土区天然气水合物的实验装置能够对其勘探开发前的物理化学性质进行深入研究分析,从而为冻土区天然气水合物工业开发提供理论与技术支撑。本论文主要研究了冻土区天然气水合物实验装置的数据采集及处理系统的设计,研究的主要内容包括该套实验装置数据采集及处理系统的软硬件设计及相关的软硬件调试与实验。实验装置主要用于模拟冻土区裂隙介质中的水合物生成和开采,特别针对CO2/N2置换开采进行实验研究,也可进行降压开采和注热开采等实验研究。论文首先分两个方面介绍了天然气水合物实验技术的研究现状:一是天然气水合物合成、开采及检测方法,二是国内外实验模拟装置的研究现状。其次,在明确该实验装置的设计目的之后,对于该实验装置的设计方案进行了介绍。该实验装置采用模块化设计思路,各模块单元之间相互独立并相互联系。再次,介绍了该实验装置数据采集系统的设计,主要包括数据采集系统功能介绍、原理与实现、传感器和模块等硬件的配置与选型以及该实验装置数据采集系统软件的设计。采用力控监控组态软件,实现了与各设备之间的通讯,能够显示各点参数变化、实时曲线趋势图及数据报表,并生成数据库格式文件以便用户查询。从次,介绍了该实验装置的调试与实验。对传感器(温度、压力、电压、电流)、数据采集模块、温度模拟单元进行了调试。针对温度传感器由于测温线路接线引起测温虚高的问题,通过使用软件进行温度补偿的方法予以解决。针对片状电极在直流场下易腐蚀的问题,采用正负脉冲电源作为片状电极上激励源予以解决。通过CO2水合物测试生成实验,生成了CO2水合物,并采集到釜内温度及压力数据,验证了该数据采集与处理系统的有效性与测量的准确性。最后,指出了本论文存在的不足,并对今后的研究进行了展望。