本发明公开了一种深层油气藏热流固化耦合开采实验装置及模拟系统，涉及油气藏物理实验的技术领域，包括加载仓、放样仓、真三轴压力加载机构、控温系统和监测系统，加载仓的一个侧面上设置有进样孔，放样仓的一端滑动设于进样孔内，放样仓能够与进样孔密封连接且内部固定设置有岩样，放样仓的外端盖上均布有若干个与放样仓连通的通孔，通孔用于检测和加载水、气、油，加载仓上设置有真三轴压力加载机构，控温系统设置于真三轴压力加载机构上，监测系统的检测元件设置于岩样和放样仓内。本发明可在高温高压高应力原位环境下，进行大尺度试样渗流实验和岩石力学实验，实现了高温高压高应力原位环境下大尺度试样中的热‑流‑固耦合过程。