现阶段注水是油田开发的生命线,也是油田实现持续稳产和可持续发展的关键,在我国石油开发中一直占主导地位。众所周知,相比于常规的注水井,定向井在产量和成本上都具有明显的优势。本文是在油田分段注水背景下开展的探索性研究工作。依据井筒控制工艺的通信特点,提出了一种利用油管作为通信信道,通过声波实现地面与井下设备信号传输的方法。该方法有效的解决了定向井、大斜度、分支井等注水井存在常规仪器无法下井调配等问题。首先,设计了定向注水井调配工艺总体方案。基于STC12C5A60S2单片机开发了数据采集处理子系统与井下控制子系统,通过控制电机,实现阀门开度调整,即可完成注水井各层段自动调配。其次,通过对长距离,周期性油管中声波的传输理论进行分析,建立了一维油管纵波传输的数学模型,通过对模型进行仿真实验得到了油管中声波传输的色散曲线、幅值变化曲线以及频率分布曲线,通过分析曲线的分布规律,得出声波在理想油管中传播特性及通阻带范围。再次,本文根据油管中声波传输特征,提出了一种利用正交频分复用(OFDM)技术的声波调制解调方法,设计了基于该技术的油管声波通信系统的结构框图,并利用仿真实验验证了OFDM油管通信技术的可能性。最后,以实际油管为研究对象,在吉林松原油田开展了先导井测试实验,利用无线传感器网络等数据采集设备对油管中的声波传输进行了多次实验。通过对实验取得的数据,绘制了白噪声曲线、时域特性曲线、冲击信号频率特性曲线、正弦信号频率特性曲线以及调配数据特性曲线,通过分析曲线的分布情况,获取实测注水井中声波在油管中通阻带范围,并验证了数据调配时发送码和回传码的一致性,最终,通过实验验证声波信号调整井下阀门,控制注水量是可行的。本文的研究工作为井筒控制工程中实现油管中声波远程通信,提供了理论分析基础及实验方法。