多分支井技术是继定向井、侧钻井、水平井技术之后发展起来的钻井新技术，可以在一个主井筒内开采多个油气层，实现一井多靶、立体开采，被认为是21世纪石油工业领域的重大技术之一。本文结合多分支井技术的发展现状及多分支井技术的技术关键，针对目前国内应用于多分支井技术中的几种定位方式存在的技术问题，对多分支井定位装置进行了较为系统的研究。结合我国目前多分支井技术的发展现状，确定了以4级完井多分支井的内环境为定位装置的应用环境，提出了新型定位装置的设计原则和所要具备的技术要求；根据设计原则和技术要求，确定了一种定位精确，定位可靠，承载能力强、对套管无硬伤损坏且不改变井眼直径，易于操作的定位装置的设计方案。以API5-1/2in (139.70mm)小井眼套管的相关数据为定位装置的设计参数，完成了定位装置各部分的结构设计，并利用三维建模软件Pro/E建立了多分支井定位装置各部件的三维模型。研究了多分支井定位装置特定的钻完井工艺和修井工艺，结合在Pro/E和ADAMS中建立的多刚体动力学模型，完成该定位装置在井下工作行为的仿真模拟，验证了该定位装置的可行性。