在油气生产过程中,人们需要实时获得井下信息来了解和控制井下设备的工作状态,无论在钻井、完井、采油、人工举升、压裂改造、注水还是油气井测试中,高效、实时、可靠的井下数据传输方式必不可少。目前所研究的传输方式中,声波传输以其成本低、可行性高等优点成为目前研究的主要对象。早期设计的声传信号系统利用钻杆壁作为信道,但钻杆的周期性结构使得某些频段的信号发生完全衰减,限制了系统的应用范围。随着技术的发展,大部分油田已采用连续油管进行采油,这就使得利用连续介质进行信号传输成为了可能。因此,本文以连续油管为研究对象,对油管中的声传特性进行了研究,并设计了声波信号接收装置,以此为基础开发新型的声波信号传输系统。本文主要研究内容有:(1)基于Donnell方程,研究油管壁中的声传播特性。分析声波在管壁中的传播模式,并推算固液耦合条件下,管壁在激励作用下的振动方程,进而求得油管的共振频率。研究声波衰减特性,并有针对性的计算主要衰减模式的计算公式。(2)基于第一部分声传播特性的理论研究,利用有限元分析软件COMSOL模拟油管壁中的声传播情况。设定合理的边界条件,得到不同声源激励下的油管声传播图,通过对比有焊缝和无焊缝情况下的压力云图,研究焊缝对声波传输的影响。得到数据后,利用MATLAB进行相关的延伸计算。(3)基于有限元模拟数据,设计声波接收装置。介绍了赫姆霍兹共振器和光纤传感器的基本情况,利用电声类比的方法计算了赫姆霍兹共振器不同尺寸参数对共振频率的影响,计算了特定频率下的放大器尺寸,并利用COMSOL进行模拟验证。