随着油田注水开发的深入,油井产液含水量逐渐增加,油田采收率大大降低,形成了高投入、高能耗、低产出的油井开采现状。因此,为了稳油控水,必须封堵高含水层,解放中低含水层,分层卡堵水及分层采油技术成为油田开采的重要手段之一。而目前油田所用的化学堵水和机械堵水等方法因封堵效果差、机械结构复杂、易损坏、设备运行及维护成本高等缺点,已经难以满足高含水油井频繁换层和开采的需要。因此,研究一种可控性好、可靠性高、成本低廉的堵水方法,改进现有技术的不足,已经成为石油行业亟待解决的关键问题之一。本文在电控开关找堵水装置的研究基础上,研制一套方便地面调层的电控找堵水装置控制系统。利用现代传感检测技术和电子技术实现油层的定量堵水,利用载波通信技术在地面和井下油层之间建立可靠的信道,同时对井下油层的压力和温度进行实时监测。为了使油井始终处于最佳生产状态,保持层间压力平衡,必须实现各油层的定量堵水。本文采用光纤多普勒流量传感器和ARM7微处理器LPC2114构建了堵水电机的闭环控制系统,最终使各油层产液量保持在误差允许的范围内。在找堵水装置上集成适合油井高温、高压环境的压力、温度传感器,并将采集的数据反馈至地面,实现了对油层压力、温度的实时监测。本文采用单芯电缆传输144V直流电压和控制信号,构建了FSK调制方式的载波通信系统。在深入分析电控找堵水装置传输线特性的基础上,选用ST7538作为调制解调器核心芯片,设计了相应的电力线接口、放大/滤波网络、通信协议以及ST7538与主控制器之间的通信接口等。在设计过程中充分考虑了井下设备的耐高温性能和地面设备的耐低温性能。最后,对电机闭环控制系统、载波通信系统以及流量、压力监测系统分别进行了地面模拟试验和温度测试,验证了整个控制系统工作的可靠性,为进一步现场试验提供了依据。