油田生产中，套管损坏情况的检测和评价是保障生产的一项重点工作。与现有套管检测仪器相比，井下前视超声成像系统用于对测井仪器前方的井段进行探测，在套管变形严重及有井下落物的情况下，可以有效避免阻卡仪器，并且不受井液可见度的限制，是对现有套管检测仪器的重要补充。　　 本文研究了井下特殊环境下的超声相控成像方法，在相控阵阵元数较少的情况下，通过一系列数字信号处理方法，得到可以反映仪器前方套管情况的图像。　　 本文分析了影响超声成像质量的各种因素，针对系统中存在的阵元不一致性、阵元宽度较大等问题，分别用理论计算、数值模拟进行了分析，对部分结果进行了实验验证。结果表明本文中实验系统的三种阵元不一致性对成像质量影响很小，文中提出了不一致性的控制范围；阵元宽度对成像质量的影响较大，文中提出了补偿方法。对图像中的伪像，分析了出现的原因，并提出了根据对成像模型的预期去除部分伪像的方法。　　 本文利用井下前视超声成像系统实验室样机，对套管模型进行了成像实验，验证了成像和补偿方法的有效性。