油井动液面深度的准确检测对于提高采油效率具有重要意义。目前主流的回波法存在发声装置不够安全可靠和液面反射波难以辨识的缺陷,还不能较好地满足油田的开采要求。贾威等人提出了基于管柱声场模型的油井动液面检测方法,为复杂油井动液面深度检测提供了一种新的途径。本文在此新方法的基础上做了进一步研究,提高了检测精度。首先,对共振模型进行改进,建立了相邻两阶共振频率的间距(35)f与动液面深度的数学模型,有效避免了辨识nf的阶数n的问题。其次,油田生产中瞬间脉冲声波可激发油井套管中空气柱共振,但共振声波能量衰减严重,非常不利于检测。针对这一缺陷,采用连续白噪声的发声方式,可激发井下空气柱产生多阶频率的共振;且通过在井口连续发声,可不停地给井下的共振声波补充能量。再次,针对共振声波中包含大量的随机白噪声、各种障碍物的反射声波和井下电机运转产生的机械噪声,提出了一种基于Welch功率谱估计的频谱FFT方法,可极大地消除噪声的干扰,准确方便地提取出了共振谐波的频率差。此外,针对FFT变换中由于频谱泄漏和栅栏效应导致频率值存在误差的问题,研究了目前国内外经典常用的插值FFT算法。通过分析发现,现有算法的校正精度不够稳定且与频率偏差存在很大关系。提出了一种改进的迭代插值算法,校正精度高有了进一步提高。利用此方法对Welch功率谱估计的FFT结果进行校正,进一步提高了动液面的检测精度。最后,将以上信号处理的方法用于模拟井下套管的管道长度检测实验中,130米内管道长度的检测误差在0.5米以内,验证了课题信号处理方法的可行性。