目前,油田注水井普遍存在井斜大、沾污结垢以及层间干扰等严重问题,而现有常规配水系统往往很难真正实现精细化分层配水作业,其原因在于:常规配水系统中的配水器水嘴安装在管柱的一侧(偏心配水器),且配水器水嘴开度在井下是不可调的,为此,本论文设计研发了一种水嘴安装于配水器中心且能够在井下完成水嘴开度调节的配水系统—同心配水系统。文中对同心配水系统进行了系统总体方案设计;对系统中的核心部件—同心配水器进行了3D结构设计;在确定了其具体结构后,运用运动学理论及ADAMS运动学仿真软件对其螺纹传动机构进行了运动分析,得到了在特定转速下的中心筒的运动规律;利用有限元理论与ANSYS有限元分析软件对其中心筒调节卡槽结构进行力学分析,得到了卡槽在驱动扭矩下的变形量、等效应力、等效应变的变化范围;运用流体力学理论及FLUENT流场分析软件对其水嘴出流口流场进行了分析,得到了在模拟工况下的中心筒选升高度、注水量与进出口压差、水嘴局部阻力系数之间的关系;完成了对同心配水系统配套设备(封隔器以及测调仪、TPC控制器等)的选型。本文通过对同心配水器传动螺纹机构的运动学、力学和理论分析与模拟仿真分析,和对其水嘴出流口流场的理论与仿真分析,充分验证了同心配水器结构设计的合理性与正确性,以及其精细化注水功能的可实现性。利用本同心配水系统对地层进行分层注水,可以提高注入水源的利用率,减少注水作业的人工成本,提高了油田开发的综合效益。