动液面是指产油井内抽油杆和套筒之间环形空间内油液形成的液面，是综合分析判断油井的工作状态的重要参数之一。现阶段一般采用声波反射法来测量动液面深度值。然而，由于井下环境复杂，声波在向下传播的过程中不仅会产生散射、漫反射，还会受到各种噪声的干扰，使得原本清晰的液面反射波曲线难以识别，进而导致无法准确地通过声波传感器测得的信号辨识得到动液面深度值。针对声波反射法测量动液面过程中存在的问题，本文对声波反射法测量动液面的原理进行了研究，总结了动液面测量过程中导致噪声产生的几个因素，以及声波在井筒环空中的传播规律；讨论了数字化自动测量装置以及相关功能的研发，从声波的产生、动液面信号的采集、控制电路的设计、远程无线通信等几个方面详细描述了实现动液面深度的自动测量装置的工作流程和使用方法。研究了盲源分离理论的基本思想，讨论了观测信号数目小于源信号数目条件下实现盲源分离的方法和必要条件，列举了几种常见的混合矩阵估计和源信号估计的方法；采用在欠定盲源分离方面拥有广泛研究基础的稀疏分量分析方法作为从含噪混合信号中提取动液面反射波信号的主要手段，并将小波分析用于反射声波信号的除噪和预处理流程以提高分离成功率,采用基于势函数的聚类方法来估计混合矩阵，用通过最大后验概率法转化成的线性规划问题方式来估计源信号。通过使用现场采集的动液面反射波形数据进行仿真实验，成功地从与高斯白噪声进行混合之后的观测信号中提取出较为清晰的液面反射波信号，证实了算法的良好性能。