目前油田分层注水工艺已经发展到测调联动分层注水工艺,用于实现井下参数实时监测和注水量调节,而智能配水器作为测调联动系统中的核心部件,其初始成本高、寿命低成为制约测调联动分层注水工艺推广的重要因素,而且目前的智能配水器除了寿命低还存在调节不精确和功耗大的现象。本文针对智能配水器的调节精度、寿命低和功耗大的问题进行深入研究并给出一些解决方案。首先,采用理论设计和仿真修正的方法设计具有直线流量特性的调节阀阀芯。通过公式计算并绘制具有直线流量特性的阀芯,再使用仿真模拟实际工况计算出该阀芯的实际流量曲线,随后使用ISIGHT优化软件调整阀芯形面参数,使调节阀的流量曲线具有更高的线性度,从而提高流量调节的分辨率。其次,为了增加调节阀阀芯在含沙水流中使用的寿命,采用仿红柳抗冲蚀外形的方式增加阀芯的抗冲蚀性能。通过分析红柳的抗冲蚀特性,给出六种仿生抗冲蚀结构以及不同的排列方式。然后将其应用到阀芯冲蚀磨损较为严重的区域,并使用FLUENT的离散相模型计算每一种仿生模型的冲蚀磨损率,并对比选择抗冲蚀性能最好的仿生结构。使用ISIGHT优化软件优化阀芯上抗冲蚀结构的参数,使其抗冲蚀性能最佳,从而提高了配水器中调节阀的寿命。最后,分析阀芯的受力特点并设计一种仿鱼类的静力平衡机构,同时分析其稳定性。使用FLUENT的动态网格模型分别讨论调节阀在关闭和开启过程中阀芯移动速度不同时周围流场的变化,并且监测阀芯部位的受力,分析和对比调节阀在关闭和开启过程中阀芯移动速度不同时阀芯前端的受力情况。根据深海鱼类的抗高压特性,设计仿生型平衡静压的机构,降低调节阀的驱动力矩,并使用SIMULINK分析有无仿生结构的调节阀的稳定性。