为了解决在石油开采过程中油井套管易产生蜡堵现象这一难题,目前各大油田常采用以热油循环清蜡法、化学清蜡法和机械清蜡法为主的油井套管清蜡工艺。但是上述工艺普遍存在智能化程度低、单次作业成本高和对环境污染性大等缺点。相比于传统的油井套管清蜡工艺,超声波清蜡工艺因其具有智能化程度高及作业时对环境污染性小等优势,近些年来在我国得到了广泛的关注与应用。然而国内目前对于超声波技术在油井套管清蜡这一领域的应用尚未成熟,现存的诸多超声波油井套管清蜡工具存在面对多种工况时适应性差、制造成本高、维修及保养难度大等缺点。因此为立足于解决上述问题,意在设计出一种新型的基于超声波技术的油井套管清蜡装置,对此进行了如下工作:首先,以Huygens-Fresenl理论为基础,建立了非点声源（超声波）声场积分模型,推导出了声压、声强、声场指向性系数三组表征函数;基于Stokes-Kirchhoff理论,考虑了声衰减问题。随后选取了六组工业中常用的超声波频率,并利用数值分析软件Comsol和Matlab,分别对其与上述表征函数和声衰减现象之间的关系进行了数值计算与仿真分析,确定了三组适用于不同作业工况下的超声波频率;其次,以超声波声场理论研究为基础,确定了超声波油井套管清蜡工艺路线,并基于此工艺路线设计了一种可适用于不同种作业工况下的超声波油井套管清蜡装置;随后,利用有限元分析软件AnsysWorkbench,针对所设计装置在工作状态下可能产生的振动响应进行了模态分析与谐波响应分析,分析结果表明:该装置中的关键零部件及装置整体的固有频率远远小于前文中选取的三组适用于不同作业工况下的超声波频率,因此该装置在实际运行时不会因振源的激励而引发结构性失效;最后,根据所设计的装置加工了实验样机并组建相关的实验平台进行了包括超声波功率、处理时间及温度等变量对该装置清蜡效果影响的测试,基于实验结果,提出了针对不同油井套管清蜡作业工况及需求下的超声波频率选取建议。