国内油田大都进入了高含水开发期,为提高水驱油田总体的采收率需要采用合理的注水技术。油田分层注水可实现油田长期高产、稳产和改善油田开发效果,注水工艺中保持合理恒定的注水量是提高采收率的重要保障。定量注水技术的目的就是在井下压差变化时堵塞器的阀芯能自动随之进行相应调整从而减小压差变化引起的流量波动,以尽可能保持流量的恒定。现有恒流堵塞器存在恒流参数与结构参数理论关系不明确、磨损及大压差条件下恒流效果差等问题。本文对恒流注水堵塞器的恒流机理进行了研究,建立了恒流堵塞器内部流体几何模型,采用k-e模型,对其内部流场进行数值模拟。开展了堵塞器不同阀芯位移内流场数值模拟研究,得到了恒流条件下阀芯位移与压差的相应关系;采用计算与数值仿真相结合的方法对堵塞器进行水嘴大小与恒流流量之间关系的研究,得到了恒流堵塞器水嘴大小与其恒流流量、压差之间的关系;对堵塞器模型进行了冲刷磨损的数值模拟,得到了堵塞器易磨损部位。设计恒流堵塞器的性能测试室内试验装置,对堵塞器的阀芯进行限位实验,结果表明,随着滑阀开度的减小,压差逐渐增大,在滑阀开度较小时,压差增加显著,造成恒流效果不佳。将实验结果与数值模拟结果进行了对比,吻合较好,验证了所采用的数值计算方法的正确性。提出了一种等效面积法,建立了流量、阀芯位置及弹簧刚度的理论计算模型,给出了不同恒流量堵塞器的弹簧设计方法,可用于不同恒流量堵塞器的设计。并针对现有恒流堵塞器,在压差较大时,恒流效果差的问题,优化了堵塞器的出水孔截面形状,并对优化后结构进行了数值计算,结果表明,优化后的结构在压力较高时流量误差下降,具有更好的恒流效果。本文的研究可为恒流堵塞器的恒流机理研究及现场应用提供理论指导。