在石油开发过程中,油井液面深度是一个很重要的参数,它对合理制定油井生产方案具有重要的参考意义。常用的方法是声波法检测油井液面深度。由于油套环中情况复杂,使得声波在其传播和反射过程中受到很多因素的干扰,出现液面反射波和节箍波不易识别的问题,从而无法准确地检测油井液面深度。本文主要对反射声波信号进行分离、辨识处理来检测油井液面深度,并设计油井液面检测系统。分析声波法检测油井液面深度的基本原理,结合油井现场测量数据,建立声波信号在油套环中传播的仿真模型。对数字信号处理、小波变换、单通道盲分离方法原理进行研究分析,并通过仿真分析小波变换和基于总体经验模态分解的单通道盲分离的去噪效果。从提高油井液面测量精确定和速度的角度出发,利用MFC可视化界面设计油井动液面测量系统,其波形图具有放大、缩小和拖拽等功能,能够很直观的分析反射声波信号,并对信号进行分析处理,以便正确地检测出油井液面深度。针对反射波信号不易识别的问题,本文采用基于总体经验模态分解的单通道盲分离方法分离反射声波信号和噪声信号;小波变换具有多分辨率的特征,将其用于液面反射波位置的检测;短时平均幅度差函数具有周期识别的特点,用于节箍反射波的周期识别,求出声波在油井中的传播速度,联合检测出的油井液面反射波位置,来实现油井液面深度值检测。实验结果表明,基于总体经验模态分解的单通道盲分离在复杂噪声干扰下,能有效的分离出反射声波信号,提高油井动液面测量的精度。