油田开发过程中油水井结垢现象普遍存在,严重影响了油井的正常生产,这一问题一直成为严重制约和影响油气田开发的重要因素。在结垢以后再考虑除垢问题,不仅增加生产消耗,而且由于频繁作业施工严重影响油田的正常生产时间,大大增加了开采成本,况且由于各种化学剂的使用难免对储层造成不同程度的伤害,而且一旦形成伤害很难解除。为了降低开采成本同时不伤害油气资源,依据声波在防垢方面的独特作用设计阵列式声波发生器,并通过流体激励产生声波达到防垢目的。文中详细调研了国内外防垢技术现状、污垢的形成过程及其危害;归纳了目前油田生产中的结垢机理,并从多个角度分析了影响污垢形成与沉积的因素;此外,总结了油田生产中各种防垢措施的作用机理并指出了其存在的问题与不足,并重点分析了声波防垢机理及其独特优势;分析了流体激发振动的机理,根据振荡流体力学的基本理论导出振幅连续方程、能量方程与动量方程;针对声波采油技术在防垢方面的独特优势,并依据流体激发振动机理,设计了新型流体激振阵列式声波发生器,该声波发生器振片采用阵列布置方式,改善了振片的固定方式,延长了其使用寿命;采用有限元分析软件ANSYS对阵列式声波发生器进行了强度分析,并重点对发生器的关键部件振动片进行了强度分析与模态分析,经过分析发生器主体与振动片部分均达到强度要求;对阵列式声波发生器进行室内模拟实验,研究了其流量特性、频率特性与振幅特性,实验中重点研究了振片尺寸及流速对声波频率与振幅的影响规律,通过实验对振片厚度、倾角、宽度等几何参数进行优化;此外,为评价其工作效果,进行了室内防垢挂片实验,实验结果表明防垢率高达96.5%。