油田油水沉降分离的效率和质量与油水界面测量系统有重要关系,由于高含水原油油水界面不清晰、过渡区大,使原油沉降分离工艺中的传感测量参数失效,导致油水分离不彻底、后续电脱水工艺能耗急剧增加等不利影响,亟待新型油水界面检测技术来解决这个实际工程难题。具有分布式传感优势的时域反射(Time Domain Reflectometry,TDR)技术可以通过本质安全的电脉冲测量出沿金属测杆分布的油、水及其混合物介电常数分布,无任何移动部件,是解决油水界面测量技术难题的新手段。论文针对油水分离界面测量实际工程需求,设计了一种基于TDR技术的油水界面测量系统,该系统包含探测感知单元、高频信号发射和接收模块、同轴电缆传输和远程计算机控制模块等。开展了 TDR时域反射原理、同轴电缆特性分析、信号感知单元设计、高频等效采样技术及回波信号时域分析等内容研究。构建了基于FPGA的信号发生模块、同轴探杆探测单元及高速数字示波器油水界面系统测试平台。针对TDR探测信号在传播过程中遇到不同介质会发生短路及在传播过程中会发生断路的传输特性设计多组具有针对性的对比实验。通过测试平台获取的时域反射波形信息与实际液位位置间的推导关系,验证了基于TDR油水界面测量系统设计的可行性。本文设计并验证了基于TDR技术的油水界面测量关键技术,这种测量技术具有结构简单、易于安装、低功耗、精度高的优点,符合油田高含水阶段沉降分离监测的需求,具有良好的应用前景。