本发明公开了一种二级套筒式控制阀及其套筒孔径的优化方法，控制阀包括阀体、外套筒、内套筒和阀塞，阀体的筒状阀腔内从外到内依次同轴贴合套设有外套筒、内套筒和阀塞；外套筒和内套筒的中下部均在相同位置开设有相同排布的若干孔洞，分别构成外套筒调节部和内套筒调节部；外套筒调节部和内套筒调节部之间具有一定间隔，构成环形的流动腔；所述阀塞能沿内套筒的内壁上下滑动，通过改变外套筒调节部和内套筒调节部上孔洞的流通面积，能使该控制阀具有可调比50:1的等百分比流量特性。本发明的控制阀内部有内外两层多孔套筒，能到起到减振降噪的作用，而且多孔套筒上特定的小孔排布方式可以使该控制阀的流量特性为可调比50:1的等百分比流量特性。