刘 均 袁 峰

(1.东北石油大学，黑龙江 大庆 163318；2.哈尔滨工业大学，哈尔滨 150001)

在钻井过程中，随钻测量技术是目前获取井下信息的最佳手段，可以在钻井的同时实时获取井下数据[1，2]。目前最实用的MWD技术是钻井液无线随钻测量技术，该技术使用了钻井液压力信号传递井下数据，将测量数据编码后转换为钻柱内的压力波动，然后在地面监测钻井液的压力变化，从而获取井下数据[3]。目前国内使用的还是钻井液脉冲数据传递技术，而国外已经开始研究连续波数据传递技术，相对于脉冲数据传递，连续波信号拥有更高的数据传输率和更丰富的编码方式[4～8]。但是目前的连续波频率还不超过30Hz，提高连续波频率会提升数据通道的带宽[9～13]。但是根据实验发现，钻柱中频率越高信号衰减也会越严重，超过50Hz的信号传递到地面后会非常微弱，而且在钻进过程中，钻机的转动、钻杆的振动和泥浆泵的压力波动都会极大地干扰信号的传递，导致井下信号淹没在众多的干扰信号中，给信号的拾取和识别带来困难[14～17]。笔者从流体网络理论出发，借鉴电路分析方法，定义钻柱和地面管道的阻抗以及钻井液连续波动的传递系数，推导钻柱内连续波信号传递的矩阵计算模型，分析利用可以调节长度的地面管道滤除钻井液中特定频率信号的理论基础和实现方法，并提供了仿真分析和实验结果。

1.1 钻柱内连续波动的传递模型

对于钻柱内波动压力信号的传递，可以用经典的Allievi水击方程组表示，方程组描述的是钻柱内单个压力波动发生后水头H和流速V在时间上和空间上的分布情况[5]，具体的方程组如下：