徐 林，邵 春

(1.中石化石油机械股份有限公司，湖北 武汉 430200；2.中国地质大学(武汉) 资源学院，湖北 武汉 430074)

电磁随钻测量(electromagnetic measurement- while-drilling，简称EM-MWD)能够将监测的孔底工程参数实时传输至孔口，其是煤矿井下定向钻进的关键技术。目前，中煤科工集团西安研究院和重庆研究院分别研发了YSDC和ZKG300煤矿用EM-MWD系统，并成功开展了大量的现场试验。但由于电磁信号在煤系地层中传输衰减快、仪器在煤矿井下电气安全要求高，煤矿用EM-MWD信号传输距离受限，YSDC和ZKG300的两套系统在试验中最大传输距离均在300m左右[1，2]。因此，在本安功率发射限制条件下增大电磁信号传输距离是当前煤矿用EM-MWD发展的关键。为此，建立准确的信号强度预测模型，研究各因素对信号强度的影响特性，现场实时预测信号衰减，并给出合理的设计及应用建议显得尤为必要。

在EM-MWD信号强度预测建模及各因素对信号强度的影响特性研究方面，国内外学者采用等效传输线法[3-6]、电报方程法[7]、电极法[8]、矩量法[9-10]、数值模式匹配法[11，12]和有限元法[13-15]展开了研究，但这些研究集中在地面钻井。而煤矿井下钻井与地面钻井有明显差异，主要表现在以下三个方面：①地面钻井钻杆垂直地层钻入，而煤矿井下钻井钻杆与地层近乎平行延伸，煤矿井下钻井信道不具备轴对称特征；②地面钻井在地面接收信号，而煤矿井下钻井信号在井下接收；③煤矿井下钻井信号发射必须考虑电气安全，发射电流和功率需严格限制。针对煤矿井下钻井，王家豪等[16]采用等效传输线法建立了均质地层信号强度预测模型，但煤层和围岩通常具有电阻率分层特征。……