煤矿井下随钻测量电磁传输信道建模

王家豪^1,2，董浩斌³，石智军⁴，方俊^4,5

1. 中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院2. 中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院3. 中国地质大学(武汉)自动化学院4. 中煤科工集团西安研究院有限公司5. 西安科技大学建筑与土木工程学院

摘 要：煤矿井下随钻测量系统目前主要采用有线方式进行信号传输,但是存在通缆钻杆加工技术要求严格、使用成本高等缺点,研制适用于煤矿井下的电磁波随钻测量系统十分必要。与地面钻进中井下-地面电磁传输信道不同,煤矿井下电磁波随钻测量采用孔内-孔口电磁传输信道,电磁信号传输过程中衰减特性亟待研究。基于经典电磁理论,结合煤层及煤层围岩电性,运用等效传输线法,计算了孔口接收电极间信号电压,包括煤岩层导电性、发射信号频率、钻杆电阻率、钻杆长度对接收信号电压的影响。仿真结果表明,相同工作条件下,煤矿井下孔口电极接收电压小于地面电极接收电压,大于地面电极接收电压一半。

关键词：电磁随钻测量;近水平定向钻进;等效传输线;衰减特性;