摘要: 随钻地震技术是20世纪90年代在国外新发展起来的一种新型的地震勘探技术。它通过钻头与井底岩石碰撞产生的信号来获取钻头前方地层的信息，具有实时预测，不占用钻井时间，消耗低，风险低、成本低等诸多优点，主要服务于钻井工作与井场附近地下构造的... 展开 随钻地震技术是20世纪90年代在国外新发展起来的一种新型的地震勘探技术。它通过钻头与井底岩石碰撞产生的信号来获取钻头前方地层的信息，具有实时预测，不占用钻井时间，消耗低，风险低、成本低等诸多优点，主要服务于钻井工作与井场附近地下构造的地震勘探工作。 随钻地震勘探优点众多，但是它也有很多的难点需要解决。对钻头震源信号的提取就是亟须解决的问题之一，正确认识钻头震源信号在钻柱系统中的传输机制是随钻地震技术中极其重要的一环。实际钻井中获得的高精度随钻地震资料是基于钻柱顶部接收信号处理得到的，并不是初始的钻头震源信号。而钻头震源信号在钻柱系统中的传输机制尚不明了，本文基于该问题，进行了钻头震源信号在钻柱系统中的传输机制的探索性研究，为我们更好的认识、提取钻头震源信号提供理论依据。 本文利用已有的传递矩阵算法分析了钻柱系统中信号的频率滤波特性。以往的研究多是基于周期性钻杆模型，而且是从钻井测量(信号频率高)的角度进行分析的。周期性钻杆结构中反射界系数是正负相间、成对出现，传递矩阵算法有很好的应用效果；但是在将该算法应用于非周期性结构时，就表现出了该方法的不足，对于该方法产生的缺陷，本文引入振幅能量比例因子进行合理性的压制。钻头信号在钻柱中传播时，拉伸波耦合是衰减的主要机制，对该种模式下的信号衰减特性进行了分析。 基于钻头牙轮的结构和运动模式，模拟单齿圈牙轮运动的角速度曲线和产生的信号形式。利用单齿圈产生的信号进行不同的组合，模拟多齿圈牙轮工作产生的信号，并利用合成的不同牙轮信号作为震源子波，与钻柱模型的反射系数序列作褶积自相关，分析得到的结果。接着从角速度出发，加入不同的时间延迟，模拟得到整个牙轮的角速度曲线，并利用钻头体纵振位移公式得到单牙轮的振动信号。通过单边反褶积自相关的方法，从单牙轮振动信号中提取多次波，分析多次波的信息。 最后，分析处理的实际随钻地震资料，与模拟得到的结果进行对比，观察模拟结果在实际随钻地震资料中的体现，验证模拟过程的可靠性，为以后钻头震源信号的模拟提供一种可靠的流程。 收起