CN105071883B - 井下无线通信模拟实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下无线通信模拟实验装置及方法，包括电解槽，固定设置于电解槽底部的支架，与支架固定连接且共线设置的发射短节和接收短节以及设置于发射短节和接收短节之间若干长度可调的钻杆；该装置还包括通过线路与发射短节连接的信号发射装置、通过线路与接收短节连接与信号接收装置；发射短节表面设置用于缠绕发射线圈的若干环形凹槽，发射线圈缠绕于环形凹槽表面，发射线圈表面密封处理；接收短节表面设置用于缠绕接收线圈的若干环形凹槽，接收线圈缠绕于环形凹槽表面，接收线圈表面密封处理。本发明可以实现井下真实电磁传播环境的模拟；可以实现不同距离、不同温度条件下井下环境的模拟。

Description

井下无线通信模拟实验装置及方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信模拟装置，尤其是一种井下无线通信模拟实验装置及方法。

背景技术

目前，井下水电模拟实验得到越来越广泛的应用，但是现有的水电模拟实验中，钻井液环境模拟装置存在实验环境条件单一的问题，现有装置将电解槽内的温度固定设置为定值，仅仅在单一温度条件下进行模拟测试，同时，现有的模拟实验中，发送信号在电解槽内的传输距离固定，无法进行调节，所以，现有的井下模拟实验装置往往局限于固定温度和固定距离条件，由于真实的井下环境的温度不断变化，同时，收发设备距离固定，使得模拟实验数据具有一定的特殊性，而仅仅依据固定距离对井下环境进行模拟，不利于对真实的井下模拟环境的研究，因此，关于井下环境的模拟有待于进一步完善。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种井下无线通信模拟实验装置及方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

井下无线通信模拟实验装置，包括电解槽、盛放于电解槽内部的电解液、固定设置于电解槽底部的支架，放置于支架上共线设置的发射短节和接收短节以及设置于发射短节和接收短节之间长度可调的钻杆；发射短节与钻杆、钻杆与接收短节活动连接；

井下无线通信模拟实验装置还包括通过密封线路与发射短节连接的信号发射装置、通过密封线路与接收短节连接的信号接收装置；

发射短节表面设置用于缠绕发射线圈的若干环形凹槽，发射线圈缠绕于环形凹槽表面，发射线圈表面密封处理。

接收短节表面设置用于缠绕接收线圈的若干环形凹槽，接收线圈缠绕于环形凹槽表面，接收线圈表面密封处理。

通过在发射短节表面设置缠绕发射线圈的若干环形凹槽，在接收短节上设置缠绕接收线圈的若干环形凹槽，通过调节发射线圈或者接收线圈的位置，可以改变电解槽的信号通信距离，实现通信距离的细微调节。由于环形凹槽的位置可人为设置，相邻环形凹槽的位置可设置距离较近，模拟实验过程中，调节发射线圈或者接收线圈在环形凹槽的不同位置可以实现收发距离的细微调节。同时，通过对线圈进行密封处理，线圈不会受到电解质溶液的腐蚀或者导致信号泄露。

通过将钻杆两端分别与发射短节和接收短节连接，可以改变发射短节和接收短节连接的距离，由于钻杆长度可调，通过调节钻杆的长度，可以实现发射线圈和接收线圈的距离，即实现无线通信距离的调节。

优选的，所述发射短节的环形凹槽表面还设置两个半圆形导磁环，所述发射短节上环形凹槽表面的两个半圆形导磁环相对设置，且放置于环形凹槽的表面，发射短节的半圆形导磁环上缠绕发射线圈，发射线圈表面进行密封处理，所述发射短节的两个半圆形导磁环弧长之和与环形凹槽的周长相等，发射短节上的半圆形导磁环厚度小于环形凹槽深度，发射短节上的半圆形导磁环外层缠绕至少一层绝缘胶布。

所述接收短节的环形凹槽表面还设置两个半圆形导磁环，所述接收短节上环形凹槽表面的两个半圆形导磁环相对设置，且放置于环形凹槽的表面，接收短节的半圆形导磁环上缠绕接收线圈，接收线圈表面进行密封处理，所述接收短节的两个半圆形导磁环弧长之和与环形凹槽的周长相等，接收短节的半圆形导磁环厚度小于环形凹槽深度，接收短节的半圆形导磁环外层缠绕至少一层绝缘胶布。

一方面，由于发射短节和接收短节为导体，发射线圈缠绕在发射短节上，承载于发射线圈发送的信号经过发射短节会产生信号的衰减，接收线圈缠绕在接收短节上，承载于接收线圈接收的信号经过接收短节会产生信号的衰减，通过在发射短节和接收短节的环形凹槽表面设置导磁环以及在导磁环外层缠绕绝缘胶布，可以降低发射线圈和接收线圈所承载的信号发生衰减，为信号测量仪对信号的分析提供了有利的条件。另一方面，在导磁环外层缠绕绝缘胶布，实现防止发射线圈或者接收线圈与导磁环磨损出现信号泄露。

同时，半圆形导磁环厚度小于环形凹槽深度，为半圆形导磁环外层的绝缘胶布、发射线圈或者接收线圈提供了足够的缠绕空间。

优选的，所述发射线圈和接收线圈均采用具有双层结构的漆包线，其中内层为导线，外层为绝缘层。

优选的，所述支架顶部设置凹槽，所述凹槽与发射短节和接收短节的弧面相匹配，用于支撑发射短节和接收短节，防止发射短节和接收短节在电解槽内部滚动。

优选的，所述电解槽侧壁还设置加热装置和温度控制装置，用于对电解槽盛放的电解液进行温度调节，实现对不同温度条件井下环境的测量。

优选的，所述电解槽侧壁还设置排水阀，用于实验结束后将电解质溶液排除。

优选的，当输入信号为数字信号，所述信号发射装置包括依次连接的信号发生器和调制器，调制器与发射线圈电连接；所述信号接收装置包括依次连接的解调器和信号测量仪，解调器与接收线圈电连接。

所述解调器包括解调单元和过滤单元，接收线圈、解调单元和过滤单元依次电连接，所述解调单元用于对接收线圈的信号进行解调，所述过滤单元，用于接收解调单元的输出，去除与信号发生装置发送的不同频率的信号，保留与发射端同频率信号，并输出至信号测量仪。

当输入信号为模拟信号，所述信号发射装置为与发射线圈连接的信号发生器；所述信号接收装置为与接收线圈连接的信号测量仪。

优选的，所述信号发生器为函数发生器，用于模拟井下各种信号。

优选的，所述信号测量仪为混合域示波器，用于对接收信号的电压、频率进行频域分析或者时域分析。

优选的，发射短节与钻杆连接处的表面设置外螺纹，钻杆与发射短节连接处设置与所述外螺纹向匹配的外螺纹。

优选的，接收短节与钻杆连接处表面设置内螺纹，钻杆与接收短节连接处设置与所述内螺纹相匹配的内螺纹。

工作原理为：

实际井下环境充满钻井液，由于钻杆为中空结构，将钻杆设置于电解槽内部，钻杆内外均充满钻井液。在电解槽内部容纳电解质溶液，由于电解质溶液具有一定电导率，可模拟井下的钻井液环境，对无线通信发送的电磁波进行吸收，发射信号经过电解质溶液产生信号衰减以及外部信号的干扰，通过信号发射装置和信号接收装置，可以通过对发送信号和接收信号数据的研究测试电解质溶液对信号传输的影响，进而实现井下钻井液环境的实验模拟。

通过在电解槽侧壁设置加热装置和温度控制装置，可以对电解质溶液的温度进行控制和调节，用于模拟井下工作环境中的钻井液温度，测试温度对信号传输的影响。

本发明还提供了一种井下无线通信模拟实验方法，包括以下步骤：

步骤一：信号发射装置生成发射信号，将该发射信号通过发射线圈发送，用于在发射短节、钻杆以及接收短节进行信号传输；

步骤二：发射信号经过发射短节、钻杆以及接收短节的信号传输到达接收线圈并形成接收信号，接收线圈接收上述接收信号并传输至信号接收装置。

步骤三：信号接收装置接收接收线圈传输的接收信号，并依据发射信号的幅度、频率与接收信号的幅度、频率关系获取电磁波在井下环境中的传播特性。

本发明的有益效果是：

1.本装置可以实现井下真实电磁传播环境的模拟；

2.通过调节钻杆长度、调节发射线圈以及接收线圈的位置，可以实现不同距离条件下井下电磁环境的模拟；调节钻杆距离可以实现发射线圈和接收线圈较大距离的调节，调节发射线圈缠绕的凹槽以及接收线圈缠绕的凹槽，可以实现发射线圈和接收线圈距离的细微调节。

3.通过调节温度控制装置和加热装置，可以实现不同温度下电磁环境的模拟；

4.通过在发射信号端和接收信号端分别设置信号发射器和信号接收器，可以对模拟信号和数字信号实现信号的无线传输，并在接收端对该无线信号进行数据分析，实现对井下钻井液环境的模拟和分析。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是发射短节、钻杆以及接收短节的结构图；

图3是发射短节和导磁环结构示意图；

图4是发射短节和支架侧视图；

其中1.温度控制装置，2.发射短节，3.发射线圈，4.信号发射器，5.信号接收器，6.接收线圈，7.接收短节，8.加热装置，9.排水阀，10.支架，11.钻杆，12.电解槽，13.内螺纹，14.外螺纹，15.环形凹槽，16.凹槽,17.导磁环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，井下无线通信模拟实验装置，包括电解槽12、盛放于电解槽12内部的电解液、固定设置于电解槽12底部的支架10，与支架10固定连接且共线设置的发射短节2和接收短节7以及设置于发射短节2和接收短节7之间长度可调的钻杆11；

该装置还包括通过线路与发射短节2连接的信号发射装置4、通过线路与接收短节7连接与信号接收装置5；

如图2和图3所示，发射短节2表面设置用于缠绕发射线圈的若干环形凹槽15，发射线圈3缠绕于环形凹槽15表面，发射线圈3表面密封处理。

接收短节的环形凹槽结构与发射短节相同，参考图2和图3，接收短节7表面设置用于缠绕接收线圈的若干环形凹槽，接收线圈6缠绕于环形凹槽表面，接收线圈表面密封处理。

通过在发射短节2和接收短节7上设置若干环形凹槽，在接收短节7上设置缠绕接收线圈的若干环形凹槽，通过调节发射线圈3或者接收线圈6的位置，可以改变电解槽的信号通信距离，实现通信距离的细微调节。由于环形凹槽的位置可人为设置，相邻环形凹槽的位置可设置距离较近，模拟实验过程中，调节发射线圈或者接收线圈在环形凹槽的不同位置可以实现收发距离的细微调节。同时，通过对线圈进行密封处理，线圈不会受到电解质溶液的腐蚀或者导致信号泄露。

如图3所示，所述发射短节2的环形凹槽表面还设置两个半圆形导磁环17，所述发射短节上环形凹槽表面的两个半圆形导磁环17相对设置，且放置于环形凹槽的表面，发射短节的半圆形导磁环17上缠绕发射线圈，所述发射短节的两个半圆形导磁环17弧长之和与环形凹槽的周长相等，发射短节上的半圆形导磁环17厚度小于环形凹槽15深度，发射短节上的半圆形导磁环17外层缠绕至少一层绝缘胶布。

接收短节的导磁环结构与发射短节相同，参考图3，所述接收短节7的环形凹槽表面还设置两个半圆形导磁环17，所述接收短节上环形凹槽表面的两个半圆形导磁环17相对设置，且放置于环形凹槽的表面，接收短节的半圆形导磁环上缠绕接收线圈，所述接收短节的两个半圆形导磁环17弧长之和与环形凹槽15的周长相等，接收短节的半圆形导磁环17厚度小于环形凹槽15深度，接收短节的半圆形导磁环17外层缠绕至少一层绝缘胶布。

一方面，由于发射短节和接收短节为导体，发射线圈缠绕在发射短节上，承载于发射线圈发送的信号经过发射短节会产生信号的衰减，接收线圈缠绕在接收短节上，承载于接收线圈接收的信号经过接收短节会产生信号的衰减，通过在发射短节和接收短节的环形凹槽表面设置导磁环以及在导磁环外层缠绕绝缘胶布，可以降低发射线圈和接收线圈所承载的信号发生衰减，为信号测量仪对信号的分析提供了有利的条件。另一方面，在导磁环外层缠绕绝缘胶布，实现防止发射线圈或者接收线圈与导磁环磨损出现信号泄露。

同时，半圆形导磁环厚度小于环形凹槽深度，为半圆形导磁环外层的绝缘胶布、发射线圈或者接收线圈提供了足够的缠绕空间。

优选的，所述发射线圈3和接收线圈6均采用具有双层结构的漆包线，其中内层为导线，外层为绝缘层。

如图4所示，所述支架10顶部设置凹槽16，所述凹槽16与发射短节2和接收短节7的弧面相匹配，用于支撑发射短2节和接收短节7，防止发射短节2和接收短节7在电解槽内部滚动。

通过将钻杆11两端分别与发射短节2和接收短节7连接，可以改变发射短节2和接收短节7连接的距离，由于钻杆11长度可调，通过调节钻杆11的长度，可以实现发射线圈3和接收线圈6的距离，即实现无线通信距离的调节。

优选的，所述电解槽12侧壁还设置加热装置8和温度控制装置1，用于对电解槽盛放的电解液进行温度调节，实现对不同温度条件井下环境的测量。

优选的，所述信号测量仪为混合域示波器，用于对接收信号电压、频率进行频域分析或者时域分析。

发射短节与钻杆连接处的表面设置外螺纹，钻杆与发射短节连接处设置与所述外螺纹向匹配的外螺纹。

接收短节与钻杆连接处表面设置内螺纹，钻杆与接收短节连接处设置与所述内螺纹相匹配的内螺纹。

工作原理：

实际井下环境充满钻井液，由于钻杆为中空结构，将钻杆设置于电解槽内部，所以，钻杆内外均充满钻井液。同时，通过电解槽内部容纳电解质溶液，而电解质溶液具有一定电导率，电解槽内部可以实现对井下钻井液的模拟。

通过在电解槽侧壁设置加热装置和温度控制装置，可以对电解质溶液的温度进行控制和调节，用于模拟井下工作环境中的钻井液温度，测试温度对信号传输的影响。

本发明还提供了一种井下无线通信模拟实验方法，包括以下步骤：

步骤一：信号发射装置4生成发射信号，将该发射信号通过发射线圈3发送，用于在发射短节2、钻杆11以及接收短节7进行信号传输；

步骤二：发射信号经过发射短节2、钻杆11以及接收短节7的信号传输到达接收线圈6并形成接收信号，接收线圈6接收上述接收信号并传输至信号接收装置5。

步骤三：信号接收装置5接收接收线圈6传输的接收信号，并依据步骤一中的发射信号和接收信号获取发射信号的幅度、频率以及接收信号的幅度、频率，依据发射信号的幅度、频率与接收信号的幅度、频率关系获取电磁波在井下环境中的传播特性。

实施例1：当输入信号为模拟信号，所述信号发射装置4为与发射线圈连接的信号发生器；所述信号接收装置5为与接收线圈连接的信号测量仪。

所述信号发生器为函数发生器，用于模拟井下各种信号。

在电解槽侧壁设置温度控制装置和加热装置，温度控制装置测量温度为T，输入信号为由函数发生器输出的正弦波，模拟信号为x：钻杆内部信号时域响应为h，将发射线圈和接收线圈分别缠绕于发射短节和接收短节的环形凹槽上并调节钻杆的长度，测量发射线圈和接收线圈之间的距离L：

工作过程如下：

步骤一：通过信号发生器生成模拟信号x：模拟信号经过线路传输给发射线圈，发射线圈以电磁波形式将模拟信号x发送；

步骤二：模拟信号x通过钻杆11内部信道h后达到接收线圈，接收线圈接收信号y：y＝h*x+n(n表示钻杆内部干扰信号的时域信号)；

步骤三：接收线圈接收信号y后，接收信号y到达接收线圈，接收线圈将该接收信号y输送至信号测量仪；

步骤四：信号测量仪接收的信号y：

其中，M表示接收信号的频率总数，N表示接收信号的相位总数，Q表示接收信号的幅度总数，B_z表示正弦信号幅度，f_i表示正弦信号频率，正弦信号相位。

信号测量仪根据接收的信号y的幅度、频率以及信号发生器生成的模拟信号x的幅度、频率关系，获取电磁波在井下环境中的传播特性。

步骤五：调节钻杆长度至L1，重复步骤一至步骤四。

步骤六：调节加热装置和温度控制器，测量温度为T1，重复上述步骤一至步骤四，可测量温度为T1时，电解槽的内部环境。

通过上述步骤一至步骤五，可实现对温度T条件下，不同钻杆长度条件下，研究不同长度的钻杆条件下电磁波传播特性。

通过上述步骤一至步骤四、步骤六，可实现钻杆长度为L条件下，不同温度条件下，研究不同温度条件下电磁波传播特性。

实施例2：当输入信号为数字信号，所述信号发射装置4包括依次连接的信号发生器和调制器，调制器与发射线圈电连接；所述信号接收装置5包括依次连接的解调器和信号测量仪，解调器与接收线圈电连接，其中，解调器包括用于滤除与信号发生器不同频率信号的过滤器。

在电解槽侧壁设置温度控制装置和加热装置，温度控制装置测量温度为T，输入信号为由函数发生器输出的正弦波，数字信号为x：钻杆内部信号时域响应为h，将发射线圈和接收线圈分别缠绕于发射短节和接收短节的环形凹槽上并调节钻杆的长度，测量发射线圈和接收线圈之间的距离L：

工作过程如下：

步骤一：通过信号发生器生成模拟信号x：数字信号经过调制器将数字信号调制为已调信号Q(x)：

步骤三：将上述已调信号Q(x)通过线路传输给发射线圈，发射线圈以电磁波形式将已调信号Q(x)发送；

步骤四：已调信号Q(x)通过钻杆11内部信道h后达到接收线圈，接收线圈接收信号y：

其中，M表示接收信号的频率总数，N表示接收信号的相位总数，Q表示接收信号的幅度总数，B_z表示正弦信号幅度，f_i表示正弦信号频率，正弦信号相位。

接收线圈将该接收信号y输送至解调器；

步骤五：解调器接收信号y：y＝h*Q(x)+n(n表示钻杆内部干扰信号的时域表示)，并对该接收信号进行解调处理，得到解调信号Q'(y)；过滤器根据接收的信号y和信号发生器生成的模拟信号x，去除与模拟信号x不同频率的信号，即将f≠f_i,i＝1,2,...,M的信号过滤，保留与模拟信号x同频率的信号，即将f＝f_i,i＝1,2,...,M的信号保留；并将该信号输出给信号测量仪器；

步骤六：信号测量仪接收解调器的输出信号，并根据该输出信号和信号发生器生成的模拟信号进行信号分析，依据模拟信号与输出信号的幅度、频率关系获取电磁波在井下环境中的传播特性。

步骤七：调节钻杆长度至L1，重复步骤一至步骤六。

步骤八：调节加热装置和温度控制器，测量温度为T1，重复上述步骤一至

步骤九，可测量温度为T1时，电解槽的内部环境。

通过上述步骤一至步骤八，可实现对温度T条件下，不同钻杆长度条件下，研究不同长度的钻杆条件下电磁波传播特性。

通过上述步骤一至步骤七、步骤九，可实现钻杆长度为L条件下，不同温度条件下，研究不同温度条件下电磁波传播特性。

实施例3：该实施例针对实施例2进行改进，步骤一：设信号发生器发送频率为f₀、幅度为U₀的信号，按照实施例2的步骤一至步骤六进行信号的传输，信号测量仪接收同频率f₀的接收信号，并对该信号的幅度进行记录，该信号幅度为U'₀；

步骤二：调节信号发生器的发送信号频率为f₁、幅度为U₁，信号测量仪接收同频率f₁的接收信号，并对该接收信号的幅度进行记录，该信号幅度为U₁'；

步骤三：调节信号发生器的发送信号频率为

f_k(f_k≠f₀且f_k≠f₁),k＝3,4,...,N,N≥4,信号测量仪接收同频率f_k的接收信号，并对该接收信号的幅度进行记录，该信号幅度为U'_k,k＝3,4,...,N,N≥4；

步骤四：从不同频率的发送信号中选取发送信号的幅度衰减最小的信号，将该发送信号的信号频率作为井下无线通信模拟实验的电磁波的传播频率，实现方式为：制作表格，记录即最大值的信号频率f_p,f_p满足(其中t＝1,2,3,4,...,N,p∈1,2,3,4,...,N)，获取电磁波在井下环境中的传播特性。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种井下无线通信模拟实验装置，其特征是，包括电解槽、盛放于电解槽内部的电解液、固定设置于电解槽底部的支架，放置于支架上且共线设置的发射短节和接收短节以及设置于发射短节和接收短节之间若干长度可调的钻杆；发射短节与钻杆、钻杆与接收短节活动连接；

该装置还包括通过线路与发射短节连接的信号发射装置、通过线路与接收短节连接的信号接收装置；

发射短节表面设置用于缠绕发射线圈的若干环形凹槽，发射线圈缠绕于环形凹槽表面，发射线圈表面密封处理；接收短节表面设置用于缠绕接收线圈的若干环形凹槽，接收线圈缠绕于环形凹槽表面，接收线圈表面密封处理；

所述电解槽侧壁还设置加热装置和温度控制装置，用于对电解槽盛放的电解液进行温度调节；

所述发射短节的环形凹槽表面还设置两个半圆形导磁环，所述发射短节上环形凹槽表面的两个半圆形导磁环相对设置，且放置于环形凹槽的表面，发射短节的半圆形导磁环上缠绕发射线圈，所述发射短节的两个半圆形导磁环弧长之和与环形凹槽的周长相等，发射短节上的半圆形导磁环厚度小于环形凹槽深度，发射短节上的半圆形导磁环外层缠绕至少一层绝缘胶布；

所述接收短节的环形凹槽表面还设置两个半圆形导磁环，所述接收短节上环形凹槽表面的两个半圆形导磁环相对设置，且放置于环形凹槽的表面，接收短节的半圆形导磁环上缠绕接收线圈，所述接收短节的两个半圆形导磁环弧长之和与环形凹槽的周长相等，接收短节的半圆形导磁环厚度小于环形凹槽深度，接收短节的半圆形导磁环外层缠绕至少一层绝缘胶布；

当输入信号为数字信号，所述信号发射装置包括依次连接的信号发生器和调制器，调制器与发射线圈电连接；所述信号接收装置包括依次连接的解调器和信号测量仪，解调器与接收线圈电连接；

当输入信号为模拟信号，所述信号发射装置为与发射线圈连接的信号发生器；所述信号接收装置为与接收线圈连接的信号测量仪。

2.如权利要求1所述的井下无线通信模拟实验装置，其特征是，所述信号发生器为函数发生器，用于模拟井下各种信号；

所述信号测量仪为混合域示波器，用于接收信号后，去除与信号发生装置发 送的不同频率的信号，保留与发射端同频率信号，对接收信号电压、频率进行频域分析或者时域分析。

3.如权利要求1所述的井下无线通信模拟实验装置，其特征是，发射短节与钻杆连接处的表面设置外螺纹，钻杆与发射短节连接处设置与所述外螺纹相匹配的外螺纹；

接收短节与钻杆连接处表面设置内螺纹，钻杆与接收短节连接处设置与所述内螺纹相匹配的内螺纹。

4.如权利要求1所述的井下无线通信模拟实验装置，其特征是，所述发射线圈和接收线圈均采用具有双层结构的漆包线，其中内层为导线，外层为绝缘层。

5.如权利要求1所述的井下无线通信模拟实验装置，其特征是，所述支架顶部设置凹槽，所述凹槽与发射短节和接收短节的弧面相匹配，用于支撑发射短节和接收短节，防止发射短节和接收短节在电解槽内部滚动。

6.基于权利要求1所述的井下无线通信模拟实验装置的模拟实验方法，当输入信号为模拟信号，所述信号发射装置为与发射线圈连接的信号发生器，所述信号接收装置为与接收线圈连接的信号测量仪，所述信号发生器为函数发生器，用于模拟井下各种信号，在电解槽侧壁设置温度控制装置和加热装置，温度控制装置测量温度为T，输入信号为由函数发生器输出的正弦波，模拟信号为x，钻杆内部信号时域响应为h，将发射线圈和接收线圈分别缠绕于发射短节和接收短节的环形凹槽上并调节钻杆的长度，测量发射线圈和接收线圈之间的距离L，方法包括以下步骤：

步骤一：通过信号发生器生成模拟信号x，模拟信号经过线路传输给发射线圈，发射线圈以电磁波形式将模拟信号x发送；

步骤二：模拟信号x通过钻杆内部信道h后达到接收线圈，接收线圈接收信号y：y＝h*x+n(n表示钻杆内部干扰信号的时域信号)；

步骤三：接收线圈接收信号y后，接收信号y到达接收线圈，接收线圈将该接收信号y输送至信号测量仪；

步骤四：信号测量仪接收的信号y：

其中，M表示接收信号的频率总数，N表示接收信号的相位总数，Q表示接收信号的幅度总数，Bz表示正弦信号幅度，fi表示正弦信号频率，表示正弦信号相位；

信号测量仪根据接收的信号y的幅度、频率以及信号发生器生成的模拟信号x的幅度、频率关系，获取电磁波在井下环境中的传播特性；

步骤五：调节钻杆长度至L1，重复步骤一至步骤四；

步骤六：调节加热装置和温度控制器，测量电解液温度为T1，重复上述步骤一至步骤四，可模拟温度为T1时，电解槽的内部温度对信号传输的影响；

通过上述步骤一至步骤五，实现对温度T条件下，不同钻杆长度条件下，研究不同长度的钻杆条件下电磁波传播特性；

通过上述步骤一至步骤四、步骤六，实现钻杆长度为L条件下，不同温度条件下，研究不同温度条件下电磁波传播特性。