近几年,井下测量传输技术已成为钻井上的关键技术之一,因泥浆脉冲、绝缘导线、无线电等信号传输方式存在很多制约,所以把超声波传输信号的方式作为本文的研究方向,通过理论设计和实验分析相结合的手段,设计出近钻头测量超声波传输系统。本文分析了超声波在钻柱中传输的折射、反射等衰减理论特性,找出适合钻柱中传输的超声波波型,并为下面的实验提供理论支持,同时,根据井下传输信号的要求和仪器空间要求,优选换能器压电材料,设计新型换能器的结构和尺寸,并达到声匹配和电匹配,满足实验需求;通过实验手段研究换能器的特性,优选适合在钻柱中传输的信号形式,研究超声波信号在钻杆和动力钻具中的传输特性,分析了超声波在不同钻具中的衰减情况;设计和优化发射电路和接收电路,并自行设计了发射电路中的专用变压器,使其与换能器达到良好匹配,确保激发换能器工作在最佳状态。通过对整套的近钻头测量超声波传输系统进行室内实验测试,验证了超声波作为载体传输信号的可行性,并不断优化使其达到较高的精度,最后通过下井测试验证了整套系统的可行性和稳定性。