井下数据电磁无线传输是一种利用电磁信号传输井下各种参数的技术.该项技术克服了传统电缆传输数据方式所存在的成本较高、容易损坏等缺点,具有设备安装简单、成本低廉等优点,从而达到了节约能源、提高油田自动化水平的目的.本文从理论上分析了电磁信号的传输信道,借鉴随钻测量电磁信道的研究成果,确定了信号传输的激励方式--地下钻杆天线的方式;用等效传输线理论建立了油井大地电磁信道模型并对模型进行了计算;理论上给出了测试深度、地层电阻率、信号频率和信号衰减之间的关系,对地面上的场强进行了数值计算;分析了套管层的影响.通过对信道进行的全面分析得出结论,由于电磁波发射装置置于油井下,环境复杂,为了弥补金属油管和套管及地层对信号的衰减,使地面正确接收,必须加大信号的发射功率,降低信号的工作频率.本文设计了一套试验系统来测试信道传输信号的实际能力,同时获得井场实际存在的噪声和干扰信息.试验系统选用了2DPSK调制和解调方式,2DPSK调制方式具有原理简单、设计方便、频谱利用率高、误码率低等特点.以此为基础,本文设计了载波频率、数据码率、信号功率可编程的无线2DPSK调制和解调电路;井上井下有线通讯的FSK调制解调电路.同时编写了与电路匹配的地面控制计算机、发射装置和接收装置软件程序.本文还对系统供电进行了分析.由于油井下环境比较恶劣,本文选用格雷码作为电磁信号传输信道的纠错编码,通过理论分析和仿真得出格雷码可以降低信号传输过程中的误码率.