率、钻杆的外半径W及钻杆壁厚通 过W下公式确定串联电阻ri:
[0048]
[0049] 所述第四确定单元，用于根据地层磁导率、所述传输线模型的外导体半径W及所 述钻杆的外半径通过W下公式确定串联电感li :
[0050]
[0051] 其中，P (Z)为井下激励源当前所在的地层分段的地层电阻率，bi为所述传输线 模型的外导体半径，b为所述钻杆的外半径，Z为W井下激励源为原点并且沿井口方向的坐 标，Pm所述钻柱的电阻率，μ。为地层磁导率，T为所述钻杆的壁厚。
[0052] 结合第二方面，在第二方面的第Η种可能的实现方式中，所述第二确定模块，包 括：
[0053] 计算单元，用于根据所述等效传输线上单位长度的传输参数计算井下地层参数；
[0054] 求解单元，用于根据所述等效传输线上单位长度的传输参数W及所述井下地层参 数求解预设的分层地层中钻柱上各点的电压电流模型，得到所述钻柱上各点的电压和电 流，获得井口电压；
[00巧]第五确定单元，用于在距离井口的预设距离处设置一个埋地电极，并根据所述井 口电压与所述埋地电极之间的电位差确定所述钻柱顶端的电压。
[0056] 结合第二方面的第Η种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式 中，所述井下地层参数包括传播参数和特性阻抗；
[0057] 所述计算单元，用于根据所述等效传输线上单位长度的传输参数通过W下公式计 算井下地层参数：
[0058]
[0059] 所述求解单元，用于根据所述传输线上单位长度的传输参数W及所述井下地层参 数求解预设的分层地层中钻柱上各点的电压电流模型，得到所述钻柱上各点的电压和电 流，获得井口电压，包括通过W下公式获得井口电压：
[0060]
[0061] 所述第四确定单元，用于根据所述井口电压与所述埋地电极之间的电位差通过W 下公式确定所述钻柱顶端的电压：
[0062]
[006引式中，W为井下发射频率，V(h)为所述井□电压，Vt为井下发射电压，Zi和Z2所述 钻杆的上半段和下半段的特性阻抗，d为所述钻杆的上半段和下半段之间的绝缘体的长度， Y1为所述钻杆的上半段的传播参数，h为所述钻杆的上半段的长度，X为所述埋地电极与 所述井口的预设距离，且X远远小于h，η为井下激励源至所述井口每间隔预设距离取的点 的个数，化ed(x)为所述钻柱顶端的电压。
[0064] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0065] 通过将地层沿钻柱水平切割为分段均匀的地层，等效为分层地层，从而将钻柱和 分段均匀的地层作为等效传输线，使得在确定电磁信道模型时，可W结合地层的分层特性 确定，确定的电磁信道模型的准确性更高。
【附图说明】
[0066] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据送些附图获得其他 的附图。
[0067] 图1是本发明实施例提供的一种确定电磁信道模型的方法的实施环境示意图；
[0068] 图2是本发明实施例一提供的一种确定电磁信道模型的方法的流程图；
[0069] 图3是本发明实施例二提供的一种确定电磁信道模型的方法的流程图；
[0070] 图4是本发明实施例二提供的一种将理论数据与实测实据进行比较的示意图；
[0071] 图5是本发明实施例Η提供的一种确定电磁信道模型的装置的结构示意图；
[0072] 图6是本发明实施例Η提供的另一种确定电磁信道模型的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0073] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0074] 如图1所示，其示出了本发明实施例提供的确定电磁信道模型的方法的实施环境 示意图，本发明实施例提供的方法适用于钻井领域的井下地层中。如图1所示，在本发明实 施例中，将钻柱和地层作为等效传输线，并将地层沿钻柱水平切割为分段均匀的地层，等效 为分层地层，且不同分段的地层对应不同的地层电阻率。直径为化的钻柱被长度为d的绝 缘体分成上下两段，用于形成天线，从而实现收发井下信号。其中，上半段的长度为h，下半 段的长度为Ah。Vt为井下激励源，作为向地面发送电磁信号的激励电压。在距离井口 X处 设置有一个埋地电极，在确定电磁信道模型时，可W结合该埋地电极与井口电压V化）之间 的关系化ed(x)来确定电磁信道模型。
[0075]另外，如图1所示，在本发明实施例中，确定等效传输线的电流密度线模型为垂直 于钻柱的柱轴、且沿射径方向形成的外导体环柱的传输线模型。在由井下向井口传输信号 时，通过该传输线模型来传输信号。
[0076] 具体的确定电磁信道模型的方法详见下述实施例一和实施例二：
[0077] 实施例一
[0078] 本发明实施例提供了一种确定电磁信道模型的方法，该方法将地层沿钻柱水平切 割为分段均匀的地层，等效为分层地层，并将钻柱和分段均匀的地层组成的电磁信道等效 为传输线，得到电磁信道模型的等效传输线。其中，不同分段的地层对应不同的地层电阻 率。参见图2,本发明实施例提供的方法流程包括：
[0079] 201;根据分段均匀的地层的地层电阻率确定等效传输线上单位长度的传输参数。
[0080] 其中，等效传输线上单位长度的传输参数包括并联电导、串联电阻和串联电感；
[0081] 根据分段均匀的地层的地层电阻率确定等效传输线上单位长度的传输参数，包 括：
[0082] 确定等效传输线的电流密度线模型为垂直于钻柱的柱轴、且沿射径方向形成的外 导体环柱的传输线模型；
[0083] 根据分段均匀的地层的地层电阻率、传输线模型的外导体半径W及钻柱的钻杆的 外半径确定并联电导；
[0084] 根据钻柱的电阻率，钻杆的外半径W及钻杆壁厚确定串联电阻；
[0085] 根据地层磁导率、传输线模型的外导体半径W及钻杆的外半径确定串联电感。
[0086] 优选地，根据分段均匀的地层的地层电阻率确定等效传输线上单位长度的传输参 数，包括：
[0087] 根据分段均匀的地层的地层电阻率、传输线模型的外导体半径W及钻柱的钻杆的 外半径通过W下公式确定等效传输线上单位长度的传输参数中的并联电导g(z):
[0088]
[0089] 根据钻柱的电阻率、钻杆的外半径W及钻杆壁厚通过W下公式确定等效传输线上 单位长度的传输参数中的串联电阻:
[0090]
[0091] 根据地层磁导率、传输线模型的外导体半径W及钻杆的外半径通过W下公式确定 等效传输线上单位长度的传输参数中的串联电感ll :
[0092]
[009引其中，P (Z)为井下激励源当前所在地层的地层电阻率，bi为传输线模型的外导体 半径，b为钻杆的外半径，Z为W井下激励源为原点并且沿井口方向的坐标，Pm钻柱的电阻 率，μ。为地层磁导率，τ为钻杆的壁厚。
[0094] 202;根据等效传输线上单位长度的传输参数确定井下地层参数W及钻柱顶端的 电压，获得井下地层参数、井下发射电压、井下发射频率、地面接收电压W及钻井深度之间 的关系。
[0095] 203;根据井下地层参数、井下发射电压、井下发射频率、地面接收电压W及钻井深 度之间的关系确定电磁信道模型。
[0096] 其中，根据等效传输线上单位长度的传输参数确定井下地层参数W及钻柱顶端的 电压，包括：
[0097] 根据等效传输线上单位长度的传输参数计算井下地层参数，并根据等效传输线上 单位长度的传输参数W及井下地层参数求解预设的分层地层中钻柱上各点的电压电流模 型，得到钻柱上各点的电压和电流，获得井口电压；
[0098] 在距离井口的预设距离处设置一个埋地电极，根据井口电压与埋地电极之间的电 位差确定钻柱顶端的电压。
[0099] 优选地，井下地层参数包括传播参数和特性阻抗；
[0100] 根据等效传输线上单位长度的传输参数计算井下地层参数包括通过W下公式计 算井下地层参数：
[0101]
[0102] 根据传输线上单位长度的传输参数W及井下地层参数求解预设的分层地层中钻 柱上各点的电压电流模型，得到钻柱上各点的电压和电流，获得井口电压，包括通过W下公 式获得井口电压：
[0103]
[0104] 根据井口电压与埋地电极