随着深水钻井装备的不断发展和升级,作业水深和钻井深度也越来越深,深水钻井是高技术,高风险,高投资,高回报的行业,为了提高其钻井的效率,应用了很多先进的钻井技术和现代化测控技术,特别是各种井下随钻测量技术(MWD,LWD等)的应用,大大提高了钻井的效率。深水钻井多采用定向井、水平井和从式井等特殊工艺井,都必须依赖随钻测量技术。随着随钻测量的数据急剧增加,传统的泥浆脉冲波传输数据已经无法满足实际发展的要求,井下信号如何高速传输到地面成了制约井下随钻测量技术发展的瓶颈。为此,本文专门研究了以钻柱为信号传输通道,声波为信号载体的新型信号传输方式。声波具有传输速度高,结构简单,成本低,不足之处是衰减快,信号微弱,杂波干扰多。文章主要研究和设计了声波接收电子系统,通过模拟钻柱进行声波发射和接收的模拟实验并实现预期的功能,主要的设计内容包括:微弱信号的接收和接收换能器的抗干扰设计,设计了多种方案的电荷放大器,比较并选择最佳的电路方案;相应的滤波器和电压放大电器设计;采用不同的方案实现信号解码;单片机信号采集处理系统和ZigBee无线传输系统硬件设计;并通过模拟实验实现对信号发射方式进行优化尝试。在解决了其传输衰减机理和微弱信号接收技术后,声波传输技术有希望成为一种新型的井下信号高速传输方式,为井下测控仪器向更高水平发展打下基础。