随着世界经济的迅速发展,人们对石油的需求越来越大。因此,如何在石油开采、勘探以及钻井工作中对信息进行传递和分析已经是研究发展的一个热点。电磁式随钻法测量技术主要指的是上个世纪80年代从事石油资源开采、煤炭资源开采等工业应用领域研究而来的一种新型测量方法。采用先进的电磁波传输方式操作简便容易实现,传输的速率相对比较高,传输的可靠性强,在测量工艺过程中针对循环钻井液和循环介质的需求小,可以广泛地适用于空气、泡沫或泥浆的欠平衡钻井,再加上成本花费低等优点。该方法在商业上取得了广泛应用。由于地层环境的复杂,必需选择恰当的方法对电磁信号传输模型进行建模。对于复杂的非均匀问题,目前普遍采用基于传输线的方法,但该方法只能考虑一维模型,不能考虑径向的分层模型和仪器的细节结构。所以本文选择利用有限元方法对对“钻柱、钻井液、套管、水泥环、地层所构成的随钻电磁波传输完整信道”进行了电磁建模。首先通过麦克斯韦方程组推导出在地层介质中的总场所满足的波动方程,再通过简单的变分原理得到泛函的表达式,再对其进行离散,将其表达为各个剖分单元上的积分总和。为了更好地与模型进行契合,以六面体为基本单元进行剖分,采用了混合阶的叠层矢量函数来描述剖分单元内任一点的场,减少了未知量,提高求解速度。利用上述的有限元方法对“钻柱、钻井液、套管、地层所构成的随钻电磁波传输信道”进行了电磁建模,并具体研究分析了钻杆、套管、水泥环、钻井液、地层对随钻电磁波传输的影响,从而指导了随钻电磁波传输原理样机的参数设计。具体包括:（1）研究对比了发射天线与接收天线在套管的不同位置对随钻电磁波传输的影响,从而优化了中继天线的位置布局;（2）仿真分析了线天线与螺线管天线的尺寸对其接收性能的影响,进一步优化了这两种接收天线的设计。（3）研究考察了不同地层以及不均匀地层时接收天线在不同频率下的接收性能,从而对频率进行了优化,以选择合适的电磁波激励频率。另外,通过上述的仿真分析,能对仪器的下井测试进行指导,以及评估随钻电磁波仪器使用的范围和使用的环境。最后基于本文方法参与设计的原理样机在新疆轮台进行了实井测试,单节实现了近900米的传输距离,并且通过仪器的测试结果与仿真结果对比,进一步验证了本文方法和仿真结果的正确性。