在勘探、开采油气井的作业过程中,需要实时获取井下测量仪器的相关数据,以便测试人员能够及时采取各种应对措施和调整作业程序,从而减少钻井工作的盲目性,提高钻井效率。随着油田开发进入后期,开采的油层越来越薄,常规随钻测量技术中感知温度压力、地层信息等数据的传感器测量点距离井底钻头长达8m至20m。当井底钻头跨越地层边界时,传感器所感知的数据相对滞后,不能及时感知地层边界的变化,使得钻井工具姿态调整不及时,造成油气储层的大量损失,严重时还会致使地质导向陷入困境。为了解决数据信息滞后带来的这一问题,急需研制近钻头测量无线短传系统,以实现近钻传感数据信息的实时传输。本文主要对近钻头测量磁耦合无线短传关键技术进行了研究,首先对磁耦合短传系统传输机理进行了分析,提出了传输系统电路等效模型,并根据麦克斯韦方程组对发射线圈所激发的场域进行了推导计算,得到发射线圈近场区域内无功功率振荡这一特点,为后续系统设计和模型仿真提供了理论支持。其次在有限元仿真软件中建立井下磁天线传输模型并进行仿真分析,研究了不同频率、不同磁芯等因素下线圈所激发的磁场强度在螺杆上的衰减规律;并在研究了井下仪器的特殊工作环境对磁力线分布影响的基础上,进一步提出了双边谐振补偿、保护外罩切缝处理等增强磁场强度的改进措施,以增强系统传输性能。最后根据磁场衰减规律和井下仪器结构,计算并修正发射线圈参数,分析不同双边谐振补偿结构电路的阻抗特性,选择优化的SS谐振补偿结构。并研究了易于系统传输的2FSK信号调制和解调方案,设计并开发出结构简单可靠、密封性良好、适用性高的近钻头测量磁耦合无线短传系统。近钻头测量无线短传关键技术能够实时为钻井作业现场施工提供准确、可靠的科学决策依据,提高钻具轨迹控制精度,降低钻井成本,满足油田增储上产和提高经济效益的需要,可以提升我国定向井技术的技术层次和在国际钻井技术服务市场上的竞争力。