随着我国国民经济的不断发展，机械工业以及电子通信技术等方面都取得了长足的进步，钻探技术水平也随之得到了不断的提升。在钻探领域，钻井应用工程已经走向智能化、信息化、自动化的发展之路。智能化钻井工程中，主要面临的难题是在钻进的过程中，如何实现井眼轨迹的闭环自动化控制。井眼闭环控制中的关键技术是如何实现地面与井下信号的双向通信。　　 在钻井工程中，随钻测量系统(MWD)主要用于测量井下诸如钻具方位角、顶角、温度等参数，然后将这些井下参数传送到地面控制平台，此过程称作为信号的上传。目前，MWD在钻井工程中的应用已经比较普及，相关技术也比较成熟。但是欲实现井眼的闭环自动控制，需要根据井下传输至地面的技术参数，按照设计要求控制钻具，以达到钻井过程中的闭环控制自动化控制的目的。因此，仅靠井下信号数据的上传是远远不够的，还需要满足地面数据传输至井下执行机构的信号下传功能。　　 地面信号的下传技术在国内外都属于研究开发阶段，尚未形成成熟的理论。地面信号与井下信号的双向通信需要协调信号上传及信号下传的通信方式。信号的下传技术中面临的问题有很多，比如，信号下传的传输方式、信号的强度控制、相关程序的编码及解码、信号传输的特性以及后续的信号处理技术等等。本文将针对信号的下传，选择泥浆负脉冲作为信号的传输方式，通过泄流式泥浆负脉冲原理，进行负压力脉冲的信号试验，研究泥浆脉冲的传输特性。　　 本文主要章节安排如下：　　 第一章，绪论。主要介绍该论文的研究意义以及选题的依据，阐述国内外旋转导向技术的发展现状以及未来的发展趋势，介绍了国内外主要的旋转导向系统的特点。最后根据论文选题的目的，介绍本文的主要研究内容以及技术路线。　　 第二章，随钻测量系统的介绍。本章主要由随钻测量系统(MWD)入手，介绍了不同传输方式的随钻测量系统以及各种不同传输方式的优缺点。随后特别介绍泥浆脉冲式随钻测量系统的工作原理以及三种不同的泥浆脉冲信号的产生原理，为后续的试验做好铺垫。　　 第三章，信号下传系统的设计。配合本文的研究内容以及研究目的，设计一种信号下传系统，首先，通过回顾笔者参与过的信号上传试验，总结信号传输试验中，试验平台的搭建以及主要试验方式。然后针对信号的下传特点，介绍了信号下传方案的选择依据以及钻井液通道中，泥浆脉冲信号传输的基本原理。　　 第四章，脉冲信号在泥浆中的传输特性。将脉冲信号在泥浆中的传输看成是一种流体在管道中的流动。利用一维不定常流体的微分方程这种数学方法来推导出流体的运动方程以及连续方程，通过求解这些方程组，从理论上推导出脉冲信号的传输特性。　　 第五章，试验平台的建立。通过前面章节的介绍，根据信号下传系统的设计方案，建立信号下传系统的试验平台。介绍了试验平台中主要零部件的选用以及功能，试验平台中的水力循环通道、数据发送与接收装置等关键环节的设计，并总结存在的问题。　　 第六章，程序控制系统的研究与设计。介绍单片机的功能和原理、串行通信的应用等。设计上位机控制程序，利用Tcl/tk语言编制通信程序，完成计算机与单片机之间的串行通信。针对试验中采用的实验器材，设计单片机、继电器以及压力传感器的采集系统等相关控制元件。　　 第七章，信号下传系统的测试。搭建好信号下传系统的试验平台之后，对水力循环通道、程序控制系统、压力检测系统进行测试。通过试验，采集试验平台中的压力数据，绘制成曲线，根据理论推导的脉冲信号传输特性来佐证实际试验中的脉冲信号传输特性。