在随钻声波测井获取硬地层纵波信息的过程中,单极子声源会激发沿钻铤传播的钻铤模式波,其传播速度与硬地层纵波速度相近且幅度远高于地层纵波幅度,因此必须对钻铤模式波进行降幅处理才能获得比较好的地层纵波信息。为了能够消除钻铤模式波,本文设计了一种在钻铤上周期性刻槽的隔声结构。声波在周期性刻槽结构钻铤中传播时在频率上会体现出通阻带交替出现的状况。声波可以很好的通过的频率范围是通带,声波会发生衰减而不容易通过的频率范围是阻带,且通、阻带的位置不受钻铤外部流体或地层影响,只由周期性刻槽钻铤本身的结构参数决定。在钻铤上刻槽的长短、深浅不同都会对应不同的频散特征,若沿钻铤传播的钻铤模式波的频率恰好在其阻带范围内就可以达到降低钻铤模式波幅度的效果。本文基于纵波传播理论给出了周期性刻槽结构钻铤系统的声波频散曲线,推导出了周期性刻槽结构系统的传声损失(即隔声量)表达式,数值计算结果表明凹槽长度与槽间隔长度之和决定了阻带位置,刻槽深浅决定了阻带宽度。当固定凹槽长度和槽间隔长度,增加槽深,隔声结构的阻带范围变宽,隔声量增大;固定槽间隔长度增大槽长与固定槽长增大槽间隔长度的效果相同,随着槽间隔或者槽长的增加隔声体的阻带位置都向低频方向偏移,并且只有当槽长与槽间隔长度相等时隔声量最大、阻带最宽;当槽长与槽间隔之和不变时增大槽长(减小槽间隔),阻带的中心频率基本不改变,但阻带宽度随槽长的增加而减小,隔声体的隔声量也明显的减小;当刻槽位于钻铤内表面时,在相同的刻槽参数下在钻铤内表面刻槽时的隔声量小于在钻铤外表面刻槽的隔声量。考虑到环形槽的强度较低,设计了结构复杂的键形凹槽隔声结构。利用有限元法对键形凹槽结构隔声体的隔声量、隔声体的机械强度进行了数值计算。计算结果表明:隔声体机械强度与刻槽深浅、周向刻槽圆心角大小、截面突变处过渡圆弧半径有关。增加过渡弧半径,可有效减小隔声体上最大等效应力,提高隔声体机械强度;增大刻槽深度,增加刻槽圆心角可有效提高隔声体的隔声量,但最大等效应力增大,隔声体的机械强度降低。当固定周向开槽个数改变刻槽圆心角,隔声结构的隔声量会随刻槽圆心角增加而增大,强度会随刻槽圆心角增加而增大而降低。