石油开采中要求勘探结果精度高且探测距离远。等离子体冲激声源作为随钻声波深探测测井仪器的发射源,可以弥补目前声源无法兼顾高低频且发射功率有限的不足。本文对随钻等离子体冲激声源电极特性进行仿真研究,提出一种新的电极结构,该电极结构作为声源的核心部件,产生的冲击波强度大、频带宽,并且尺寸能满足常用井眼与钻铤尺寸的适配条件,为随钻声波深探测测井仪器声源的设计提供依据。本文首先对随钻等离子体冲激声源的产生机理进行了理论分析,以边界水温度到达773K和平均电场强大于8k V/cm作为判决条件计算预击穿时间,采用等离子体控制方程计算冲击波强度。其次采用有限元方法对针板电极特性进行三维数值模拟并与已有实验结果进行对比,验证了数值模拟的准确性;同时在有效的仿真模型下,构建不同的电极结构进行对比分析,认为微孔电极作为随钻等离子体冲激声源的电极结构更为适合。再次研究了电极间隙、静水压力和温度对微孔电极特性的影响。得到最佳电极间隙为7.5mm;在最佳电极间隙下,随着静水压的增加,预击穿时间呈指数增长,冲击波峰值减小;温度主要影响声源的预击穿过程。最后在最佳间隙条件下对微孔电极进行优化。与微孔电极相比,优化电极的预击穿时间缩短了37%,冲击波强度增大了17%。优化电极中心处冲击波在10k Hz内能够达到300d B以上,在100k Hz内能够达到290d B以上;在距离电极中心17cm处的冲击波幅值为1.541MPa。