复杂结构丛式井是可以大幅度提高油气井产量和最终采收率的前沿技术,而随钻防碰测量系统是保证复杂结构井安全钻进的关键技术之一。本文围绕基于大功率电流励磁法的随钻防碰测量系统开展研究,在对其基本原理以及发送和接收信号的特性进行了较深入分析的基础上,完成了测量系统总体方案的设计。根据接收信号为过零方波、且噪声大、干扰强的特点,提出了一种基于谐波重构的信号处理方法。该方法首先将接收信号进行具有频率聚焦特性的DFT;其次,通过搜索DFT谱峰来锁定方波的基波频率;然后,选取方波的奇次谐波通过IDFT,重构原始时域方波信号;最后,采用过零点检测和时域平均法获得方波的幅值。数值仿真和模拟实验验证了该方法的可行性和准确性。此外,本文完成了测量系统地面仪原理样机的硬件设计,并研发了配套的测控软件的设计。地面仪可以控制电流源发送的电流强度和频率;可以实现地面与井下数据传输与显示。测控软件采用基于My Eclipse可视化开发环境,运用面向对象的Java语言,利用Java 3D、JFree Chart等插件和API进行UI界面的设计和主要功能的开发,并将信号处理算法、过零点检测算法以及定位方法嵌入其中,以实现井间距离的实时显示与控制。本文的研究成果,为最终实现定向钻井和丛式井防碰控制奠定了较好的基础。