石油与人们衣食住行方方面面都息息相关,近年来人们在全球各地发现的大型油气田中,60%以上都是海洋油气,这表明了海洋油气将是人们往后生产生活所需油气的重要来源。而如何保证深海石油钻探的安全生产,成了一个至关重要的问题。因此在深水钻井过程中若是能及时检测到有地层孔隙中的气体侵入钻井液中,就可以极大限度减少井喷事故的发生。目前国内外应用较多的气侵检测方法有泥浆池液面检测法、泥浆出口流量差法,随钻气侵检测技术、多参数综合检测法等。本文在分析了相关的气侵检测方法的优点和不足之处以及应用情况后,研究了一种基于非定向连续超声波多普勒原理的气侵检测方法,当超声波在钻井液中传播时遇到气泡会被反射回来,在发射信号和接收信号之间由于随钻井液流动的气泡的反射作用就会产生多普勒频移。通过对接收信号进行分析得出钻井液的流速信息和气泡的含量信息。本课题中以采集信号的处理部分为重点,对信号从时域和频域进行分析,时域上通过提取信号的峰值相关信息;频域上对信号做谱估计得到信号的平均频率和功率,作为流体的流速和气体含量在回波信号中的反映,以此得出这些信号的特征量与流速和含气量之间的关系。由于气泡在管道中的大小和分布的随机性,并且考虑到声波在钻井液中的传播衰减特性,对信号的分析中采用了加权处理。设计的检测软件实现包含了信号的采集、实时数据分析、结果的存储与显示以及历史数据处理功能。论文最后在气侵模拟实验装置上进行了室内模拟实验,包括了在不同流速和含气量的情况下进行的清水实验和不同密度的泥浆实验,并对每组实验条件都进行了多次重复实验,采集了大量数据。通过所采集到的数据对流体的流速和含气量进行检测,对这些实验数据的分析结果表明,在实验中气侵检测软件能够检测出气侵情况。