在钻井过程中，井径是工况异常和地层信息识别的重要参数。准确的测量有助于区分“落块”卡钻和“岩屑层”卡钻，分析判断地下岩石裂缝和套管损坏的位置和变形。针对国内井径测量方法随钻超声波检测盲区大、检测距离短、不适合高密度钻井液环境等缺点，设计了单周期脉冲发射电路，在保证超声波发射功率的前提下，减小了井径测量盲区。提出了一种基于时变的分段回波信号补偿方法，为了适应高密度钻井液环境下的大规模测量，采用改进型相关检测算法提取超声反射信号，然后计算出准确值。最后，对上述技术和相应电路进行了实验室和现场测试。结果表明，该系统在高密度钻井液环境下仍能在有效地测量到明显的回波信号，减少了测量盲区，扩大了测量范围。