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《中国石油大学》 2011年
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钻具振动信号的采集及应用研究

陈添  
【摘要】:近年来,钻具早期损坏的现象时有发生,从而造成钻进成本的增加。研究表明,钻柱振动是钻进时井下普遍存在的现象,钻柱的高幅振动是钻具损坏的主要原因,因此,对钻具振动的研究也日益引起人们的重视。钻柱振动信号是一种信息含量丰富、成分复杂的振动波,它包含了钻柱和钻头自身工况引起的振动、钻头与地层相互作用所激发的振动,钻柱与井壁相互碰撞及粘卡-释放引起的振动等。钻柱振动分为纵向、横向与扭向三种方式。钻柱振动波的特征与钻具结构、钻具的运动状态及所受载荷特性等动力学特性有关,其信号特征反映了井下钻具的工作状态及岩石特性。因此,对钻柱振动信号进行实时监测和分析,对于控制钻柱振动,预防钻井事故,判断井下工况,优化钻井以及识别地层岩性等方面有着重要的意义。 本论文研究分析了钻柱振动产生的机理和信号特征,在国内外相关研究的基础上研制了振动测量卡箍,开发了一套针对井下钻柱振动信号的地面采集、传输与监控系统。利用振动信号的时域、频域处理方法,开发出一套相应的钻柱振动信号分析处理软件并进行了现场试验。通过试验,得到了不同钻进参数对钻具振动信号的影响,钻柱在发生跳钻、粘卡等井下复杂情况以及钻遇砂岩、页岩、砾岩等岩层时的钻柱振动信号特征。 现场试验表明,不同钻进情况下的钻具振动信号不同,钻进复杂情况对振动信号低频部分影响较大,地层因素对振动信号的高频部分影响较大。钻具振动信号可以反映钻具工作状况,对钻具振动的研究有利于识别钻具损坏、降低钻进成本。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE921

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【参考文献】
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