基于凸壳原理的钻柱振动分析方法

摘要

论述了凸壳原理的特点及具体的计算方法,并从井下工程参数仪测量原理和钻柱振动数学模型两个角度出发论证了凸壳原理在钻柱振动特性分析中的可行性和有效性,在此基础上,将钻柱纵振与凸壳原理相结合,提出了一种基于凸壳原理的钻柱纵振监测模型和方法.利用凸壳原理分别对旋转钻井与滑动钻井工况下的钻柱振动特性进行分析,结果表明旋转钻井时获取的凸壳面积较滑动钻井时大,与实际情况相符合,在一定程度上验证了模型的有效性;根据现场实测井底钻压数据,结合凸壳原理对不同工况下钻柱纵振特性进行分析,分析结果表明:对采样频率较高的工程参数测量仪,采用凸壳原理能够提高对实测数据的处理能力,能够实现井下复杂工况的解释与识别;本文建立的钻柱纵振监测模型可在无井下振动测量短接的条件下,实现钻柱振动的实时监测,对钻井参数的优化设计、规避钻井风险具有一定的指导意义.