三牙轮钻头钻进时钻柱轴向振动的特征

摘要

由于三牙轮钻头的特殊几何结构，钻进过程中在岩层顶部容易形成一个三脊状井底，正是这一三脊状井底，当钻头旋转一周时钻柱轴向三次凸凹变化，由此在轴向产生１倍、２倍和３倍及其更高次倍于转盘转速ｒｐｍ的谐波振动。另外，三牙轮钻头与地层作用破岩时牙轮牙齿产生啮合振动，由于三脊状井底对啮合振动进行幅度调制形成调幅信号，根据调幅信号的频率特征，振动信号在频域表现为具有一定边带的一束谱线，它是钻头工作正常的“健康信号”。本文总结出了三牙轮钻头钻柱轴向振动的一般规律，并通过华北油田固１０８井实际测量数据分析，这一特征已经得到现场数据的验证。