基于近钻头振动数据分析方法及应用研究

通过分析近钻头振动数据能够及时判断井下工况,可减少钻头磨损,提高钻井质量.从信号处理的方向出发,通过对多组近钻头振动测量数据进行时域、频域以及时频域分析,得到振动信号的均值、方差、均方值,以及功率谱密度和短时傅里叶变换,与正常钻进时数据进行对比分析,找出粘滑工况的一般特征.在发生粘滑时,X轴和Y轴振动数据的均值、方差和均方值均变大,X轴尤为剧烈;X轴和Y轴的功率谱密度频谱增多,幅值增大,整体偏移横轴;短时傅里叶变换的三维时频图能够更加直观的观察到这一特征.研究结果表明,通过功率谱密度和短时傅里叶变换能够及时判断井下粘滑工况,预防钻头早期损坏,优化钻井过程,降低钻井成本.