[发明专利]一种监测钻柱扭转振动的方法

权利要求书

1.一种监测钻柱扭转振动的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：基于钻具组合参数、钻柱力学性质参数计算得到钻柱的扭转柔量、钻柱的特性阻抗；

步骤2：根据所述钻柱的特性阻抗以及井底钻具惯量建立关于粘滑频率的相关函数，计算得到钻柱的理论粘滑频率；

步骤3：根据所述钻柱的扭转柔量、钻柱的特性阻抗及理论粘滑频率，结合带通的滤波转矩计算出钻头的动态角速度；

步骤4：根据所述的钻头的动态角速度经过低通滤波，然后再进行相应计算，得到钻柱的扭转振动强度指数；

步骤2中，所述钻柱的理论粘滑频率为：

上式中，Jb为井底钻具惯量，l为钻杆长度，c为钻柱的扭转波传播速度，ζ为钻柱的特性阻抗；

步骤3中，所述钻头的动态角速度为：

上式中，T_bp为带通滤波转矩，l为钻杆长度，r_d为顶驱的反射系数，k为钻柱的波数；

上式中，ω为钻柱角频率，C为总的钻柱扭转柔量，c为钻柱的扭转波传播速度；

步骤(4)中，所述钻柱的扭转振动强度指数

上式中，LP()为低通滤波，Ω_set为设定的电机驱动角速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，所述钻柱的扭转柔量为：

上式中，C为总的钻柱扭转柔量，l_j为第j节的钻柱长度，I_p,j为第j节的钻柱横截面极矩，G为钻柱的剪切弹性模量；

所述钻柱的特性阻抗为：

上式中，I_p为钻柱的横截面极矩，ρ为钻柱密度，G为钻柱的剪切弹性模量。