[发明专利]随钻钻具振动测量方法及系统和设备

权利要求书

1.一种随钻钻具振动测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：

利用振动监测单元进行井下钻具振动测量，获取横向振动数据和轴向振动数据；

利用小波变换对横向振动数据进行滤波处理，以分离并去除由于钻柱旋转引入的低频趋势项，所述低频趋势项包括径向加速度分量rω²表现出的趋势项和切向加速度分量表现出的趋势项；

将沿着钻柱径向加速度测量值X_a和沿着钻柱切向加速度测量值Y_a分别确定为横向加速度的两个正交分量a_xc和a_yc；

根据沿着钻柱径向加速度测量值X_a和沿着钻柱切向加速度测量值Y_a，确定钻具横向振动加速度a_lat。

2.根据权利要求1所述的随钻钻具振动测量方法，其特征在于，滤波处理时，选用db5小波作为基函数。

3.根据权利要求1所述的随钻钻具振动测量方法，其特征在于，所述钻具横向振动加速度a_lat的计算式如下所示：

式中，a_lat为钻具横向振动加速度，g(9.8m/s²)；X_a为沿着钻柱径向加速度测量值，m/s²；Y_a为沿着钻柱切向加速度测量值，m/s²。

4.根据权利要求1所述的随钻钻具振动测量方法，其特征在于，根据钻具横向振动加速度a_lat的计算结果，划分振动烈度。

5.根据权利要求1所述的随钻钻具振动测量方法，其特征在于，三轴加速度测量值的物理表达式如下所示：

式中，X_a为沿着钻柱径向加速度测量值，m/s²；Y_a为沿着钻柱切向加速度测量值，m/s²；r为偏心距，m；ω为钻柱井下转速，rpm；Z_a为沿着钻柱轴向加速度测量值，m/s²；a_xc和a_yc为横向加速度的两个正交分量，m/s²；a_zc为轴向加速度，m/s²。

6.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：

处理器；

存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1～5中任意一项所述的钻具振动测量方法。

7.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1～5中任意一项所述的钻具振动测量方法。

8.一种随钻钻具振动测量系统，其特征在于，所述测量系统包括振动监测单元、滤波处理单元和横向振动计算单元，其中，

所述振动监测单元偏心安装在钻具上，用于获取横向振动数据和轴向振动数据；

所述滤波处理单元与所述振动监测单元连接，用于对横向振动数据进行滤波处理，以分离并去除由于钻柱旋转引入的低频趋势项；

所述横向振动计算单元与所述滤波处理单元连接，用于根据滤波处理后的横向振动数据计算钻具横向振动加速度a_lat。

9.根据权利要求8所述的随钻钻具振动测量系统，其特征在于，所述振动监测单元由三轴正交的MEMS加速度传感器和采集传输电路构成。

10.根据权利要求8所述的随钻钻具振动测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括横向振动烈度划分单元，所述横向振动烈度划分单元与所述横向振动计算单元连接，用于根据钻具横向振动加速度a_lat的计算结果，划分振动烈度，并绘制横向振动烈度曲线。