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摘 要：本文探讨了井下钻柱振动的影响因素是钻进参数、井眼井斜、井底钻具组合、井眼尺寸等因素，提出了振动的诊断流程和缓解措施，DDS可以实时监测井下钻柱振动，分析解释不同曲线，采取不同的措施来缓解和避免钻柱振动。
关键词：钻柱振动 钻具 诊断流程 DDS
一、振动的影响因素
1.钻进参数
优化钻进参数（主要指钻压和转速），使之处于振动安全范围内。
我们都知道，离心力的大小和转速的平方成正比，转速越高，产生在钻头和钻柱上的非平衡力就越大，也就意味着越多的能量产生侧向上的震动。扭转方向上的振动通常与低转速（更高的摩擦扭矩）有更大的关系。所以在一个扭转振动占主要因素的环境下，不建议使用低转速。当转盘转速正好与某个井下钻具固有频率相一致时，会产生共振现象，这种情况也应当避免。不幸的是，首先是条件限制，有时能够避免井下侧向振动的转速不可能实现。
第二个实时控制振动的方式是改变钻压。通常改变钻压，相对于钻柱振动来讲，更能影响钻头的振动。但是有时钻压很高，会导致钻具弯曲，使钻铤和井壁接触，钻柱转动时，又会产生钻具旋转和侧向上的振动。
2.井眼井斜
通常来讲，钻进直井时，更容易产生侧向上的振动。因为在定向井中，钻柱重力总有减少侧向位移的趋势。这个已经被DDS的数据和已经发表的钻井工业方面的文献所证明。然而，由于更大的摩擦扭矩，扭转振动（粘/滑）在斜井中更容易产生
3.井底钻具组合
钻具组合设计在钻井动力学中是一个非常重要的因素。井下马达的使用可以减少钻具和井壁的相互能量作用，减少钻具旋转和侧向振动的几率。在传统钻具里，稳定的钻具组合比钟摆钻具产生的振动更少。在钻进硬地层时尽可能减少钻铤的数目。这是因为不稳定的钻具组合更能诱发钻铤和钻头的旋转。
同样，在钻进直井时，相对于不满眼扶正器，建议使用满眼扶正器。要想保护MWD仪器免于破坏性的振动损坏，应该使用满眼扶正器。如果钻具足够稳定，也能较少钻头振动。在大位移和大斜度井中，建议使用螺旋钻铤代替普通钻铤以减少摩阻。在一些DDS显示高振动的地区，应定期探伤钻具，尤其接箍处。
4.钻头
防旋转PDC钻头比普通PDC更稳定。PDC钻头在高转速，硬地层中有旋转的趋势。钝的，不满眼的钻头能诱发钻柱的扭转振动（粘/滑）。
5.岩性
振动总是随着地层硬度的增加而增加。
6.井眼尺寸
扩大的井眼（大肚子）增加钻头和钻柱的不稳定性，增加侧向震动，钻头、钻柱旋转的可能性。
二、振动的诊断流程和缓解措施（见下图）
三、结论与认识
1.井下钻柱振动能损坏螺杆、MWD，钻柱，钻头，造成井下事故（刺漏，扭断）等，造成大量非生产时间，影响服务质量。
2.Sperry-Sun通过三个互成直角的加速度计（X、Y和Z）来测量井下钻柱振动，再由模拟电路输出加速度峰值、平均值和脉冲。
3.井下钻柱振动主要包括轴向、侧向和扭转振动三种类型。振动机理主要分为：钻头跳钻、粘/滑、钻头/钻柱旋转、侧向震动和耦合振动。影响因素主要有：钻进参数（钻压和转速）、井眼井斜、钻具组合、钻头、岩性、井眼大小。
4.DDS可以实时监测井下钻柱振动，分析解释不同曲线，采取不同的措施来缓解和避免钻柱振动。
根据振动诊断的原因分析，振动情况分析和处理措施如下图：
参考文献
[1]Sperry-Sun，aHalliburtonCompany.DrillstringDynamicsSensor（DDS）SensorManual，1999.
[2]陈红昌刘玉榜隋海东等.DDS振动传感器在随钻地质导向中的应用，2008.
关键词：钻柱振动 钻具 诊断流程 DDS
一、振动的影响因素
1.钻进参数
优化钻进参数（主要指钻压和转速），使之处于振动安全范围内。
我们都知道，离心力的大小和转速的平方成正比，转速越高，产生在钻头和钻柱上的非平衡力就越大，也就意味着越多的能量产生侧向上的震动。扭转方向上的振动通常与低转速（更高的摩擦扭矩）有更大的关系。所以在一个扭转振动占主要因素的环境下，不建议使用低转速。当转盘转速正好与某个井下钻具固有频率相一致时，会产生共振现象，这种情况也应当避免。不幸的是，首先是条件限制，有时能够避免井下侧向振动的转速不可能实现。
第二个实时控制振动的方式是改变钻压。通常改变钻压，相对于钻柱振动来讲，更能影响钻头的振动。但是有时钻压很高，会导致钻具弯曲，使钻铤和井壁接触，钻柱转动时，又会产生钻具旋转和侧向上的振动。
2.井眼井斜
通常来讲，钻进直井时，更容易产生侧向上的振动。因为在定向井中，钻柱重力总有减少侧向位移的趋势。这个已经被DDS的数据和已经发表的钻井工业方面的文献所证明。然而，由于更大的摩擦扭矩，扭转振动（粘/滑）在斜井中更容易产生
3.井底钻具组合
钻具组合设计在钻井动力学中是一个非常重要的因素。井下马达的使用可以减少钻具和井壁的相互能量作用，减少钻具旋转和侧向振动的几率。在传统钻具里，稳定的钻具组合比钟摆钻具产生的振动更少。在钻进硬地层时尽可能减少钻铤的数目。这是因为不稳定的钻具组合更能诱发钻铤和钻头的旋转。
同样，在钻进直井时，相对于不满眼扶正器，建议使用满眼扶正器。要想保护MWD仪器免于破坏性的振动损坏，应该使用满眼扶正器。如果钻具足够稳定，也能较少钻头振动。在大位移和大斜度井中，建议使用螺旋钻铤代替普通钻铤以减少摩阻。在一些DDS显示高振动的地区，应定期探伤钻具，尤其接箍处。
4.钻头
防旋转PDC钻头比普通PDC更稳定。PDC钻头在高转速，硬地层中有旋转的趋势。钝的，不满眼的钻头能诱发钻柱的扭转振动（粘/滑）。
5.岩性
振动总是随着地层硬度的增加而增加。
6.井眼尺寸
扩大的井眼（大肚子）增加钻头和钻柱的不稳定性，增加侧向震动，钻头、钻柱旋转的可能性。
二、振动的诊断流程和缓解措施（见下图）
三、结论与认识
1.井下钻柱振动能损坏螺杆、MWD，钻柱，钻头，造成井下事故（刺漏，扭断）等，造成大量非生产时间，影响服务质量。
2.Sperry-Sun通过三个互成直角的加速度计（X、Y和Z）来测量井下钻柱振动，再由模拟电路输出加速度峰值、平均值和脉冲。
3.井下钻柱振动主要包括轴向、侧向和扭转振动三种类型。振动机理主要分为：钻头跳钻、粘/滑、钻头/钻柱旋转、侧向震动和耦合振动。影响因素主要有：钻进参数（钻压和转速）、井眼井斜、钻具组合、钻头、岩性、井眼大小。
4.DDS可以实时监测井下钻柱振动，分析解释不同曲线，采取不同的措施来缓解和避免钻柱振动。
根据振动诊断的原因分析，振动情况分析和处理措施如下图：
参考文献
[1]Sperry-Sun，aHalliburtonCompany.DrillstringDynamicsSensor（DDS）SensorManual，1999.
[2]陈红昌刘玉榜隋海东等.DDS振动传感器在随钻地质导向中的应用，2008.