随着社会工业化进程速度的加快,全球对能源的需求越来越大,特别是对石油的需求也逐渐增大。随着石油资源的长期开采,各大油田的勘探开发工作逐渐转向深井、水平井、大位移井等复杂井,由于井身状况复杂、地层岩性多变,在钻井施工时,由于井身条件的影响钻具与井壁或钻头与地层之间不断接触摩擦容易导致钻具产生振动。钻具振动会造成钻具扭矩大幅度变化甚至卡钻,剧烈的振动会导致钻具失效或者断裂,严重影响钻井安全。论文针对当前国内外钻具振动实时监测技术的不足,在深入研究钻具振动机理及影响因素之后得出钻具扭转振动会引起井下转速变化并导致钻头破岩效率降低。因此通过实时监测井下转速及机械比能等钻井参数的变化来识别钻具振动对于现场应用有重大意义。论文介绍了钻具振动的监测机理,并分析了钻具振动的影响因素,基于钻具扭转振动监测机理,提出一种通过实时监测井下转速及机械比能等钻井参数的变化来识别钻具扭转振动异常情况的方法。对井下转速及机械比能研究分析可知,井下转速及机械比能参数可以通过地面仪表测量参数计算得出。同时论文对钻具扭转振动实时监测工程适应性进行评价分析,其为基于地面仪器仪表参数实时监测钻具扭转振动技术方案在现场推广应用提供了理论工程根据。论文分析了机械比能及井下转速的特点,分别建立了机械比能及井下转速计算模型。考虑到机械比能不能识别钻具振动的具体类型,本文提出了一种通过监测机械比能、钻压及机械钻速变化趋势来判别钻具扭转振动的方法。同时结合井下转速的变化为实时监测钻具扭转振动技术提高了准确性,并为实时监测钻具扭转振动技术提供了理论依据。论文制定了钻具扭转振动实时监测技术方案,开发了能够实时监测钻具扭转振动的系统。系统在现场应用表明,系统能够实现实时数据的采集及传输,系统运行稳定,监测结果准确度较高能够在钻井过程中为现场技术人员提供决策依据,满足现场实际要求。