钻柱振动信号是一种非常复杂的振动波，它包含了钻柱和钻头自身工况引起的振动、钻头与地层相互作用所激发的振动，钻柱与井壁相互碰撞和粘卡-释放引起的振动等。研究表明，井下钻柱的运动状态、牙轮钻头的磨损状况和岩石的破碎方式的不同，会表现出不同的振动特征。因此，在线监测和分析钻柱振动信号的时域和频域特征，实时识别井下钻具的工作状态，对预防钻具（钻柱和钻头）的早期损坏、减少钻井事故的发生具有重要作用。在调研国内外钻柱振动信号测量方法的基础上，研制了钻柱三轴振动信号的地面测量装置，并进行了现场试验。试验结果表明，通过对振动信号的时域和频域信号的特征分析，对可以识别出钻柱的非稳定工作状态、钻柱粘卡、钻头故障等异常工况，并且通过改变钻压或转盘转速可以消除因钻进参数配合不当二引...

对维修过或者新购置来的井控装置———钻井封井器进行试压是保证该装置安全进行的必要条件。常用的封井器试压打压装置由于打压慢、设备检修复杂、工作稳定性差等自身条件限制,不能满足工作量越来越多、工作环境要求越来越严格、工作效率越来越高的需要。根据增压缸增压原理设计了一套钻井封井器试压打压装置,对装置的整体结构及原理、关键参数的计算及装置存在的优点进行了介绍及分析。结果表明根据该原理设计出的试压装置能够满足试压工艺的需要,且占用空间小、使用方便、便于安装和维护等,具有可观的经济效益和社会效益。

针对高套管压力井出现的环空密封失效问题,设计一种能够减轻高套管交变内压力对水泥环的挤压破坏的套管,并将其命名为抗压及保护型套管(compression resistance&protection casing,CRP套管)。建立井筒的多层厚壁圆筒模型,分析水泥环内壁的最大径向应力和位移;建立试验设备验证设计的工程可行性,并通过控制温压模拟实际井筒工况。计算结果表明相较于常规套管,CRP套管水泥环内壁的最大径向应力和位移的降低幅度分别为20.75%~26.66%和33.3%~76.8%,理论上可以保护水泥环密封完整性;试验中CRP套管能够使水泥环多承受19.4 MPa的套管压力,证明了该套管良好的工程可行性。