钻柱振动录井技术的时频分析方法研究

为提取破岩时的有效信号,采用钻柱振动录井技术,通过在钻头后安装三分量加速度传感器采集破岩时的振动信号;分别采用短时傅里叶变换、小波变换、Hilbert-Huang变换等不同的时频分析方法,对数值模拟信号处理分析,以对比各种分析方法在时间分辨率、频率分辨率等方面的优缺点。通过比较不同的时频分析方法特点,采用短时傅里叶变换对贵州某矿的实采数据处理分析,结合时频信号在不同位置的特征来确定钻进过程中岩性变化的位置以及钻机不同工作状态的改变。研究结果表明:破岩较破煤时,200 Hz以下能量比破煤的能量强5倍以上,400 Hz和800 Hz位置能量较破煤时更明显,破岩仍具有很强能量,破煤只能在对应位置看到极少量能量,800 Hz以上破煤就无能量。钻机旋转未破岩在200 Hz和400 Hz都有很少能量,能量值不足破岩和破煤时的1%,钻机在水平进退钻时只存在10 Hz以下原有钻机工作的固有低频。钻柱振动录井技术对岩性划分和钻机工作状态的确定可为实际矿井钻探提供有力技术支撑。