钻具振动信号是一种十分丰富、非常复杂的振动波,它包含了钻具自身的振动、钻头与地层相互作用所激发的振动、钻柱与井壁相互碰撞引起的振动。它能够实时地反映出井下的工况信息。研究钻具振动信号测量和处理方法,能够实时识别井下工况,进行钻井参数优化,有利于预防钻柱和钻头的早期损坏,防止卡钻及钻头事故的发生,对提高钻井速度,降低钻井成本有着十分重要的意义。本论文首先讨论了钻具振动的产生机理,分析了振动波在钻杆中的传递规律。同时,在综合对比了国外各种钻具振动信号的测量方法基础上,研制了一套低压、低功耗、抗噪声的无线钻具振动测量装置,实现了钻具纵向和扭转振动信号的地面实时测量。探讨了钻具振动信号的处理方法,其中包括:信号的特征值、频谱分析、小波变换等分析方法,给出钻具振动信号分析应用的技术路线,开发了钻具振动信号处理软件。经过室内和现场试验表明,所研制的钻具振动测量装置能够实现实时的数据采集,有效数据传输距离为250m;开发的钻具振动信号处理软件能够实时的采集和分析处理振动数据,对于实时工况分析和岩性识别具有重要的意义。