CN103410500B - 一种井下钻柱振动随钻监测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下钻柱振动随钻监测装置，它包括钻铤短节（1），钻铤短节（1）内设置有上保护接头（2）和下保护接头（3），上保护接头（2）和下保护接头（3）形成的容置腔（8）内设有加速度传感器（10），下保护接头（3）下端连接探管（12），探管（12）内固定设置有电池组（15）和电子电路板（16），电子电路板（16）连接电池组（15）和加速度传感器（10）；还公开了监测方法。本发明的有益效果是：解决了现有装置不能分别测量钻柱纵向振动、横向振动和扭转振动的问题，测量准确，避免了信息失真；可安装在钻柱的不同部位，与MWD连接使用，可以将异常振动实时传输至地面，结构简单、工作可靠、使用寿命长。

Description

一种井下钻柱振动随钻监测装置和方法

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井过程中井下钻具振动监测技术领域，特别是一种井下钻柱振动随钻监测装置和方法。

背景技术

随着我国油气资源勘探开发不断深入，已从常规油藏向隐蔽油藏、复杂性油藏发展，由浅部向深部发展，从东部向西部和海洋发展，钻井环境愈发恶劣，钻井难度不断加大，新的钻井技术和钻井工艺(复杂结构井、特殊工艺井、深井超深井、小井眼井等)不断出现并被广泛采用，复杂恶劣工况及钻井新工艺与新技术大都带来新的钻柱振动问题，也给钻柱安全带来新的挑战。钻柱在旋转向下运动的过程中，由于井壁和波状井底的作用，钻柱振动主要表现出纵向振动、横向振动、扭转振动三种形式。

钻柱的纵向振动是在钻柱轴线上进行的，它的振动像是弹簧下端悬挂重物在那里运动，主要是由牙齿交替与井底接触引起的，与钻头结构、地层性质、泵量不均匀、钻压及转速等因素有关，纵向振动严重时导致钻柱在中和点附近产生交变拉压应力，容易导致钻柱在中和点处疲劳断裂失效，还可能会造成钻头损坏、钻柱磨损加剧和地面设备的损坏；钻柱横向振动(又称弦振)像是以钻柱的某一部分长度，像琴弦那样进行振动，主要是由于钻柱旋转过程中离心力的作用以及钻柱与井壁的碰撞造成的，尤其是井眼导致钻柱弯曲时，会加剧横摆，横向振动常常导致钻柱弯曲处承受交变应力，造成钻具疲劳断裂破坏；钻柱扭转振动(又称弹簧摆振)像钟内的弹簧带动摆轮反复扭动，主要是由于底部钻具的间歇－粘滑运动造成的，间歇－粘滑运动主要是由于底部钻具组合和岩石之间的干摩擦造成的，扭转运动会加剧钻柱的反转，产生交变剪应力，缩短钻柱使用寿命。

钻柱纵向、横向、扭转振动及其耦合振动，容易导致钻柱、钻具、钻头等钻井工具工作实效，从而诱发钻柱断裂等钻井重大事故的发生。为此，许多学者通过钻具动力学分析方法分析钻柱动力学特性，试图采用理论分析分析钻柱振动情况，以寻求预防钻具失效、科学控制井眼轨迹、提高钻井效率、降低钻井成本的方法，但是由于井下钻柱与井壁、井底相互作用十分复杂，很难通过理论方法得到准确的结果，而直接测量是准确获取钻柱振动参数或数据最直接的方式。

目前，国内外测量钻柱振动的方式可以分为地面测量方法和井下随钻测量方法两种：地面测量方法主要是在水龙头处安装三轴加速度传感器测量钻柱三轴振动，但是由于地面测量得到的振动数据是井下钻柱振动通过钻具传递至地面后的结果，这种地面测量得到的振动数据不够真实，采集到的信号存在较明显的衰减，而且还伴有大量的噪声信号，尤其是在斜井、水平井、大位移井、三维轨迹井等复杂结构井钻井情况下，井口地面(或近井口)地面测量得到的振动数据基本丧失了真实性和实用性，只能作为决策的辅助参考依据，无法作为决策的最主要依据；井下随钻测量方法主要是在近钻头位置安装三轴加速度传感器检测钻柱振动加速度，实测振动数据可通过有线传输、泥浆脉冲或超声波等方式将其传输至地面，也可存储在井下存储器中，待起钻后进行回放，井下直接测得的数据，由于是近钻头部位的数据，其精确度较地面测量更高，能够较真实反映近钻头部位的实际振动情况。而目前国内外测量井下钻柱振动的装置或仪器的方案主要是采用三轴加速度传感器(井眼直角坐标X/Y/Z轴)测量钻柱振动加速度，而通过三轴加速度传感器测量得到的加速度信号还不能分别监测出所述的钻柱振动情况下的横向振动和扭转振动参量，因此，需要设计出能够分别测量钻柱纵向振动、横向振动和扭转振动参量的井下钻柱振动监测装置和方法，从而使技术人员更好把握井下钻柱和钻头的实际工况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可监测石油天然气钻井过程中井下钻具轴向振动、横向振动和扭转振动、测量准确、利于钻柱安全的井下钻柱振动随钻监测装置和方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种井下钻柱振动随钻监测装置，它包括钻铤短节，钻铤短节的内壁呈阶梯型，且钻铤短节上段内壁的内径大于下段内壁的内径，钻铤短节的上段内壁内设置有上保护接头和下保护接头，上保护接头和下保护接头均为双层套管结构，双层套管结构的内层管和外层管间通过连接棱连接，上保护接头和下保护接头通过设置在各自内层管上的螺纹紧密连接为一体，下保护接头的下表面由钻铤短节的阶梯型内壁的台阶面支撑，上保护接头和下保护接头的内层管形成容置腔，容置腔内设置有通过螺纹与上保护接头和下保护接头的内层管连接的传感器支架，传感器支架上固定设置有加速度传感器，上保护接头的内层管的上端通过螺纹紧密连接上封堵装置，下保护接头的内层管的下端通过螺纹紧密连接探管，探管的下端通过螺纹连接支撑堵头，探管和支撑堵头位于钻铤短节的下段内壁内，且下段内壁上设置有支撑支撑堵头的定位台阶，探管内固定设置有电池组和电子电路板，电子电路板通过电线分别连接电池组和加速度传感器，加速度传感器通过电线连接电池组，电线由上保护接头或下保护接头的内层管内通过；上保护接头的上方安装有弹性垫块，弹性垫块下端面与上保护接头的上端面之间设置有弹簧。

所述的钻铤短节的上段内壁设置有垂直方向延伸的键槽，上保护接头和下保护接头的外壁上均设置有与该键槽配合的键。

所述的上封堵装置为MWD接头，电子电路板通过电线连接MWD接头。

所述的上封堵装置为堵头。

所述的加速度传感器为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动和横向振动加速度的三轴加速度传感器和以180度相位差均匀安装在半径为R的圆周线的切线方向上、测量钻柱扭转振动加速度或角加速度的单轴加速度传感器A和单轴加速度传感器B；

或所述的加速度传感器为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动加速度的单轴加速度传感器C和以120度相位差均匀安装在半径为R的圆周线的切线方向上、测量钻柱扭转振动加速度或角加速度和横向振动加速度的单轴加速度传感器D、单轴加速度传感器E和单轴加速度传感器F；

或所述的加速度传感器为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动加速度的单轴加速度传感器G和以30度相位差安装在半径为R的圆周线、Y轴附近的切线方向上、测量钻柱扭转振动加速度或角加速度和横向振动加速度的单轴加速度传感器H、单轴加速度传感器I和单轴加速度传感器J。

采用所述的一种井下钻柱振动随钻监测装置的钻柱振动监测方法：

以三轴加速度传感器三轴向加速度响应为A₁₁、A₁₂、A₁₃，以单轴加速度传感器A加速度响应为A₁₄，以单轴加速度传感器B加速度响应为A₁₅，则井下钻柱振动的钻柱纵向振动加速度、横向振动加速度(方向)和扭转振动角加速度分别为：

纵向振动加速度：

横向振动加速度： $a_r=\frac{A_{12}}{cos\mathrm{\θ}}=\frac{A_{13}}{sin\mathrm{\θ}}(m/s^2),$

横向振动加速度方向：

扭转振动角加速度： $a_{\mathrm{\θ}}=\frac{1}{2R}(A_{14}+A_{15})(rad/s^2);$

式中：A₁₁为三轴加速度传感器Z轴响应加速度；A₁₂为三轴加速度传感器X轴响应加速度；A₁₃为三轴加速度传感器Y轴响应加速度；A₁₄为单轴加速度传感器A响应加速度；A₁₅为单轴加速度传感B响应加速度；R为单轴加速度传感器安装圆周半径；

或以单轴加速度传感器C加速度响应为A₂₁，单轴加速度传感器D加速度响应为A₂₂，单轴加速度传感器E加速度响应为A₂₃，单轴加速度传感器F加速度响应为A₂₄，则井下钻柱振动的钻柱纵向振动加速度、横向振动加速度和扭转振动角加速度分别为

纵向振动加速度：a_z＝A₂₁(m/s²)，

横向振动加速度：

横向振动加速度方向：

扭转振动角加速度： $a_{\mathrm{\θ}}=\frac{1}{3R}(A_{22}+A_{23}+A_{24})(rad/s^2);$

式中：A₂₁为单轴加速度传感器C响应加速度；A₂₂为单轴加速度传感器D响应加速度；A₂₃为单轴加速度传感器E响应加速度；A₂₄为单轴加速度传感器F响应加速度；R为均布安装三个单轴加速度传感器圆周的半径；

或以单轴加速度传感器G加速度响应为A₃₁，单轴加速度传感器H加速度响应为A₃₂，单轴加速度传感器I加速度响应为A₃₃，单轴加速度传感器J加速度响应为A₃₄，则井下钻柱振动的钻柱纵向振动加速度、横向振动加速度和扭转振动角加速度分别为

纵向振动加速度：

横向振动加速度：

横向振动加速度方向：

扭转振动角加速度： $a_{\mathrm{\θ}}=\frac{1}{3R}(A_{32}+A_{33}+A_{34})(rad/s^2);$

式中：A₃₁为单轴加速度传感器G响应加速度；A₃₂为单轴加速度传感器H响应加速度；A₃₃为单轴加速度传感器I响应加速度；A₃₄为单轴加速度传感器J响应加速度；R为非均布安装三个单轴加速度传感器圆周的半径。

本发明具有以下优点：

本发明解决了现有钻柱振动监测仪器不能分别测量钻柱纵向振动、横向振动和扭转振动的问题，对于准确测量和监测井下钻柱、钻头的真实振动情况具有重要作用和意义，可以使技术人员更好、更准确地掌握与分析井下钻柱和钻头的动力学特性及实际工况，从而有利于解决由于井下钻柱振动带来的钻柱安全问题和挑战。

本发明随钻测量的振动数据可以存储在井下近钻头部位，可以更准确的监测井下钻柱振动情况及钻柱工作情况，因此，避免了常规地面监测钻柱振动存在的信息失真带来的问题。

本发明可安装在钻柱的不同部位，当安装在上部钻柱时即可测量上部钻柱受拉的振动情况，当接在近钻头部位时即可测量下部钻具受压情况下的钻柱振动，监测装置不会影响钻柱的正常工作，可实时测量钻柱工作状态下的振动参数。

本发明所述井下钻柱振动随钻监测方法提供了三种不同形式的井下钻柱振动监测方案，三种方案都能解决常规测量方法无法分别测量钻柱纵向振动、横向振动和扭转振动的问题。

本发明与MWD连接使用，可以实时的将井下监测到的异常振动传输至地面，井下监测数据与地面振动监测数据综合应用对研究钻柱动力学问题具有重要的作业，这对解决由于井下钻柱振动带来的钻柱安全问题和挑战提供了新的监测手段和方法。

本发明结构简单、工作可靠、使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

图2为图1沿A-A截面的剖视图

图3为图1沿B-B截面的剖视图

图4为图1沿C-C截面的剖视图

图5为图1沿D-D截面的剖视图

图6为图1沿E-E截面的剖视图

图7为本发明采用1个三轴和2个单轴加速度传感器测量钻柱振动原理图

图8为本发明采用4个单轴加速度传感器均布安装测量钻柱振动原理图

图9为本发明采用4个单轴加速度传感器非均布安装测量钻柱振动原理图

图中，1-钻铤短节，2-上保护接头，3-下保护接头，4-内层管，5-外层管，6-连接棱，7-台阶面，8-容置腔，9-传感器支架，10-加速度传感器，11-上封堵装置，12-探管，13-支撑堵头，14-定位台阶，15-电池组，16-电子电路板，17-弹性垫块，18-弹簧，19-键槽，20-三轴加速度传感器，21-单轴加速度传感器A，22-单轴加速度传感器B，23-单轴加速度传感器C，24-单轴加速度传感器D，25-单轴加速度传感器E，26-单轴加速度传感器F，27-单轴加速度传感器G，28-单轴加速度传感器H，29-单轴加速度传感器I，30-单轴加速度传感器J。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1～图6所示，一种井下钻柱振动随钻监测装置，它包括钻铤短节1，钻铤短节1上下端连接丝扣设计为NC50数字螺纹，以便于钻铤短节1与下部钻具组合连接，同时也能保证连接强度，钻铤短节1的内壁呈阶梯型，且钻铤短节1上段内壁的内径大于下段内壁的内径，钻铤短节1的上段内壁内设置有上保护接头2和下保护接头3，上保护接头2和下保护接头3均为双层套管结构，双层套管结构的内层管4和外层管5间通过连接棱6连接，上保护接头2与下保护接头3均为环套三点支撑结构，钻井液从同心圆环及三个连接棱6围成的三个圆弧孔内流过，以确保正常钻井的钻井液循环，上保护接头2和下保护接头3通过设置在各自内层管4上的螺纹紧密连接为一体，下保护接头3的下表面由钻铤短节1的阶梯型内壁的台阶面7支撑，上保护接头2和下保护接头3的内层管4形成容置腔8，容置腔8内设置有通过螺纹与上保护接头2和下保护接头3的内层管4连接的传感器支架9，传感器支架9上固定设置有加速度传感器10，传感器支架9上设有引线孔，方便导线布置，根据加速度传感器10的类型和测量方式的不同，需要不同的传感器安装支架来安装和固定加速度传感器10，即腔体内部安装传感器安装支架，再在支架上安装加速度传感器10，所述容置腔8内安装的加速度传感器10与电子电路板16连接导线从下保护接头3的内层管4内通过。

上保护接头2的内层管4的上端通过螺纹紧密连接上封堵装置11，下保护接头3的内层管4的下端通过螺纹紧密连接探管12，探管12的下端通过螺纹连接支撑堵头13，上保护接头2的内层管4、下保护接头3的内层管4、探管12的内孔形成连通的、两端由上封堵装置11和支撑堵头13密封的密闭腔体，探管12和支撑堵头13位于钻铤短节1的下段内壁内，探管12与钻铤短节1内壁形成环形空间，钻井液从该环形空间流过，且下段内壁上设置有支撑支撑堵头13的定位台阶14，钻铤短节1下端的轴向定位台阶14用于支撑监测装置内部探管12总成的轴向位置，同时使探管12总成下端的探管12在钻铤短节1内部居中不晃动。

探管12内固定设置有电池组15和电子电路板16，电池组15为加速传感器和电子电路板16供电，电子电路板16是监测装置测试、采集、处理、传输和存储数据的中心，电子电路板16将采集到的井下振动数据进行处理后存储或发送给MWD，由MWD传输至地面，电子电路板16通过电线分别连接电池组15和加速度传感器10，加速度传感器10通过电线连接电池组15，电线由上保护接头2或下保护接头3的内层管4内通过。

上保护接头2的上方安装有弹性垫块17，弹性垫块17在钻铤短节1与上端钻铤连接时最终完成探管12总成的固定，弹性垫块17下端面与上保护接头2的上端面之间设置有弹簧18，通过弹簧18的自动压缩来适应上部长度不同的钻铤公扣。

所述的钻铤短节1的上段内壁设置有垂直方向延伸的键槽19，上保护接头2和下保护接头3的外壁上均设置有与该键槽19配合的键。该键槽19用于固定监测装置内部总成的周向位置，***的上保护接头2和下保护接头3必须将键与所述键槽19对准方可***，***后即自动固定了上保护接头2和下保护接头3的周向位置。

所述的上封堵装置11为MWD接头，电子电路板16通过电线连接MWD接头。

所述的上封堵装置11为堵头。

井下钻柱振动随钻监测装置通过所述MWD接头与MWD连接；所述井下电子电路板16在钻井的过程中实时采集井下钻柱轴振、横振和扭振信号，进行分析和处理后，即可识别井下振动强度，该数据可以存储在电子电路板16上的存储器中，也可以通过MWD上传数据，在起钻后还可以回放数据进行分析。上封堵装置11若更换为堵头，则井下钻柱振动监测装置转换为存储式监测装置，该装置在钻井的过程中测量并存储数据，起钻后回放数据进行分析。

所述的下保护接头3上端与上保护接头2下端通过螺纹连接，连接部位采用O型密封圈密封；探管12上端与下保护接头3下端通过螺纹连接，连接部位也采用O型密封圈密封；支撑堵头13与探管12下端通过螺纹连接，连接部位采用O型密封圈密封；

如图7所示，所述的加速度传感器10为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动和横向振动加速度的三轴加速度传感器20和以180度相位差均匀安装在半径为R的圆周线的切线方向上、测量钻柱扭转振动加速度或角加速度的单轴加速度传感器A21和单轴加速度传感器B22；

或如图8所示，所述的加速度传感器10为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动加速度的单轴加速度传感器C23和以120度相位差均匀安装在半径为R的圆周线的切线方向上、测量钻柱扭转振动加速度或角加速度和横向振动加速度的单轴加速度传感器D24、单轴加速度传感器E25和单轴加速度传感器F26；

或如图9所示，所述的加速度传感器10为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动加速度的单轴加速度传感器G27和以30度相位差安装在半径为R的圆周线、Y轴附近的切线方向上、测量钻柱扭转振动加速度或角加速度和横向振动加速度的单轴加速度传感器H28、单轴加速度传感器I29和单轴加速度传感器J30。

采用上述井下钻柱振动随钻监测装置监测钻柱振动的方法为：如图7所示，以三轴加速度传感器20三轴向加速度响应为A₁₁、A₁₂、A₁₃，以单轴加速度传感器A21加速度响应为A₁₄，以单轴加速度传感器B22加速度响应为A₁₅，则井下钻柱振动的钻柱纵向振动加速度、横向振动加速度方向和扭转振动角加速度分别为：

纵向振动加速度：

横向振动加速度： $a_r=\frac{A_{12}}{cos\mathrm{\θ}}=\frac{A_{13}}{sin\mathrm{\θ}}(m/s^2),$

横向振动加速度方向：

扭转振动角加速度： $a_{\mathrm{\θ}}=\frac{1}{2R}(A_{14}+A_{15})(rad/s^2);$

式中：A₁₁为三轴加速度传感器20Z轴响应加速度；A₁₂为三轴加速度传感器20X轴响应加速度；A₁₃为三轴加速度传感器20Y轴响应加速度；A₁₄为单轴加速度传感器A21响应加速度；A₁₅为单轴加速度传感B响应加速度；R为单轴加速度传感器安装圆周半径；

或如图8所示，以单轴加速度传感器C23加速度响应为A₂₁，单轴加速度传感器D24加速度响应为A₂₂，单轴加速度传感器E25加速度响应为A₂₃，单轴加速度传感器F26加速度响应为A₂₄，则井下钻柱振动的钻柱纵向振动加速度、横向振动加速度和扭转振动角加速度分别为

纵向振动加速度：

横向振动加速度：

横向振动加速度方向：

扭转振动角加速度： $a_{\mathrm{\θ}}=\frac{1}{3R}(A_{22}+A_{23}+A_{24})(rad/s^2);$

式中：A₂₁为单轴加速度传感器C23响应加速度；A₂₂为单轴加速度传感器D24响应加速度；A₂₃为单轴加速度传感器E25响应加速度；A₂₄为单轴加速度传感器F26响应加速度；R为均布安装三个单轴加速度传感器圆周的半径；

或如图9所示，以单轴加速度传感器G27加速度响应为A₃₁，单轴加速度传感器H28加速度响应为A₃₂，单轴加速度传感器I29加速度响应为A₃₃，单轴加速度传感器J30加速度响应为A₃₄，则井下钻柱振动的钻柱纵向振动加速度、横向振动加速度和扭转振动角加速度分别为

纵向振动加速度：

横向振动加速度：

横向振动加速度方向：

扭转振动角加速度： $a_{\mathrm{\θ}}=\frac{1}{3R}(A_{32}+A_{33}+A_{34})(rad/s^2);$

式中：A₃₁为单轴加速度传感器G27响应加速度；A₃₂为单轴加速度传感器H28响应加速度；A₃₃为单轴加速度传感器I29响应加速度；A₃₄为单轴加速度传感器J30响应加速度；R为非均布安装三个单轴加速度传感器圆周的半径。

Claims (5)

1.一种井下钻柱振动随钻监测装置，其特征在于：它包括钻铤短节(1)，钻铤短节(1)的内壁呈阶梯型，且钻铤短节(1)上段内壁的内径大于下段内壁的内径，钻铤短节(1)的上段内壁内设置有上保护接头(2)和下保护接头(3)，上保护接头(2)和下保护接头(3)均为双层套管结构，双层套管结构的内层管(4)和外层管(5)间通过连接棱(6)连接，上保护接头(2)和下保护接头(3)通过设置在各自内层管(4)上的螺纹紧密连接为一体，下保护接头(3)的下表面由钻铤短节(1)的阶梯型内壁的台阶面(7)支撑，上保护接头(2)和下保护接头(3)的内层管(4)形成容置腔(8)，容置腔(8)内设置有通过螺纹与上保护接头(2)和下保护接头(3)的内层管(4)连接的传感器支架(9)，传感器支架(9)上固定设置有加速度传感器(10)，上保护接头(2)的内层管(4)的上端通过螺纹紧密连接上封堵装置(11)，下保护接头(3)的内层管(4)的下端通过螺纹紧密连接探管(12)，探管(12)的下端通过螺纹连接支撑堵头(13)，探管(12)和支撑堵头(13)位于钻铤短节(1)的下段内壁内，且下段内壁上设置有支撑支撑堵头(13)的定位台阶(14)，探管(12)内固定设置有电池组(15)和电子电路板(16)，电子电路板(16)通过电线分别连接电池组(15)和加速度传感器(10)，加速度传感器(10)通过电线连接电池组(15)，电线由上保护接头(2)或下保护接头(3)的内层管(4)内通过；上保护接头(2)的上方安装有弹性垫块(17)，弹性垫块(17)下端面与上保护接头(2)的上端面之间设置有弹簧(18)；

所述的加速度传感器(10)为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动和横向振动加速度的三轴加速度传感器(20)和以180度相位差均匀安装在半径为R的圆周线的切线方向上、测量钻柱扭转振动角加速度的单轴加速度传感器A(21)和单轴加速度传感器B(22)；

或所述的加速度传感器(10)为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动加速度的单轴加速度传感器C(23)和以120度相位差均匀安装在半径为R的圆周线的切线方向上、测量钻柱扭转振动角加速度和横向振动加速度的单轴加速度传感器D(24)、单轴加速度传感器E(25)和单轴加速度传感器F(26)；

或所述的加速度传感器(10)为一个安装在钻具轴心轴线方向、测量钻柱轴向振动加速度的单轴加速度传感器G(27)和以30度相位差安装在半径为R的圆周线、Y轴附近的切线方向上、测量钻柱扭转振动角加速度和横向振动加速度的单轴加速度传感器H(28)、单轴加速度传感器I(29)和单轴加速度传感器J(30)。

2.根据权利要求1所述的一种井下钻柱振动随钻监测装置，其特征在于：所述的钻铤短节(1)的上段内壁设置有垂直方向延伸的键槽(19)，上保护接头(2)和下保护接头(3)的外壁上均设置有与该键槽(19)配合的键。

3.根据权利要求1所述的一种井下钻柱振动随钻监测装置，其特征在于：所述的上封堵装置(11)为MWD接头，电子电路板(16)通过电线连接MWD接头。

4.根据权利要求1所述的一种井下钻柱振动随钻监测装置，其特征在于：所述的上封堵装置(11)为堵头。

5.采用权利要求1所述的一种井下钻柱振动随钻监测装置的钻柱振动监测方法，其特征在于：以三轴加速度传感器(20)三轴向加速度响应为A₁₁、A₁₂、A₁₃，以单轴加速度传感器A(21)加速度响应为A₁₄，以单轴加速度传感器B(22)加速度响应为A₁₅，则井下钻柱振动的钻柱纵向振动加速度、横向振动加速度、横向振动加速度方向和扭转振动角加速度分别为：

纵向振动加速度：a_z＝A₁₁(m/s²)，

横向振动加速度： $a_r=\frac{A_{12}}{cos\mathrm{\θ}}=\frac{A_{13}}{sin\mathrm{\θ}}(m/s^2),$

横向振动加速度方向：

扭转振动角加速度： $a_{\mathrm{\θ}}=\frac{1}{2R}(A_{14}+A_{15})(rad/s^2);$

式中：A₁₁为三轴加速度传感器(20)Z轴响应加速度；A₁₂为三轴加速度传感器(20)X轴响应加速度；A₁₃为三轴加速度传感器(20)Y轴响应加速度；A₁₄为单轴加速度传感器A(21)响应加速度；A₁₅为单轴加速度传感B响应加速度；R为单轴加速度传感器安装圆周半径；

或以单轴加速度传感器C(23)加速度响应为A₂₁，单轴加速度传感器D(24)加速度响应为A₂₂，单轴加速度传感器E(25)加速度响应为A₂₃，单轴加速度传感器F(26)加速度响应为A₂₄，则井下钻柱振动的钻柱纵向振动加速度、横向振动加速度、横向振动加速度方向和扭转振动角加速度分别为

纵向振动加速度：a_z＝A₂₁(m/s²)，

横向振动加速度：

横向振动加速度方向：

扭转振动角加速度： $a_{\mathrm{\θ}}=\frac{1}{3R}(A_{22}+A_{23}+A_{24})(rad/s^2);$

式中：A₂₁为单轴加速度传感器C(23)响应加速度；A₂₂为单轴加速度传感器D(24)响应加速度；A₂₃为单轴加速度传感器E(25)响应加速度；A₂₄为单轴加速度传感器F(26)响应加速度；R为均布安装三个单轴加速度传感器圆周的半径；

或以单轴加速度传感器G(27)加速度响应为A₃₁，单轴加速度传感器H(28)加速度响应为A₃₂，单轴加速度传感器I(29)加速度响应为A₃₃，单轴加速度传感器J(30)加速度响应为A₃₄，则井下钻柱振动的钻柱纵向振动加速度、横向振动加速度、横向振动加速度方向和扭转振动角加速度分别为

纵向振动加速度：a_z＝A₃₁(m/s²)，

横向振动加速度：

横向振动加速度方向：

扭转振动角加速度： $a_{\mathrm{\θ}}=\frac{1}{3R}(A_{32}+A_{33}+A_{34})(rad/s^2);$

式中：A₃₁为单轴加速度传感器G(27)响应加速度；A₃₂为单轴加速度传感器H(28)响应加速度；A₃₃为单轴加速度传感器I(29)响应加速度；A₃₄为单轴加速度传感器J(30)响应加速度；R为非均布安装三个单轴加速度传感器圆周的半径。