深部地层钻井过程中,钻柱振动较为严重,易造成井底钻压波动变化,严重影响钻柱和钻头寿命。而目前获取钻柱振动特征的方法存在局限性,与工程实际的结合较少,得出的结果准确性不高,亟待进一步深入分析。本文基于近钻头多参数测量工具,对测量数据进行分析,研究了钻柱振动特征和分级方法,以便为井下工况分析提供理论基础。本文采用了理论分析、仿真模拟和现场试验相结合的方法,分析了钻柱振动工况产生机制和振动解释方法,建立了近钻头钻柱跳钻、粘滑振动和涡动情况的仿真模型,得到了三种振动工况的振动加速度仿真信号,并使用近钻头多参数测量工具进行现场试验,获取了实测数据,对比了实测结果和仿真结果。基于振动解释方法,编制钻柱振动数据分析软件,分析了现场实测数据,揭示了近钻头钻柱振动特征规律,并对振动工况进行了分级。论文主要得到以下结论和认识:钻柱振动工况主要表现为跳钻、粘滑振动和涡动,跳钻和粘滑振动主要由纵向振动和扭转振动耦合形成,涡动由扭转振动和横向振动耦合形成;钻柱振动工况实测结果与模拟合成的振动加速度信号相吻合,分析实测结果得出的钻柱振动特征具有较高可信度。编制的分析软件准确获取了近钻头钻柱振动特征,发生跳钻时,钻柱的纵向振动加速度发生突变,信号的MEEMD特征分量反应钻柱跳钻现象的发生;发生粘滑振动时,钻柱状态表现出“剧烈振动—弱振动”的周期性变化;发生正向涡动时,钻头与岩石之间的相对运动形式仍是滑动,钻柱横向振动加速度呈类似周期性的变化。针对以上分析结果,总结归纳了主动减振和被动减振两类措施。