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龙图腾网获悉中国地质大学(武汉)申请的专利一种基于模态分析的钻进过程钻柱振动抑制方法及设备获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119106557B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411206734.5，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种基于模态分析的钻进过程钻柱振动抑制方法及设备是由牟凌风;吴敏;陆承达;黄恒宇;陈世鹏;杨傲雪;孙皓设计研发完成，并于2024-08-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于模态分析的钻进过程钻柱振动抑制方法及设备在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于模态分析的钻进过程钻柱振动抑制方法及设备，涉及地质钻探工程领域，包括：S1：构建钻柱系统的钻柱振动模型，钻柱振动模型包括：钻柱动力学模型和钻头‑岩石相互作用模型；S2：通过钻头‑岩石相互作用模型，仿真获得具有多模态特征的外部干扰信号，提取外部干扰信号的主要模态频率；S3：基于钻柱动力学模型和主要模态频率，采用等价输入干扰方法构建主动抑制系统，通过主动抑制系统对钻柱系统进行钻柱振动的抑制。本发明基于钻柱动力学模型和主要模态频率设计主动抑制系统，可以消除由于多钻具组合导致的多模态扰动，有效抑制钻进过程中产生的粘滑振动现象，能够提高钻进效率。

本发明授权一种基于模态分析的钻进过程钻柱振动抑制方法及设备在权利要求书中公布了：1.一种基于模态分析的钻进过程钻柱振动抑制方法，其特征在于，包括： S1：构建钻柱系统的钻柱振动模型，钻柱振动模型包括：钻柱动力学模型和钻头-岩石相互作用模型； S2：通过钻头-岩石相互作用模型，仿真获得具有多模态特征的外部干扰信号，提取外部干扰信号的主要模态频率； 步骤S2具体为： S21：将钻头-岩石相互作用模型的反作用扭矩作为钻柱系统的外部干扰信号； S22：通过变分模态分解法将外部干扰信号分解为K-1个模态分量和未处理信号； S23：将模态分量中占比最大的分量作为主要模态，提取获得主要模态频率； 外部干扰信号dt的表达式为： 其中，dkt为分解得到的模态分量，dut为未处理信号； S3：基于钻柱动力学模型和主要模态频率，采用等价输入干扰方法构建主动抑制系统，通过主动抑制系统对钻柱系统进行钻柱振动的抑制； 步骤S3具体为： S31：构建观测器其表达式为： 其中，·表示对时间的一阶导数，为等价输入干扰估计的等效扰动，L为观测器的增益，KL为增益因子；yt为顶驱的转速； 基于线性矩阵不等式方法对观测器的参数进行求解； S32：构建状态反馈器，考虑钻柱系统的内部模型和增广状态状态反馈器表示为： 其中，ut为控制输入，dt为外部干扰信号，A、B1、B2和C均为状态空间矩阵；xt为状态变量函数； 基于线性二次型调节器对状态反馈器的参数进行求解； S33：构建扰动估计器，其中滤波器Fs的表达式为： 其中，T为时间常数； 调节滤波器的带宽，使得扰动估计器仅覆盖分解后扰动的主要模态频率； S34：由观测器、状态反馈器和扰动估计器构建主动抑制系统，通过主动抑制系统对钻柱系统进行钻柱振动的抑制。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中国地质大学(武汉)，其通讯地址为：430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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