大位移井钻井是在定向井、水平井钻井技术基础上发展起来的一种新型钻井技术,主要是为了满足海油陆采和一井开采多个不相连的油气藏构造的需要而发展起来的。但在大位移井钻井过程中,随着水平段长度的增加,钻柱与井壁之间会产生较大的摩阻,形成托压效应使钻压难以传递到钻头上。为了解决管柱与井壁因为摩阻太大引起的托压效应,多种降摩减阻的工具被研制出来,其中,水力振荡器(Axial Osaillation Tool)具有良好的应用前景。但是,水力振荡器工作时会遇到以下问题:1.水力振荡器在工作时其性能参数对钻柱振动的影响;2.水力振荡器工作时是否对其联接螺纹造成疲劳破坏。根据这两个问题,本文展开深入研究。本文基于?172 mm水力振荡器的工作原理,探究其振动时钻柱与井壁之间的摩擦力变化,通过对三种摩擦模型进行比较,选取了参数易获得的库伦摩擦模型作为本文摩擦力的计算方法。建立全井钻柱振动分析的理论方法,为建立具有摩擦力的全井钻柱振动有限元模型做出理论指导。根据水平井的实际钻具组合情况,利用ANSYS APDL语言进行建模,将摩擦单元添加进模型中。分别对模型进行静力学分析和模态分析,得到钻柱系统各螺纹受到的静态轴向力和钻柱的固有频率,对该模型进行瞬态动力学分析,设置水力振荡器工作参数:激振力幅值、振动频率、工作位置、井斜角大小,将钻柱的振幅作为评判标准,从而得到各参数对振幅的传播距离的影响,其中,激振力幅值和工作频率越大,水力振荡器的有效工作范围越远,距离在1300m之内。通过设置正交实验,运用正交数据分析方法进行结果整理,得到各参数对激振力的传播距离的影响程度为:安装位置>激振力幅值>井斜角>振动频率,为了不损失水力振荡器的有效工作范围,安装位置应在大于钻柱底部650m之外。本文通过建立三种常见的螺纹型号的有限元模型进行分析,定义合理的边界条件,将得到的水力振荡器联接螺纹受到的静态轴向力与水力振荡器能够产生的最大激振力之和作为外载施加在螺纹上端,得到数据结果(各牙底等效应力值、轴向应力值、台肩面圆弧处应力值)。将水力振荡器产生的激振力逐渐增大并施加在螺纹模型上端,通过得到的螺纹危险点应力值并进行疲劳强度计算,当安全系数低于许用安全系数时,即认为水力振荡器产生的振动对螺纹造成了疲劳破坏,求得在50KN-80KN范围内,水力振荡器产生的激振力不会对螺纹造成疲劳破坏。本文的研究结果可为水平井钻井过程确定水力振荡器的工作参数提供理论指导。