阶梯水平井钻具力学计算一直是水平井钻井工艺设计与施工过程中的一个关键问题。由于阶梯水平段井眼曲率的不规则分布,将会使钻具的摩阻力增加,钻具的通过能力下降,严重时会导致钻头无法加压、钻柱早期破坏等复杂情况,不仅关系到安全钻井,还会增加油气井的生产成本。目前,国内外许多学者在阶梯水平井钻具通过能力方面作了不少研究工作。钻柱摩阻计算是水平井优化设计的重要部分,对水平井钻柱摩阻力和扭矩进行研究有助于改进水平井轨道设计,有利于合理地设计钻柱和对底部钻具组合进行轨迹控制,监控和判断井眼内的复杂情况,进行套管柱强度设计和指导下套管作业等。这不仅能够为阶梯水平井钻具通过能力进行准确的计算与评价提出合理的方法,而且也为阶梯水平井钻井一系列问题的解决提出了研究的方向。为了科学合理地解决钻具摩阻和通过能力评价、转盘驱动转速这些影响工程设计和施工的技术问题,本文结合固体力学、钻具动力学及钻具运动学理论,通过整体钻具力学分析,应用非线性力学分析的有限单元法进行求解钻具力学模型,求得钻具与井壁的接触摩擦阻力,从而完成钻具通过能力计算与评价,使阶梯水平井钻井设计更为科学合理,钻井施工有了理论和技术上的保证,形成了一套阶梯水平井井身结构剖面优化设计、钻具通过能力计算及评估分析技术。通过解决这些问题,确保油田开发方案的顺利实施,对提高大庆油田多层薄油藏开发有重要意义。