本文综合运用现代机械设计方法、计算机仿真、数值分析方法和计算机图形学等学科理论，建立了钻井系统动力学模型并对其特性进行仿真分析研究。主要完成了以下几方面的工作： 1、分析所研究系统的特征，弄清所解决问题的主要工作和技术思路； 2、明确所研究系统的范围和仿真所要达到的目标； 3、对实际系统进行抽象，通过对系统的适当简化和假设，在牙轮钻头几何学、运动学的基础上，利用单齿压入与刮切实验建立了钻头与岩石互作用力模型，建立了基于研究钻柱一钻头—岩石系统动态行为的动力学模型。 4、将建立的数学模型变成仿真模型，编制计算机仿真软件。 本文软件设计采用了面向对象技术，代码可重用强，便于维护；软件中的数据用数据库管理，便于数据的管理和处理； 5、确定模型是否精确地代表了实际系统，通过比较仿真实验结果与实际系统的运行参数之间的差异，来校验和完善系统模型，直至达到要求的精度为止。 6、按常规试验方法对系统进行试验，在计算机上按试验要求调整各参数，运行仿真程序，得出各种参数的仿真试验结果，并进行统计分析。