大港油田深井地层岩石硬度大、不均质性强,钻进过程中钻柱纵向振动和扭转振动强烈,钻具组合断裂失效事故发生频繁,钻具失效已经成为阻碍大港油田深井钻探开发的瓶颈。本文首先分析了大港油田深井钻具失效机理,得出在该地区钻具失效主要由动力学强度失效和高频应力疲劳失效引起;通过对钻具组合力学特性分析,以钻柱静力学研究为基础,分析了井下钻柱的动力学特性和疲劳失效特性,建立了钻具失效的动力学和运动学模型及计算方法;在此基础上根据钻具组合设计原则,给出了下部钻具组合设计以及钻杆挠曲计算方法,并提出了下部钻具组合钻进趋势的预测模型;最后根据钻具组合力学模型,通过对大港油田歧深6井不同扶正器安放位置和不同钻压转速下的钻具应力分析,给出了合理的下部钻具组合结构以及减缓钻具强度失效和高频应力失效的钻进参数优化结果。本研究通过优化钻井参数、下部钻具组合结构参数,降低钻具在井下工作的应力水平,有效的解决和预防了井下钻具失效事故,对于提高深井钻井速度,降低钻井成本,加快大港油田深井勘探开发步伐具有显著的理论意义和现场实际应用价值。