当今,螺杆钻具匹配PDC钻头的复合钻井技术已经成为钻井工程领域的主流工艺技术,大量的现场应用证明其能够有效地提高钻井速度、缩短钻井周期、降低钻井综合成本。本文收集和调研了大量复合钻井、钻柱动力学等方面的相关文献资料,通过分析这些资料并结合钻井现场实际情况,了解了该领域的发展趋势,明确了本文的研究方法和思路。在前人研究的基础上,根据复合钻井自身的特点,建立了钻柱纵向振动、横向振动、扭转振动的有限元模型,研究了钻柱模态变化规律和振型,计算了钻柱动态响应特征。利用非线性动力学原理,建立了复合钻井下部钻柱—钻头—地层的三维有限元数值模型。最后,结合现场定向钻井所遇到复合钻井井斜控制问题,分析了钻压、螺杆弯角、稳定器安装位置等因素对复合钻井井斜控制能力的影响规律。本文研究成果为复合钻井动力学研究、复合钻井井斜控制能力分析开辟了新的思路,为复合钻井的进一步发展和应用提供了理论基础和技术保障。本文主要研究内容和取得的成果如下：(1)根据非线性振动理论为基础,建立了复合钻井钻柱全井段有限元模型,计算出了钻柱纵向振动、横向振动、扭转振动的固有频率和各阶振型,并进行了谐响应分析。通过计算分析得了复合钻井钻柱的纵、横、扭各阶固有频率以及各阶响应位移随井深的变化关系。通过谐响应分析计算了在不同激振频率下,复合钻井钻柱的共振特性,得到了其共振时的响应位移和响应应力,据此可以判断钻柱的危险点位置。(2)建立了复合钻井下部钻柱一钻头—地层—井壁的三维有限元模型,并通过给“地层”施加反向的转速来等效螺杆的转速,使模型更接近于真实的复合钻井工况。采用ABAQUS显示积分算法进行求解,研究了复合钻井工况时下部钻柱与井壁的碰撞力、钻头与井底岩石接触产生的轴向力的特点；复合钻井对下部钻柱纵、横向加速度的影响规律；复合钻井对钻柱扭矩和动态应力的影响。(3)对复合钻井井斜控制问题进行了研究。结合钻井现场数据,建立了相应的复合钻井下部钻具组合有限元模型,分析了钻压、螺杆弯角、稳定器安装位置等因素对复合钻井井斜控制能力的影响规律,仿真结果与实际工况基本吻合,为优化复合钻井下部钻具结构提供了理论依据,可有效的指导现场施工