钻杆在工作过程中易冲蚀损伤,特别是在钻杆加厚部位附近出现的刺槽现象,甚至会导致钻杆断裂。因此对钻杆刺槽的原因及过程进行深入研究具有重要意义。井下流体的腐蚀作用、钻井液中的固相颗粒的冲蚀作用以及加厚过渡区结构尺寸引起的流型变化是钻杆内壁形成刺槽的主要因素。材料对比实验发现:钻井液在无固相条件下,流速和粘度的增加导致新、旧钻杆和铝材的冲蚀量的增量均非常小,同等条件下,新、旧材料的冲蚀量基本一致,铝材冲蚀量较大。固相颗粒越细、浓度越高,则钻井液冲蚀作用越强,粒径在0.05～0.1mm时,冲蚀作用最大,且同等流量时,冲蚀量大小依次为铝材、旧材料、新材料;钻井液粘度及围压的增大导致冲蚀量增加,但增量很小;腐蚀性介质对冲蚀作用影响明显;结构对比实验发现:钻井液密度对钻杆接头的冲蚀影响基本可以忽略;粘度越高,对钻杆接头的耐冲蚀性影响越大;固相颗粒是造成钻杆接头冲蚀的主要原因;冲蚀作用较强的位置处于公接头焊缝后的缩径处、公母接头接合处以及直径较小的公接头内加厚处;钻杆接头内部过渡处的结构尺寸对冲蚀也有一定的影响;在连续240h冲蚀实验后,原结构的钻杆公接头出口处出现明显的刺槽现象;通过数值模发现流体进入钻杆公接头后,流场受钻杆内部几何结构变化而发生改变,在钻杆内流道变径处和接头处相关参量都发生了显著的变化;钻井液流速、粘度、固相颗粒体积分数、固相颗粒尺寸、钻杆加厚带长度等因素对钻柱内壁冲蚀率的影响与实验结果基本一致。本文通过理论分析、室内实验与数值模拟相结合的研究手段,系统地研究了钻杆刺槽的过程与规律,为改进钻杆设计,有效避免刺槽现象的发生提供了可靠的理论支撑。