在油气钻井中,严重的钻柱振动,会造成钻头及钻柱的损坏,因此,钻柱振动的形成原因、振动形式及对应的钻柱振动抑制技术等研究,一直是国内外关注热点领域。钻柱减振器能够有效地减小振动,其刚度对发挥减振器作用、降低钻柱振动、避免钻柱共振有重大影响。因此,减振器变刚度的实现具有十分重要的意义。本文主要开展了以下研究工作,并取得部分成果:1、系统分析了钻柱三维振动相关理论及影响因素,并利用ANSYS有限元软件进行了实例井的数值模拟,实际计算分析了钻柱长度、减振器刚度等因素对钻柱纵向振动振型的影响,进而归纳了减振的方法、论述了减振器的力学原理。2、研究分析了各种钻柱减振器的类型、结构及工作原理。进一步分析了减振器可变刚度的实现,对提高减振器使用效果的重要意义,并提出了各类型减振器变刚度的方法。3、分析了不同种类的金属弹簧、液体弹簧的特性及适用情况。对改变碟簧系列、选用不同的碟簧尺寸、组合等方式实现碟簧减振器设计上的变刚度特性进行了分析,并进行了一组实例碟簧计算分析。分析了液压减振器选用不同的液体弹簧种类、液体弹簧腔长度等对变刚度的影响。提出了含有上、下两级弹簧的组合机械减振器变刚度方案,并选用两种碟簧,计算分析了其随压缩量的变化组合弹簧的变刚度特点。4、提出了一种含有浮动密封块的双腔液压减振器变刚度设计,分析了上、下腔使用不同液体弹簧种类、体积等对刚度的影响。使用ADINA有限元软件建立模型,对含有浮动密封块的双腔液压减振器进行了四种工况的数值模拟。通过ADINA有限元软件计算,分析了加载过程中双腔中液体弹簧的流场位移、压力、速度分布特性,并检验了刚度的计算结果与理论值的偏差。针对提出的液压可变刚度减振器进行了适应性分析。本文的研究对变刚度钻柱减振器的设计及其可变刚度的实现具有重要的应用价值和意义。