套管钻井是钻井技术领域的一项革命性突破，能简化传统钻井工艺，减少钻井事故，显著降低钻井成本，得到了国内外石油工程界的普遍关注。套管钻井技术在发展和应用中，对套管螺纹连接的抗扭和密封性能提出了更高要求，而API套管螺纹连接无法满足套管钻井的扭矩传递和密封性能要求，因此，研发出适合套管钻井专用的特殊螺纹连接具有十分重要的工程意义。首先对套管钻柱的结构、工作环境、受力进行了分析，给出了套管螺纹连接上扣扭矩的理论计算方法和有限元仿真计算法。在调研大量套管钻井文献的基础上，确定了套管钻井的井况及套管参数。以套管钻井常用的Ф177.8mm×9.19mm套管螺纹连接为研究对象，采用ANSYS建立了螺纹连接的二维轴对称有限元模型，对比分析了API套管圆螺纹和偏梯形螺纹连接的抗扭和抗拉性能，为套管钻井专用套管螺纹连接的扣型选择提供了理论依据。设计了套管钻井专用套管螺纹连接的承扭结构，并对不同台肩间隙的扭矩台肩的抗扭性能进行了对比分析，为套管钻井专用套管螺纹连接的承扭结构设计提出了建议。在总结API和非API套管螺纹连接密封机理的基础上，对比了分析了锥/锥、柱/球密封在套管钻井过程中的密封性能，为套管钻井专用套管螺纹连接密封结构的设计和选择提供了参考。结合Pro/E和ANSYS Workbench软件，对套管螺纹连接三维仿真分析进行了初探。最后总结了适合套管钻井专用的套管螺纹连接的扣型、抗扭和密封结构形式，为套管钻井中套管螺纹扣的选择、设计提供了解决方案。