本项目属"机械设备振动、噪声与寿命"与"石油工程技术"领域。 随着深部地层油气资源开发进程的加快，我国深井（井深4500-6000m）、超深井（井深>6000m）和定向斜井逐年增多（目前我国90%以上油田均采用定向斜井开采，而塔里木油田92%以上的油气井均采用超深井钻探）。这一特征使得我国石油管柱的作业安全性面临严重挑战。对于超深井来说，钻柱的动态失效十分突出，失效频率高达20.3%，不但造成巨额经济损失（单井钻井投资达2-4亿元），而且严重制约了油气资源勘探开发进程。对于定向斜井来说，抽油杆柱偏磨十分突出，不但修井成本高，而且严重影响原油生产。造成以上问题的核心原因是石油管柱（具有超长细比和双重非线性特征）的动态安全性没有得到应有的重视。 针对这一问题，在国家自然科学基金、科技部、市科委和油田企业20个项目的支持下，本团队围绕"超深井钻柱动态安全性"和"定向井抽油杆柱动态防偏磨"两个方面开展研究工作，通过近10年的攻关，取得了三个方面的创新性成果： 1）考虑实际管柱超长细比和双重非线性特征，提出了基于曲梁单元的管柱动力学特性节点迭代新算法，首次获得7000m以上超深井的钻柱动力学特性；发明了超深井钻柱动态安全性评价方法，研发了塔里木油田超深井钻柱辅助设计系统，形成了超深井钻柱的动态安全性设计、评价和监测技术，有效降低了超深井钻柱失效频率，大幅度提高了钻柱作业的安全性。 2）形成了石油钻柱动力学增效和安全钻井配套技术：①创新性地提出了预弯钟摆井斜控制方法，形成了超深井控移快钻技术和气体钻井井斜控制的动力学方法，解决了巨厚砾石层气体钻井井斜控制和套管下入困难两个难题，突破了制约油田气体钻井高效提速技术发展的瓶颈；②设计了岩屑床高效水力清洗钻具，形成了岩屑床高效清洗技术，有效减小了摩阻，提高了大位移井作业效率。 3）形成了抽油杆柱动态防偏磨和增效节能技术：①突破了原有技术强调管柱居中的苛刻假设，形成了基于实际管柱空间构形的抽油杆柱动力学特性分析方法和优化设计技术；②创新性地提出了抽油杆柱下部边界条件的实测确定方法；③提出了偏磨严重点位置预测方法，形成了抽油杆柱动态防偏磨技术。 通过研究，形成了具有自主知识产权的超深井钻柱动态安全性评价、定向井防偏磨、气体钻井井斜控制技术及大位移井岩屑床清除装备，获授权发明专利3件、实用新型专利2件，申请发明专利5件，发表论文32篇。本项目原创性成果的科学意义与应用价值得到苏义脑院士和高德利院士的高度评价。部分内容获中国石油化工联合会科技进步二等奖。 本项研究成果已在中石油、中石化、中海油三大石油公司9个油田企业的3000余井次上得到推广应用。近三年推广应用2887井次，产生直接经济效益23.79亿元。 通过攻关，有力促进了我校力学学科的发展，形成了以石油管柱动力学为特色的研究团队和上海大学211学科建设特色方向，有力加强了上海市"力学在能源工程中应用"重点实验室建设，培养青年教师2人，博士研究生6名，获评上海市优秀博士论文1篇。为油田培养了一批技术人才，有力促进了我国石油工程安全生产和新型钻具的研发。