在钻井过程中,钻柱在充满钻井液的井眼中做旋转运动,承受拉、压、弯、扭等载荷,由于钻头处钻压、扭矩存在动态特性以及钻柱与井壁发生接触碰撞,使得钻柱受力复杂,而钻柱内、外流体做螺旋流动,钻柱与钻井液相互作用,构成了一个复杂的流固耦合系统;在钻柱起下过程中由于钻柱运动而使钻井液流动,引起井内压力波动,可能会导致井漏、井喷,在起下钻过程中钻柱与钻井液仍会相互作用。由于钻井液流道长达数千米并且直径方向只有几百毫米,在对钻柱内外流体进行划分网格离散时,需要划分的流体单元数量非常大,使用计算机难以实现,理论研究具有一定的难度,因此本文开展考虑流固耦合的钻柱动力学研究。鉴于小波有限元法计算精度高以及可在不改变网格剖分的前提下提高分辨率的优点,在研究Symlets小波性质、尺度函数相关数值计算以及第二代小波尺度函数拟合的基础上,用小波尺度函数代替传统有限元法的插值函数,构造了一维C0型小波单元以及一维C1型小波单元,并基于两种小波构造了Sym-SGW小波空间梁单元,对构造的小波单元进行实例计算,结果表明所构造的小波单元具有较高的计算精度。针对三次样条函数插值出现多余拐点的缺点,采用张力样条函数插值方法对测斜数据进行插值计算,结合辛普森积分公式计算井眼轴线上任意位置处的坐标,并验证了计算精度。在前人研究的基础上,对钻柱动力学的质量矩阵进行修正,建立了钻井过程中钻柱动力学模型,将建立的小波梁单元应用于钻柱动力学模型,并结合元胞单元法进行求解。在计算钻井液对钻柱的作用力的基础上,利用拉格朗日方程得到了基于流固耦合的钻柱动力学有限元模型,利用建立的模型对钻柱固有频率以及钻柱横向振动的变化规律进行了研究,计算结果表明由于钻井液的影响,钻杆柱各阶横向振动固有频率会衰减,在钻柱内外钻井液的作用下,不同位置处钻柱的横向运动轨迹不同,出现公转现象。由于钻柱与井壁碰撞是钻柱先期失效的重要原因,利用ADINA研究了流固耦合条件下钻柱与井壁碰撞机理,并对碰撞过程中钻柱的应力和应变的变化情况进行研究,探讨了环空间隙以及流体存在对碰撞的影响。把钻柱和钻柱内、外钻井液作为一个系统进行综合分析,考虑轴向方向耦合及钻柱与钻井液的泊松耦合和摩擦耦合,建立了钻柱起下过程中基于流固耦合的钻柱动力学模型,通过实例计算对所建模型进行了验证,利用所建的模型分析了不同因素对井内反压差以及波动压力的影响。