管柱在压裂过程中作为主要的承载构件与动力传递构件,需要承受自身重量、轴向力及内外流体的压力等多种载荷的共同作用。这些作用会使管柱产生振动。当压裂液高速流经管柱时,管柱会产生流固耦合振动,剧烈振动将导致管柱磨损与疲劳破坏,甚至发生井下事故。压裂过程中管柱的失效问题日益凸显,因此本文对压裂管柱的流固耦合振动进行了以下研究。首先讨论了压裂管柱的失效机理,并对压裂管柱接箍处的流场进行了分析。然后应用流体的运动方程、连续性方程和固体的振动方程、本构方程推导了压裂管柱流固耦合振动方程,采用特征线法对所建立的方程组进行解耦,并通过空间插值法进行离散求解。对启停泵工况下的管柱及压裂液进行了动力学分析。最后,利用有限元软件模拟井下工况,对比了轴向力、内压以及有无流固耦合作用对管柱固有频率和模态振型的影响。结果表明:压裂液流速、压力波动值及轴向附加应力随排量的增加而增大;压裂液的压力波动值及管柱轴向振动速度随着井深的增加而减小;停泵时间越短,压裂液的动压力增速及管柱轴向振动速度越大;考虑流固耦合时压裂管柱的固有频率较无流固耦合时减少7%;压裂管柱的固有频率随着轴向力的增加而增加,随内压的增加而减小,内压为80MPa时压裂管柱的一阶固有频率降为0,管柱处于失稳状态,极易发生共振。