随钻测量（MWD）由于能够实现井眼轨迹监测,提高钻井速度,在石油钻井工程中得到了广泛的应用。然而,当流体中夹带的固体颗粒冲击设备壁面,会使壁面受到损坏,从而导致设备性能下降和缩短随钻测量仪器的使用寿命。为了防止突发的故障和降低维修费用,预报设备磨损的位置和准确预测出设备的冲蚀率是必须的。然而,试验监测手段时间长,成本高,存在许多不确定的风险。计算流体动力学（CFD）是预测冲蚀速率的有力工具。CFD能够弥补实验缺陷,观测到实验难以实现的颗粒特性（冲击速度、冲击角度和冲击数量）,被广泛应用于设备的冲蚀预测。本文采用现场试验和数值模拟相结合的方法,对MWD外筒的冲蚀过程及其冲蚀机理进行研究。试验是在某石油工程公司提供的现场工况环境下进行的。基于CFD冲蚀预测主要包括三个步骤:（1）获得流动解,（2）颗粒跟踪并计算颗粒特性,（3）冲蚀模型计算。对于高压工况,还需要额外考虑流固耦合（应力）的作用。此外,通过开发了一个用户自定义函数（UDF）代码,计算颗粒特性和冲蚀率。并将计算结果与试验进行对比,确保CFD模拟结果正确可靠。网格研究表明,适当的网格划分、近壁面处理和湍流模型选择是获得良好的CFD冲蚀预测的光键。计算结果表明,Realizableκ-ε湍流模型能较准确地预测上部区域的冲蚀剖面,冲蚀深度与实验数据吻合较好。但其总质量损失在下游区域存在过度预测。而RSM湍流模型能较好的预测总质量损失。此外,传统的冲蚀模型不考虑应力的影响,难以准确预测高压工况的冲蚀速率。为了研究不同参数对MWD外筒冲蚀磨损的影响,基于CFD计算不同流体排量、颗粒浓度和颗粒直径对MWD外筒冲蚀磨损的影响。结果表明,MWD冲蚀磨损主要分布在上部区域,颗粒浓度和排量都能提高冲蚀速率。而颗粒直径对冲蚀率是先增大后减少的,但总质量损失不断减少。对于试验测量方法,采用宏观测量和微观观测两种方法。在宏观方面,用电子天平测量冲蚀前后MWD外筒的总质量损失,超景深三维轮廓技术测量其局部深度。结果表明,冲蚀磨损主要分布在突然收缩区域且冲蚀速率整体趋势从上到下逐渐减少。此外,高压工况会加剧MWD外筒表面磨损,扩大其冲蚀范围。在微观方面,利用超景深三维显微镜对样品进行了研究,了解MWD外筒的微观结构。结果表明,计算流体动力学（CFD）和实验方法可用于识别和解释不同区域的冲蚀机理。MWD外筒表面形貌显示出四种冲蚀模式,即微切削、裂纹、凹坑和塑性变形。使用NiCrAlY/Al2O3-20%TiO2对MWD外筒进行梯度涂层。试验结果表明,NiCrAlY/Al2O3-20%TiO2具有很好的抗冲蚀和抗压等性能,大大提高MWD仪器在恶劣工况的使用寿命。