非常规油气资源的高效开采,已成为各国油气田增产的主体,而支撑这些特殊油气层开采的核心技术之一是水力压裂技术。其中,在国内外油田得到广泛应用的不动管柱多级压裂技术一般采用逐级缩径投球滑套,使得压裂级数和排量受到限制,难于满足多级、大排量压裂井的需求。为此,本文通过逐级全通径滑套工具的研发,以及相关配套工具及工艺技术的研究,形成一种全新的全通径不动管柱多级压裂技术,实现压裂级数和排量的提升。提出了“周向分级”设计理念,研制了逐级全通径的隼槽式滑套工具。基于计算流体动力学方法,考虑了滑套工作状态和内壁复杂边界的影响,建立了隼槽式滑套内部流体域数值模型,分析了携砂液对隼槽式滑套内壁的冲蚀作用,通过降低涡流场,优选出隼槽式滑套的结构参数,增强了隼槽式滑套工具的耐冲蚀性,提高了多级压裂管柱的过砂量。通过对全通径多级压裂不动管柱中的喷嘴座伞键位置、喷砂口关闭和打开位置、无套时喷砂口位置的特殊流道结构的数值模拟研究,得到了适用于特殊流道结构的携砂液压力损失计算公式,使全通径多级压裂不动管柱水力计算便于工程应用。通过对典型不动管柱结构和工艺参数下的水力计算,得到0～35%砂比、4～8m3/min排量时,卡距段以上竖直、弯曲和水平井段管柱压力损失以及卡距段内管柱压力损失,水力锚压力损失、K344-116HD封隔器压力损失、桥式喷砂封隔器关闭和打开状态以及无套状态下的压力损失,为压裂管柱水力计算提供了计算方法和依据。根据全通径不动管柱及封隔器结构特点和载荷特性,选取卡距内的胶筒、胶筒座、中心管、油管和套管为研究对象,建立了卡距内管柱及封隔器动力学模型,给出了滑动接触边界的收敛判别准则;基于胶筒基体强度和纤维界面的粘结强度、压力密封和轴向串动条件的建立,提出了封隔器坐封安全性评价方法。通过不同压力和波动工况下的10～90m卡距内管柱及封隔器动力学计算和分析,得到了胶筒接触应力、基体剪切应力和纤维界面剪应力、轴向位移的变化规律,以及30m卡距时封隔器坐封安全性最高,为多级压裂中封隔器的失效和控制提供了计算方法和理论依据。研发的全通径不动管柱多级压裂技术,采用井口投同一外径隼翼开关,可实现多级分层改造。通过高182-151井和高127-更44井的现场实验,验证了隼槽式滑套的可靠性,以及压力损失计算方法和封隔器坐封安全性评价方法的正确性,并在大庆油田累计应用386口井,满足了施工排量8.5m3/min,坐压8层以上的直井缝网压裂工艺需求,为全通径不动管柱多级压裂提供了一项新技术。