本文通过对管柱(钻柱、套管、油管)材料在不同条件下的冲蚀速率和磨损表面形貌的分析,研究了冲蚀角度、冲蚀速度等因素对氮气钻完井管柱冲蚀性能的影响,探讨了材料的冲蚀机理。在此基础上,采用Fluent软件对氮气钻井工况下环空气固两相流动规律进行了数值模拟研究。最后对管柱(钻柱、套管、油管)在不同条件下的剩余强度和剩余寿命进行预测。研究结果表明:随着冲蚀速度的提高,钻柱、套管、油管的平均失重率和平均壁厚减薄率均增加。钻井工况下,BG13Cr-110和S135两种钻柱材料的临界流速为20m/s,TP140套管材料在18°冲蚀角度的临界流速为20m/s,在75°冲蚀角度的临界流速为30m/s;生产工况下,P110油管材料无明显临界流速。延性材料30Cr Mo在较低冲蚀角下产生较大冲蚀,脆性材料Cr2O3在较高冲蚀角下将产生较大冲蚀。在相同冲蚀角下,喷涂Cr2O3的试样失重率均比30Cr Mo高。采用计算流体动力学方法建立了高速气体携岩冲蚀管柱的两相流模型。通过对环空气体流速、压力、岩屑浓度、钻柱和套管的冲蚀速率以及受到的剪切应力分布等的分析后发现,环空中心区域气体和岩屑的流速最大,由中心向套管内壁和钻杆外壁递减,直至壁面速度为零;钻杆母接头处岩屑沉积,浓度最大,并且钻杆母接头斜坡处剪切应力最大。在冲蚀试验的基础上,对在钻井工况条件下,钻柱BT13Cr-110和S135两种材料以及套管TP140材料的剩余强度和剩余寿命进行了计算;并且对在生产工况条件下,对油管P110材料的剩余强度和剩余寿命也进行了计算。