完井管柱是地层流体产出以及地面工作液注入产层的重要通道,流体流速和压力的波动会诱发完井管柱的振动。管柱的受迫振动会造成管柱的疲劳破坏、磨损破坏,甚至在井下断裂,研究完井管柱的振动特性对于确保完井管柱长期安全可靠工作有重大意义。本文首先分析了使完井管柱产生振动的内部因素、外部因素及管柱内部流固耦合机理,使用能量法及达朗伯原理分别建立了管柱横向及纵向振动方程,利用分离变量法及边界条件,求解振动方程并得到了管柱的固有频率。接着,分析了封隔器约束、管柱尺寸、弹性模量、内压对完井管柱固有频率的影响。然后,分析管柱在简谐激励下的动力响应,以管柱结构图及生产工况为分析依据,以响应应力、响应位移、响应加速度为指标,横向对比了完井管柱同一井深不同工况下的振动响应情况,纵向对比了同一工况不同井深处的振动响应情况。最后,根据管柱振动测试器在现场所测得的振动加速度数据,以应力为评价指标分析了管柱在振动较为剧烈工况下的安全性。分析结果表明,完井管柱流固耦合振动固有频率不但与管柱本身的抗弯刚度、质量、尺寸有关,还取决于流体的流速、密度、轴向力、跨距。对管柱施加封隔器约束,考虑内压,增加壁厚、外径、弹性模量、尽可能减小管柱的长度都将有助于增大管柱的固有频率,对抑制完井管柱的振动有积极作用。在本文分析的管柱结构下,管柱系统中段的响应应力、响应速度、响应加速度最大,为整趟管柱中较为危险的部分。此外,在开关井作业时完井管柱的振动相较于其他工况更为剧烈,易发生共振,使管柱产生塑形变形,须引起施工方充分的重视。