钻柱是石油钻探中的重要工具。钻柱在井下的实际钻进过程中局部长期承受复杂的静、动载荷尤其是小能量多次重复的冲击载荷。这种载荷往往会使钻柱上存在的缺口、裂纹等薄弱部位发生失效,致使钻杆发生断裂。API 5D标准中尚无针对钻杆材料在井下承受多冲载荷发生失效的力学性能评价测试方法。多次冲击抗力既不同于一次冲击抗力,也不同于疲劳抗力,它反映着大多数机件在实际运转过程中抵抗多冲载荷的能力大小。本文参照现有理论和标准,自行设计了可以模拟多冲工况的钻杆材料多冲断裂疲劳测试方法和实验装置；分析了低载多冲作用下钻杆材料的损伤机制和破断所需能量的计算方法；并针对腐蚀环境,研究了不同腐蚀环境下钻杆材料多冲抗力的变化,本文进行了以下几个方面的研究：(1)从断裂力学的角度分析了多冲试样的起裂和破断过程机理；建立了多冲损伤累积破断模型,对裂纹的萌生、起裂和扩展等阶段进行了分析；结合Stroh判据和断裂韧度KIC判据,提出了多冲累积能量的定量计算方法并进行了计算。(2)选择了常见的三种钻杆材料,对其进行常规的力学性能测试并与API 5D标准对比；研究了单次冲击能量与钻杆材料的多冲抗力的关系,并拟合了数据；从能量角度计算了多冲试样的裂纹形核功并与一次冲击实验数据进行了对比,提出了钻杆材料的能量转换效率概念及计算方法。从微观角度分析了多冲破断机理与断口形貌,并与一次冲击断口进行了对比。(3)硫化氢腐蚀环境下,研究了三种钻杆材料的多冲抗力随腐蚀时间的变化规律,同样进行了数据的拟合。通过断口的微观形貌观察和分析,结合氢损伤机理从微观上解释了钻杆材料多冲抗力下降的原因。(4)研究了二氧化碳腐蚀环境对钻杆材料多冲抗力的影响规律,对比分析了常温常压二氧化碳腐蚀环境对S135和V150钻杆材料多冲抗力的影响并与硫化氢腐蚀环境进行了对比。探究了温度对S135多冲抗力的影响。针对G105钻杆材料探究了60℃时C1-的加入的多冲抗力的影响。从微观角度对比观察了二氧化碳腐蚀产物和形貌,简要分析了其对钻杆材料多冲抗力的影响机理。