随着世界经济的快速发展，能源消费与需求量不断攀升，包括页岩气在内的非常规能源日益受到重视。美国是世界上最早实现页岩气规模化开采的国家，其开采历史最早可追溯到1921年，20世纪20年代开始现代化工业生产，70年代中期步入规模化发展阶段，而我国则处于刚刚起步阶段。作为一种非常规天然气，页岩气产量较低，压裂是提高其产量的重要手段。国外已形成了一系列相对成熟的页岩气压裂工艺技术，国内尚处于实验阶段，因此开展页岩气压裂工艺管柱的设计与力学分析具有重要的实际意义。本文综合研究分析了国内外页岩气压裂工艺技术的工作原理和适用条件，总结了各自的优缺点，为本论文的研究方向提供了理论指导；设计了双封隔器多段压裂工艺管柱，在确定了其多段压裂和反洗井的基本功能的基础上，进行了结构设计和工具选择，使其具有结构简单、施工方便、安全性高、功能完善的特点；根据井眼轨迹基本测斜数据，对井眼轨迹轴线进行样条曲线模型拟合，根据此模型可以计算得出井眼轨迹上任一井深处的井斜角、方位角、曲率和挠率等参数，根据相应参数可以优化管柱尺寸，确定可下入的工具串的最大外径或最大长度；综合考虑了轴向力、管柱自重、内外流体的压力和粘滞摩阻力、与井壁之间的摩擦力和支反力等多种外载荷作用，建立了管柱的力学模型，进行了压裂状态下的应力计算和强度校核。利用VB语言编制了页岩气压裂工艺管柱受力分析软件。软件在前处理部分可实现对井眼轨迹测斜数据的录入、修改以及拟合，油管、套管基本参数的输入，计算完成后可查看井眼轨迹水平投影图、垂直投影图和三维坐标图；主体部分可计算大直径工具的下入深度和压裂工况下管柱的受力情况，计算结果以Excel表格形式保存并可查看载荷、应力、变形随井深的变化曲线。