西部地区山前构造带具有良好的油气成藏条件。但是，在其逆掩推覆带钻井作业中，极易发生钻具失效事故。本文针对山前推覆带钻具失效事故多的特点，以焉耆盆地一口已完成井(城二井)为研究对象，主要研究内容包括： (1) 钻具失效数据分析。通过收集和总结该井的钻井数据，初步分析了钻具失效的部位主要集中在下部钻具的受压部位。其主要原因是：地层岩石的硬度高、可钻性差以及研磨性强；在长期工作中，钻具承受拉伸、压缩、弯曲和扭转等复杂应力。 (2) 不同型号钻头对激振源规律影响的实验研究。通过实验测定了所研究地层岩样的可钻性、研磨性和硬度指标；在对这些参数进行分析的基础上，进行了不同型号钻头钻进山前推覆带花岗岩的室内台架试验。通过实验，总结出钻头结构对钻压的波动有很大影响，同样地层条件下，软地层钻头引起的钻压波动比硬地层钻头引起的钻压波动大；当改变钻压时，钻压波动范围也随之改变，但波动幅度均值与钻压均值的比值不变。测得的动钻压用于在钻柱瞬态动力学分析中作为钻柱的下部边界条件。 (3) 整体钻柱的模态分析和谐响应分析。建立了整体钻柱的动力学有限元模型，计算了部分钻具组合实例的钻柱纵向振动固有频率、响应位移和响应轴力。结果表明，减振装置的合理安放位置及数量对降低钻柱纵向振动的响应位移和响应轴力有明显影响。 (4) 下部钻柱的瞬态动力学分析。以钻头对激振源规律影响实验测得的动钻压作为下部载荷谱，考虑钻柱与井壁接触的影响，利用瞬态动力学有限元方法对下部钻柱的纵向振动和横向振动的耦合振动特性进行了初步研究；了解了钻柱的应力及变形的动态响应。经过分析得出钻头与地层相互作用引起钻柱动力失稳，出现剧烈的横向振动，是导致钻具失效的重要因素；中和点及其以下邻近部位钻柱是容易发生失效的危险部位，有必要采用欠尺寸扶正器和大尺寸钻铤达到降低该段钻柱振动幅度的目的。 通过与现场数据的对比可以看出，以上的分析和计算结果与现场钻柱失效的情况是吻合的，同时本文所采用的研究方法也为硬地层钻井中钻柱的动力学研究提出了新的思路和方法，为进一步开展钻柱疲劳失效研究奠定了一定的理论基础。