钻头的力学特性主要取决于底部钻具组合,所以井眼轨迹控制研究中钻柱力学的主要研究对象就是底部钻具组合。通过底部钻具组合的受力和变形分析,可以得到钻头的侧向力和转角,对于井眼轨迹预测和控制具有实际意义。　　 本文以底部钻具组合为研究对象,根据前人在钻柱力学方面的研究成果,推导和分析底部钻具组合的三维静力学模型,利用加权余量法对底部钻具组合的三维变形控制方程进行数值求解,同时考虑底部钻具组合的结构参数,井眼形态,钻井参数等,开发了底部钻具组合三维分析计算软件。利用该软件计算大位移井中常用的导向钻具组合,如单弯双稳导向钻具组合和单弯单稳导向钻具组合分别在滑动钻进和复合钻进时的导向能力,分析了底部钻具组合各结构参数对它们力学特性的影响规律,为优化底部钻具组合设计提供理论依据。同时,对定向井和水平井钻井中井眼过渡段进行了初步研究,给出了确定过渡段长度的概念和方法,导出了过渡段井斜角的计算公式。