特深钻探已上升为国家战略科技问题,在地质科学、资源开发和防震减灾等方面具有重大意义,然而超长钻柱是限制特深钻探的难题之一。对于13000m超长钻柱,一是使用传统钢钻杆则其自重可能会将上部钻杆拉断;二是超长钻柱井下振动剧烈,易发生动态失效。因此,提出了钢-钛复合钻柱的构想以减轻自重,并对复合钻柱的动力学特性展开研究,主要研究内容如下:（1）分析钻柱工作状态下的主要作用力,基于拉伸强度理论建立了变材料复合钻柱极限应用深度理论公式和拉伸强度设计方法。以松科二井五开钻具组合为例,验证了钛合金钻杆的极限应用深度远高于传统钢钻杆。设计万米级钢-钛复合钻柱组合方案,结果表明:钢-钛复合钻柱可满足13000m特深井,实现钻柱的轻量化。（2）针对特深井横向振动问题,通过对钻柱系统的微元分析及合理假设,建立了变材料、变截面复合钻柱横向振动模型,并通过无量纲处理得到了复合钻柱横向振动的无量纲方程。提出了复合钻柱横向振动模型的广义积分变换求解方法,通过广义积分变换对横向振动方程进行变量分离和降阶,实现了快速求解,克服了超长、超大长径比复合钻柱有限元数值模拟求解困难。（3）针对有无钻井液、钻井液有无阻尼的不同假设,基于广义积分变换法,对复合钻柱横向振动的不同模型进行求解,得到其位移-时间响应,结果表明:摩擦阻力会使钻柱横向振动在初期出现衰减并降低稳态振动阶段的振幅。针对复合钻柱自身结构,基于复模态法,研究复合钻柱中钛合金占比、钻杆外径和壁厚对固有频率的影响,结果表明:钛合金占比越高复合钻柱固有频率越大,钻杆外径和壁厚越大固有频率越低。