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空气钻井工况中的钻柱受力非常复杂，钻柱在井下既自转又反转，且在空气锤的作用下不断地上下纵向振动，该振动对钻柱的破坏最严重，在复合载荷作用下常造成钻柱疲劳损伤。修正了钻柱轴向应力和疲劳裂纹计算公式，并运用第四强度理论计算出裂纹处的平均应力；提出新的基于Walker模型的钻柱疲劳寿命算法，并结合walker模型的计算结果，解释了塔里木油田空气钻井钻具大量刺穿失效的原因。