石油钻具的作业环境复杂，钻柱的力学特性及强度是作业安全和高质量钻井质量的技术保障和支撑，研究表明，下部钻具组合是整体钻柱的关键部件和失效的主要部分，因此本书针对下部钻具组合的力学问题，建立了解析解和有限元的应力分析力学分析理论，并提出了力学模型及求解方法，研究成果明确了下部钻具组合的应力分布规律，揭示了钻柱失效和破坏的机理。作为理论的应用，用有限元技术对下部钻具组合的连接螺纹应力释放区的几何形状进行优化设计，首次提出在下部钻柱的钻柱稳定器和配合接头上设置应力释放区，以降低连接螺纹部位的应力水平，提高其力学安全性和使用寿命，获得了国家专利授权。结合现场应用情况，对钻具失效及预防措施进行了系统的研究。