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本文评价分析了现有各种抽油杆柱力学模型及其局限性；在受力分析的基础上建立一种新的三维力学模型，该模型由平衡方程和弯曲方程组成，杆柱上每个单元的载荷和应力可通过递推求解。该模型也考虑了杆柱横向位移和纵向位移的耦合。在加扶正器和未加扶正器的地方，都考虑了杆管之间可能的接触以及摩擦力。利用该模型，可对有杆泵定向井进行充分设计，包括正确的杆柱使用、扶正器位置和间距的优化设计。
将建立的抽油杆柱力学模型形成《定向抽油机井系统优化设计软件》，该软件功能包括井眼几何特性描述、抽油杆载荷的计算、抽油杆柱的结构设计及抽油杆的扶正器安放位置和间距计算等。该软件通过在现场使用并反复修正，应用效果较好。