石油作为重要的化石能源以及化工原料,在国民经济发展中占用重要地位。石油开采作为利用石油资源的前提,在整个石油行业中具有重要地位。现今技术条件下,石油的开采还是以有杆提升系统为主。作为石油有杆提升系统的关键部件,抽油杆柱的寿命是影响采油井免修期长短的重要因素。抽油杆柱的使用寿命与其受力状况密不可分,研究抽油杆柱工作中的受力情况是延长抽油杆柱使用寿命,延长采油井免修期的前提,因而具有极其重要的实际意义。针对此,本文主要进行了一下几个方面的研究:(1)本文结合国内外相关文献对抽油杆柱失效形式进行了分析,发现抽油杆主要受循环载荷,摩擦载荷作用,得出抽油杆柱主要的失效形式是疲劳断裂和偏磨失效。(2)本文在研究国内外关于抽油杆柱受力资料的前提下,考虑了杆柱重力、浮力、惯性力、固体摩擦力和流体摩擦力、流体作用力等对杆柱受力的影响,建立了抽油杆柱井下受力模型,并利用此模型,分析了抽油机冲次、冲程对杆柱受力的影响;分析了井斜角、井眼曲率对杆柱受力的影响;分析了抽油杆直径对杆柱寿命的影响;分析了防磨块的直径和安放位置对杆柱防偏磨的影响。(3)提出了针对抽油杆柱寿命的杆柱优化方法和针对减少杆柱偏磨的防磨块布置方法。主要包括抽油机抽汲参数的优化、抽油杆直径的优选、扶正器的大小和位置的优选等。(4)本文将抽油杆柱工作行为力学模型程序化,并以MATLAB GUI平台进行封装,编制了《抽油机井管杆系统力学仿真》软件,该软件可实现抽油杆柱井下受力分析及计算,杆柱接触行为分析及偏磨防治指导,分析抽油杆柱组合、井液性质、抽油泵、抽汲参数等因素对杆柱受力的影响,基于延长杆柱寿命的杆柱组合优化等。