本文以整体套管串为研究对象，建立了整体套管串非线性力学模型。它综合考虑了套管柱结构与井壁的间隙和接触状态、井眼曲率、扶正器起动力、恢复力等因素的影响，同时也考虑了相邻扶正器及套管的变形协调，能够较为准确地描述套管串的受力变形状态。同时，针对套管串与井壁发生随机接触这一非线性力学问题，根据“间隙元”的基本理论，构造了“多向接触摩擦间隙元”，建立了套管串非线性有限元分析理论。该理论方法使套管串与井壁在不同井深和不同井眼圆周方向上的随机接触摩擦、扶正器的抗压刚度、尤其是弹性扶正器与井壁的接触摩擦状态得以合理描述，是一种行之有效的数值计算方法。 应用Delphi语言编制的套管串受力分析软件，通过大庆油田定向井套管串的计算分析结果表明，套管串居中度计算值与套管内陀螺测试数据基本一致，验证了所建立的力学模型和理论方法的正确性和可靠性。根据141口已固井的资料建立了套管串居中度与胶接指数关系，从而定量地描述出居中度与固井质量的关系，并得出82％套管串居中度是保证优质井的前提，为套管串居中度分析和套管串设计提供了技术参数。同时还可以根据建立的套管串居中度与胶接指数关系来模拟预测待施工井的胶接指数，来确定固井质量的好坏。套管串受力分析软件为科学设计套管串结构、计算扶正器安装位置，确保固井质量，提供了一种实用的技术手段。