抽油杆柱在有杆抽油系统中是非常重要的构件之一,它是否能正常工作直接关系到机械采油的经济效益。当抽油杆柱在直井中做上下往复直线运动时,抽油杆由于受到油管的约束与各类环境载荷的影响而发生弯曲变形,发生过大侧向变形的杆柱段与油管相接触,从而致使杆管偏磨,以致缩短了抽油杆柱的使用寿命,在环境条件极其恶劣的工况下很可能造成抽油杆柱的断脱事件。基于上述原因,研究井眼中受油管约束的抽油杆柱在环境荷载下的受力的状况和变形的规律、精确预测抽油杆柱与油管的接触区域和接触压力对于有杆抽油系统中抽油杆柱的防偏磨设计有十分重要的意义。本文以直井抽油杆柱横向振的动动力响应与杆管偏磨研究为中心,主要进行了以下三方面的研究:(1)建立了抽油杆柱平面静力屈曲的数值力学模型和数学模型,并完善了抽油杆柱屈曲构型的仿真算法。具体内容包括:考虑泵端液体载荷与泵筒内工作压力,建立了具有均匀轴向分布力的抽油杆的平面屈曲仿真模型;考虑抽油杆柱的实际工况,建立了求解抽油杆柱屈曲构型的差分方程和有限元方程。(2)研究了抽油杆柱平面动力屈曲的力学模型和数学模型,并应用求解抽油杆柱的动态特性的方法求解抽油杆柱动力屈曲构型;应用Flouent理论和摄动理论分别求解了抽油杆柱的动力稳定区域与临界频率,为进一步研究抽油杆柱在环境载荷下的动力响应奠定了基础。(3)应用有限差分法和有限元法求解抽油杆柱在初始屈曲激励、各类环境荷载作用和油管约束下抽油杆柱的横向振动的动力响应,确定了杆管偏磨的接触区域,为进一步抽油机井的防偏磨设计奠定了基础。