抽油杆柱是将抽油机悬点的往复运动传递到井下抽油泵的中间环节，是有杆 抽油系统的重要组成部分，也是有杆抽油系统中最薄弱的环节之一。虽然对于抽 油机井杆管偏磨的机理及解决方法已做了大量的理论研究，但杆管偏磨问题仍受力分 析［1冗 分析斜井中抽油杆柱的自身重力、所受液柱载荷，杆管间的摩擦力、液 体的粘滞阻力及阀的水力阻力等多种作用力。由载荷分析和力的平衡原理建立数 学模型，从而计算抽油杆柱上任意点处的载荷，递推出杆柱各处的受力情况。
将抽油杆柱沿井眼轴线方向自下而上分为若干个微元段，油井工作时，抽油 杆柱在弯曲的油管内做上、下往复运动，任取单个微元段dl作受力分析，如图 2-5所示。
二p;•顷岛顷吟
a)上冲程
a)The upstroke
P 滓■HRpi+Ri+Rli+I^gi
b)下冲程 b) The down stroke
图2-5上、下冲程抽油杆柱微段受力分析
Fig2-5 The stress analysis of Microsegment in the upstroke and the down stroke
(1)上冲程抽油杆柱载荷计算
抽油杆柱所受重力
P，= P - cos a (2-1)
式中，P；为杆柱轴向上重力分力，作用方向沿杆柱轴线向下，N； P = q gdl , qr为空气中每米抽油杆的质量，kg/m，具体数值见表2-4； a为井斜角，°。
表2-4每米抽油杆的质量
Tablet-4 The quality of sucker rod per meter
抽油杆直径d(mm)
不考虑接箍时质量q (kg/m) r
考虑接箍时质量q (kg/m) r
16
19
22
25
②作用于柱塞上的液柱载荷
Pb = P 烈 fp - f) (2-2)
式中，0为柱塞上液柱载荷，作用方向沿杆柱轴线向下，N； pi为液体密
度，p = f p + (1 - f )p，kg /m3，h为井下泵处的垂直深度，m； f为柱塞
l w w wo p
截面积，m2 ； f为抽油杆截面积，m2。 r
抽油泵柱塞与衬套间的摩擦力
P = % -140 (2-3)
式中，Pcp为柱塞与衬套间的摩擦力，作用方向沿杆柱轴线向下，N； Dp为 抽油泵柱塞的直径，mm； 6为柱塞与衬套的配合间隙，mm。
在我国，对于柱塞与衬套的配合间隙6按照标准抽油泵的技术条件规定 可以分为三个等级［口。如表2-5所示，根据泵径的大小选择合适的间隙等级。 一般在现场应用中，优选配合间隙较大的等级及其间隙值。
表2-5柱塞与衬套配合间隙范围
Tablet-5 The fit clearance between plunger and bush
等级代号
6 (mm)
I
〜
II
> 〜
m
> 〜
④液柱与油管间的摩擦力
P = —r~ (2-4)
ti
式中，P^t为液柱与油管间的摩擦力，作用方向沿杆柱轴线向下，N； p为 下冲程中液体与抽油杆柱之间的摩擦力，N。
⑤抽油杆
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