抽油杆是抽油机井中重要的机械部件,由于其在使用过程中,长期承受交变载荷的作用,加之井内液体腐蚀、作业施工起下管柱以及使用年限等原因,造成抽油杆疲劳断裂,增加了作业施工井次,严重影响了抽油机井正常生产。为了科学合理地制定抽油杆的判废标准,以指导抽油杆的合理使用和控制抽油杆断裂事故,定量制定抽油杆不同类型缺陷的疲劳界限值是目前急待解决的问题。本文在研究抽油杆柱载荷与应力循环特性的基础上,通过理论与室内实验研究,建立抽油杆疲劳损伤界限值的制定方法,制定抽油杆使用年限的疲劳界限和不同类型缺陷的疲劳界限。建立抽油杆柱载荷与应力循环特性的仿真模型,开发相应的计算机仿真软件。仿真分析含水率、动液面2个油井参数与冲程长度、冲次、泵径3个抽汲参数对悬点最大载荷、最小载荷、杆柱顶端应力使用系数的影响。基于材料力学的基本理论,开展了抽油杆疲劳强度计算,并进行无损伤抽油杆疲劳界限的实验研究。基于断裂力学的基本理论,研究抽油杆杆体表面裂纹的应力强度因子,断裂准则、裂纹门槛值、裂纹扩展规律和抽油杆疲劳裂纹界限等内容,给出原始裂纹尺寸大于门槛尺寸的抽油杆剩余寿命的表达式,并编制临界裂纹尺寸、门槛裂纹尺寸、抽油杆剩余寿命的计算软件。开展了抽油杆疲劳裂纹界限值的实验研究,确定疲劳试件裂纹深度的临界尺寸。提出一种确定抽油杆损伤界限的疲劳强度的计算方法。采用有限元软件ANSYS计算有缺陷抽油杆最大等效应力,计算应力集中系数,并根据疲劳强度理论制定疲劳源的界限值。