油气井杆管柱是石油钻采作业的脊梁和中枢神经。油气井杆管柱力学主要研究钻柱力学、井眼轨道控制、套管设计、有杆泵抽油系统等内容。对油气井杆管柱进行系统全面、准确的力学分析 , 可以实现快速、 准确、 经济地控制油气井的井眼轨道;准确地校核各种杆管柱的强度 , 优化杆管柱设计;优化油气井井眼轨道;及时、准确地诊断、发现和正确处理各类井下问题;优选钻采设备和工作参数。燕山大学石油工程研究所教授、博士生导师李子丰等在国家“八五”重点科技攻关项目“石油水平井钻井成套技术”、国家“九五”重点科技攻关项目“侧钻水平井钻井采油配套技术”、“ 863”计划项目“旋转导向钻井系统整体方案设计及关键技术研究”和“海底大位移井钻井技术”、 国家自然科学基金项目“防止热采井套管热破坏的固井新技术”等支持下,在建立油气井杆管柱力学理论体系研究方面取得多项重要创新性科学发现。一、提出了油气井杆管柱动力学基本方程, 该方程统一了原有的油气井杆管柱力学分析领域的各种微分方程, 为油气井杆管柱的各种动静态力学分析奠定了基本理论基础应油气田开发的迫切需要, 科学界自 20世纪 50年代以来针对油气井杆管柱的某些特殊问题已进行了较广泛、较深入的研究 , 发表了数以百计的学术论文。特别是“七五”和“八五”期间国家组织的对定向丛式井和水平井的科技攻关, 使我国的油气井杆管柱力学研究水平大大提高。 但所有的研究工作都是基于某项特殊需要而进行的。对某些问题, 如动力问题和几何非线性问题研究较少。为此,需要对杆管柱动力学问题进行系统的研究, 建立统一的理论。李子丰教授通过对油气井杆管柱进行力学和运动分析,推导了用于对油气井杆管柱进行各种力学分析的几何方程、运动平衡方程和本构方程。由于油气井杆管柱动力学基本方程统一了现有一切油气井杆管柱力学分析的微分方程,现有的油气井杆管柱力学分析的微分方程都可由该动力学基本方程通过适当简化而得到,所以,该基本方程在石油钻采工程界具有广泛的应用。二、建立了斜直井段杆管柱稳定性力学分析的数学模型,指出了“虚构力”理论的错误石油工程中的钻柱、套管柱、 油管柱和抽油杆柱在井筒中工作时在某些井段经常处于压扭状态, 发生正弦或螺旋屈曲。屈曲后, 杆管柱内的应力急剧增加,与井壁的摩擦阻力增加,会发生自锁现象,严重时可发生强度破坏。李子丰教授从油气井杆管柱动力学基本方程出发,推导了斜直井中受压扭细长杆管柱几何非...