全球大部分油田开采都已进入中后期,开采深度逐步加深,钢质抽油杆柱无法满足深抽要求,因此有学者专家采用新的材料来研制新型抽油杆柱,进而来满足油田开采的需要。碳纤维抽油杆具有诸多优点,但杆柱承受压力时易发生破坏。因此有必要对碳纤维连续抽油杆柱振动力学进行研究,本文主要内容如下:考虑杆管间库伦摩擦力的影响,同时考虑悬点运动与柱塞液体载荷对抽油杆柱纵向振动的激励,分别建立了常规抽油系统与泵下加重抽油系统的碳纤维混合抽油杆柱纵向振动仿真模型,实现了对杆柱轴向载荷、轴向分布载荷的仿真,为杆柱轴向应力计算与横向振动仿真奠定了基础。考虑杆柱轴向载荷对抽油杆柱横向振动弯曲刚度的影响,分别建立了常规抽油系统与泵下加重抽油系统的碳纤维混合杆柱在弯曲井筒内横向振动的仿真模型。仿真结果表明,与常规抽油系统比较,泵下加重抽油系统会降低杆柱与油管之间碰撞力以及杆柱的横向振动。基于碳纤维混合抽油杆柱纵向振动与横向振动的仿真结果,建立了混合抽油杆柱多轴应力仿真模型以及碳纤维杆柱疲劳强度预测模型。仿真结果表明,与常规抽油系统比较,泵下加重抽油系统会提高碳纤维抽油杆柱的疲劳强度。建立了系统动态参数仿真模型,分析了杆柱加重方式、加重杆规格与长度对碳纤维混合杆柱抽油系统性能的影响;将抽汲参数、加重杆规格与加重杆长度作为优化设计变量,以系统效率最高作为优化设计目标函数,综合考虑碳纤维杆柱强度与不受压等约束条件,建立了加重杆柱结构尺寸优化设计模型,提高了系统效率。