有杆采油方式在我国的采油工程中应用广泛,实际采油过程中抽油杆在油管内常处于偏心状态,导致聚驱井的泵效降低、抽油杆偏磨等问题。这些问题均与采出液的流动有关,采出液可视为幂律流体,因此研究偏心环空内幂律流体的流动规律对采油工程具有重要的工程意义。本文以计算流体力学为基础,引入幂律流体的本构方程,建立了偏心环空流动方程,给出有杆采油中游梁采油方式和螺杆泵采油方式相应的边界条件,推导环空流动解析解,并根据前人的PIV实验证明了数值模拟方法的可靠性。以此为基础对游梁采油过程含接箍抽油杆保持不动、做轴向往复运动、螺杆泵采油过程抽油杆做行星运动三种情况,根据采油机参数编译相应的UDF,采用FLUENT和动网格技术相结合的方法,分析了定常和非定常流动过程幂律流体的流动规律,得到如下结论:偏心环空内抽油杆保持不动时,分析了偏心距、进口流速、流性指数、稠度系数对接箍位置流场的扰动,结果表明:环空宽侧间隙的轴向流速随流性指数、稠度系数、偏心距的增加而增加,窄侧则相反;环空无接箍位置压降呈线性变化,接箍位置的压力损耗显著增加;不同因素对接箍上、下两端的旋涡强度影响并不同,但接箍下端旋涡强度高于上端。偏心环空内抽油杆做轴向往复运动时,分析了偏心距、冲程、冲次对接箍位置流场的扰动,结果表明:抽油杆壁面的轴向流速不为0,上冲程过程的轴向流速大于下冲程;随着冲程、冲次的增加,环空轴向压降损耗均增加;偏心距、冲程和冲次均会导致接箍上、下端面出现逆压梯度现象;偏心距对环空流场的扰动最为显著,其次为冲次,最后为冲程。偏心环空内抽油杆做行星运动时,分析了偏心距、自转速度、公转半径、公转速度、流体粘度对环空流场的扰动,结果表明:抽油杆壁面的轴向流速并不为0,当偏心距增加到13.356mm时会产生二次流现象,二次流区域靠近环空外壁;随着偏心距、自转速度的增加,环空压降损耗降低且压降变化为曲线;采用双因素对比分析法探究了公转半径不同时,幂律流体的剪切稀化效果和环空压降的变化;环空动压力的变化规律和轴向流速变化相似,但宽侧间隙的压力均大于窄侧;流性指数对环空流场的扰动强于稠度系数。