分层注水能够精确满足不同油层的能量需求，是油田提高采收率的一种高效途径。在实际分注开发中，存在着分注工具磨损严重、作业有效期短、分注成功率低等问题，而产生这些问题的重要原因是没有准确分析分注管柱在井筒中的力学行为，使管柱结构设计不合理。因此，综合考虑实际井筒及分注工具的影响，建立科学的分层注水管柱力学分析模型、准确研究井下分注管柱的力学行为，是提升分注管柱设计科学性，进而提高分注作业成功率的重要课题。　　本文在总结分层注水工艺及分层注水管柱力学研究现状的基础上，考虑分注管柱在三维实际井筒中所受到的浮重力、弯矩、接触力、摩擦力、内外压力及井眼曲率的影响，同时考虑各种分注工具的综合作用，建立了分注管柱三维受力分析模型。该模型能够真实地分析分注管柱实际受力情况，适用于斜井、定向井、水平井等各种形式的井筒。　　本文详细研究了对分注管柱力学性能有重要影响的井筒温度场，根据热力学基本原理，结合分注作业实际，建立了分注井井筒温度场动态分析模型，经过有限差分法求解后，可以动态计算注水、停注、洗井任意时间后井筒温度分布；研究了注水参数对井筒温度的影响规律。　　通过建立力学平衡方程，讨论了分注管柱的蠕动现象，研究了分注管柱蠕动现象产生的机理；通过对封隔器所受最大静摩擦力以及封隔器组件轴差力的分析计算，提出了封隔器蠕动距离的计算方法，并进行了实例分析。　　以理论研究为基础，开发了一套集三维仿真、管柱设计、力学分析、结果展示、数据管理于一体的综合性管柱设计分析软件，为工程设计人员科学设计分注管柱、准确分析分注管柱力学性能提供了有力的技术支持。