近年来，大庆油田抽油机油管断裂事故日益频繁，给油田造成巨大的经济损失。目前，国内外对油管断裂失效还未深入地进行研究。为此，本文针对大庆油田J-55、2 7／8″抽油机井油管的非正常断裂失效进行系统地实验研究和理论分析。 本文首先根据疲劳失效的基本概念、运用金属断口分析技术对油管断口的宏观和微观的特征进行观察和分析，并结合油管的工作载荷特点和油管的断裂部位，判定抽油机井油管断裂属于疲劳断裂失效。 本文通过对专业生产厂家生产和现场破断的油管进行化学成分分析、机械性能测试和金相组织观察，认为，大庆油田在役油管的材质虽然存在某些问题，但基本符合API规范，即，油管材质质量不是引起油管非正常疲劳断裂失效的主要原因。 本文通过对油管断口的宏观和微观形貌的深入观察与分析，获得了有关断裂失效发生和进程方面的各个信息，全面掌握了油管疲劳断裂的征象。结合油管螺纹根部的应力状态分析，明确了引起油管非正常断裂失效的主要原因，即，多次大扭矩上、卸扣，再加上油管螺纹几何尺寸不合格(按API标准)使油管危险截面处的螺纹根部(也是应力集中部位)处于很高的应力水平；造成严重损伤，使其疲劳强度急剧下降，甚至产生“先天性”的疲劳源。这种油管下井工作，在循环载荷的作用下，将迅速形成疲劳裂纹，甚至“先天性”疲劳源直接扩展，结果造成远低于一般正常寿命的非正常疲劳断裂失效。此外，对油管断口的裂纹源区和扩展区的腐蚀迹象进行了低倍观察，并结合能谱分析，明确了腐蚀对疲劳裂纹的形成不起明显作用，但对裂纹的扩展有一定的加速作用。 本文最后运用疲劳强度及寿命方面的描述和分析方法，对油管危险截面的螺纹根部的实际疲劳强度进行估算，进而对油管疲劳裂纹形成和扩展的机理进行了进一步的探讨，并提出预防油管疲劳断裂的各项措施。