随着世界石油资源的开采难度越来越大,适用于高难度原油开采的抽油机相继问世。作为新型抽油机,游梁式液压抽油机正成为原油开采力量中的重要一支。提高工作效率、提高工作稳定性、改善运动性能、实现智能化远程控制是液压式抽油机研究的主要方向,这些技术的进步必将给原油开采带来巨大的经济效益。本文以大庆油田机械总厂生产的YCYJ10-5.4-7.5液压式抽油机为研究对象,对其进行分析、研究和优化设计。(1)运用复数矢量法对抽油机进行运动分析。运用理论力学的平衡原理,分析各运动构件的受力情况。对抽油机的悬点载荷进行分析,拟定出抽油机在各种载荷作用下的示功图。(2)以悬点加速度最小、传动效率最高、油缸摆角最小、油缸行程最小为目标,对抽油机的机械传动主体尺寸进行优化设计,得到各设计变量的最优解。油缸摆角减小0.2。,上冲程悬点最大加速度减小0.7m/s2,抽油机地面效率提高12%。(3)基于Pro/E行为建模的方法,分别设计等强度变截面游梁和桁架式驴头,并进行优化。游梁和驴头受力更加合理,材料利用率更高,游梁和驴头分别节省钢材0.96吨和0.98吨。(4)在AMESim中建立抽油机液压系统的模型并施加模拟负载,经仿真得到油缸和活塞杆的运动数据及各液压部件的压力、流量数据。根据仿真结果计算得到液压系统的效率为85.7%。(5)在Pro/E中建立液压抽油机的三维模型,将其导入到ADAMS中并建立抽油机的动力学仿真模型,经仿真得到抽油机动力学参数的变化规律,仿真结果验证机构的优化结果。(6)利用AMESim和ADAMS的交互接口,建立液压抽油机的机液联合仿真模型,使抽油机仿真更加接近真实工况。在联合仿真基础上,测试液压抽油机的运动参数、力学参数和液压流体参数的变化规律,计算出液压抽油机的地面效率为70.3%,提高了12个百分点。基于联合仿真研究蓄能充气压力对系统平衡度的影响,并运用批处理仿真确定蓄能器的最佳充气压力,使得系统平衡度由理论设计的0.874提高到0.915。