在我国油气田开采中,游梁式抽油机占主要地位,由于碳纤维抽油杆自身具有较好的性能而被广泛应用,所以有必要进行与其相匹配的游梁式抽油机的研究。提出一种适合于碳纤维抽油杆的游梁式抽油机的设计方案,对游梁式抽油机的综合优化,得出抽油机的优化参数,使其能够与碳纤维抽油杆相匹配。对柱塞超行程进行理论分析,得到抽油杆柱的两种模型,得出位移放大因子与频率比的关系和载荷放大因子与频率比的关系,由碳纤维混合杆柱的频率系数的范围得到碳纤维混合杆柱固有频率的变化范围,再由抽油机的冲次就可得到频率比,进而得到位移和载荷放大系数。根据游梁式抽油机悬点的运动规律,进行运动学和动力学分析;对碳纤维抽油杆组合杆柱采油系统纵向振动特性进行分析,建立碳纤维抽油杆柱组合动力学仿真模型。对杆柱系统的地面边界条件进行分析,得出地面边界条件的改变对泵冲程的变化规律,优化地面边界条件得到最大泵冲程时的最优地面边界条件。以游梁式抽油机为基础,建立优化模型确定目标函数和设计变量的约束条件,基于粒子群算法对游梁式抽油机进行综合优化。并根据实例,分析了优化前后抽油机的泵行程和性能参数,得出优化后的游梁式抽油机获得更大的泵冲程,提高油井产量。