中国注水油田经过近几十年的开发,产量下降幅度大,含水率高,经济效益逐年变差,满足不了国民经济发展的需要。但是中国还蕴藏大量低品位稠油资源有待于开发利用。这些油藏热采成本高、效益差,而出砂冷采是一项比较有效的技术,但出砂冷采技术的适应条件及配套工艺等技术需要进一步攻关解决。论文针对当前稠油出砂冷采技术在开发中存在的主要问题进行了深入研究分析,结合矿场实际生产数据及室内试验结果,总结了出砂冷采的开采机理。在此基础上,对稠油出砂冷采的开采特征及影响因素进行了分析,其中,储层胶结状况是最重要的影响因素。对稠油出砂冷采井的完井技术及井下配套技术进行了优化,主要包括射孔技术、井下套管的选用、螺杆泵的适应性分析、抽油杆的优化、冲砂工艺的优化及井筒降粘技术。与此同时,又以稠油出砂冷采所用的螺杆泵作为分析与优化的对象,对螺杆泵进行了三维建模及运动仿真,直观地展示了螺杆泵的工作原理,总结了运动规律并建立了相关数学方程。对螺杆泵定子进行了热应力耦合的有限元分析,研究了其工作中的受热受力状况,得出工作中螺杆泵会产生泄露回流、定子橡胶失效、泵效降低等结论。提出等壁厚螺杆泵的结构改进方案,向其施加与普通螺杆泵相同的边界条件并进行热应力耦合,通过对比分析,发现等壁厚螺杆泵可在一定程度上解决普通螺杆泵出现的工作失效问题,并可有效防止溶胀及温散不均现象的发生,在整体性能上,要明显优于相同规格的普通螺杆泵;从螺杆泵下泵深度、排量、工作压力、定子橡胶选取及工作转速入手,形成了一套关于螺杆泵的选用准则。