目前各油田的抽油设备为常规游梁式抽油机,其存在的主要问题是能耗大、效率低。游梁式抽油机附件多,依靠改进结构,不能使其系统效率有质的提高,因为每增加一个环节就必然会增加一份附加损耗。而直线电机抽油机采用直线电机驱动,舍弃了大部分变速传动环节,将传统的旋转驱动变为直线往复驱动,使直线电机抽油机具有更加完善的运动性能、动力性能和平衡性能。直线电机抽油机在我国乃至世界都属于新兴技术,研究设计这种抽油机有着特殊的意义。通过优化直线电机抽油机基本运行参数,可以降低悬点最大载荷及最大载荷与最小载荷差值,使直线电机运行更加平稳。通过提高直线电机抽油机的工作效率,减少电机内部的各种损耗,达到节能的目的。本文提出了直线电机抽油机的几种设计方案,根据运动副的多少和修井作业的方便,确定了其中最优的设计方案。介绍了直线电机抽油机的工作原理及结构和特点,建立了直线电机抽油机悬点动力分析数学模型,提出了直线电机抽油机的悬点载荷大小和平衡重的计算方法。本文提出了用于直线电机抽油机系统优化的方法,建立了直线电机抽油机的运行参数数学模型,通过对直线电机抽油机参数优化设计方法探讨,确定了用混合函数惩罚法进行直线电机抽油机参数优化设计,并且用VB编写优化设计软件,根据具体工况优化出该工况下的运行参数。通过对直线电机抽油机基本运行参数优化设计,得到该抽油机理论悬点动力示功图与静力示功图非常接近,有着很好的节能效果。本文通过研究直线电机的基本结构及工作原理,根据永磁直线同步电动机等效电路,给出了用于抽油机的直线电机的主要参数设计计算方法。同时根据直线电机抽油机运行参数优化结果,给出了直线电机供电频率及功率的计算方法。通过游梁式抽油机与直线电机抽油机系统效率分析和装机功率对比分析,得出了直线电机驱动的抽油机更有利于提高系统效率,和具有良好的节能效果。