随着当今社会的迅速发展,人们生活水平的日益提高,对于石油的需求量也越来越大。但是如今石油的开采工作已经进入到了深井区,如果想要抽超过3000米甚至更深层的石油,就必须采用行程更大的抽油机来代替传统抽油机,因此提出了一种新型抽油机——立式行星齿环式抽油机。这种抽油机的机构就是通过行星齿轮在齿环内部啮合运动来实现其简单的齿环换向,齿环在导轨的帮助下进行上下的往复运动从而达到抽油机所需要的冲程。这种抽油机的优点就是结构简洁,部件就是传统的齿轮齿环,结构稳定且效率高。最重要的部件就是换向机构,因此本文主要对行星齿环式抽油机的换向机构进行了设计及其研究。(1)介绍了立式行星齿环式抽油机的齿环换向机构的工作原理,以及该换向机构的基本参数,包括系杆、行星轮、齿环。通过机构示意图阐述抽油机的冲程增加方式,以及展现这种抽油机的优点。(2)通过Creo对换向机构的重要部件系杆进行建模,为满足工作的需要,设计了摆杆支撑式和链盒外包裹式两种结构。将两种结构进行装配观察并对比两种结构的优缺点。(3)通过ANSYS workbench对两种结构进行模态及其静力学分析,通过对前六阶固有频率和振型、最大应力集中、最大形变等参数的分析,对比之前所提出的两种机构确定出链盒外包裹式支撑结构,再通过优化软件对链盒机构模型进行尺寸优化。(4)考虑到链盒结构中所需要的润滑和密封,对链盒的工作情况进行简单的分析,并提出采用螺旋密封结构,并通过建立数学模型对螺旋密封的关键尺寸进行建模,通过MATLAB软件对这些重要尺寸进行优化,选出一组最优的参数值并对其进行建模,将该密封结构成功集成到链盒外包裹支撑换向机构中。通过本文所做的一系列分析和研究,对立式行星齿环式抽油机的研究提供了重要的设计依据。对于这种新型抽油机的研制提供了大量的理论依据,可以缩短研制周期以及提高产品的可靠性。