针对目前常规有杆泵系统效率相对较低、能耗大的问题，结合国内外相关研究成果，利用气液两相流和流体力学等理论，从影响泵工作特性的因素入手进行研究，以悬点运动规律为基础建立了柱塞运动规律模型；以柱塞运动规律为初始条件和边界条件，并考虑泵吸入口压力实时变化，建立了动液面变化规律模型及阀球运动规律模型，计算表明，在进泵流体与阀罩双重作用下，阀球到达最大升程后起初会出现跳跃式的波动，随后处于悬浮状态，当泵的产量与地层供液能力相协调时，动液面宏观上处于稳定状态，微观上在一个冲程中，变化幅度也比较小，且在下冲程中，动液面基本以直线趋势变化，阀球运动受冲次、粘度、生产气油比及含水率等因素的影响，在打开及落座过程都发生滞后，泵阀开启滞后时间与冲次、粘度和含水率成反比，与生产气油比成正比，而阀球的关闭滞后时间则与之相反；采用计算流体动力学软件FLUENT对原油通过固定阀过程中阀内部流场状况进行动态模拟，准确地描述了阀内流体的压力分布规律，分析了流体参数(速度、密度、粘度等)对流体过阀阻力的影响，并回归出31.8mm、38.1mm、44.5mm、57.2mm及69.9mm的标准泵阀的流体进泵阻力模型，分别建立的阻力模型精度分别为4.311%、4.566%、3.576%、4.587%、6.181%，而考虑阀孔径总体回归的阻力计算模型精度为10.621%；以上述研究为基础，建立了泵效及系统效率的计算模型，分析了不同含水率(0%、20%、40%)、不同生产气油比(30m3/m3、40m3/m3、50m3/m3)及不同冲程(2.1m、2.5m、3m)、冲次(4min-1、6min-1、8min-1)下沉没度对泵效及系统效率的影响，当优化目标不同时，合理沉没度及合理冲程、冲次的值不同，以泵效为优化目标时，合理沉没度在不同含水率下的值大体相同，而随着气油比、冲次及冲程的增加而增大，沉没度小于合理沉没度时，相同沉没度下，含水率越大，泵效越大，沉没度大于合理沉没度时，不同含水率下的泵效大体相同；在某一沉没度范围内，泵效随气油比的减小而增大，相同沉没度下，泵效随冲程和冲次的减小而增大；以系统效率为优化目标时，合理沉没度随含水率增大而减小，随生产气油比和冲程的增大而增大，与冲次并不存在确定的关系，而是存在一个合理的冲次，在相同的沉没度下，系统效率随含水率及冲程的增大而增大，而在某一沉没度范围内，系统效率随气油比的减小而增大。以上研究为抽油泵的改进、选用，合理生产参数(冲程、冲次、下泵深度、合理沉没度等)的优化设计、提高泵效和油井生产系统效率等提供理论指导。