系统效率是评价抽油机井用能水平的重要技术指标,建立抽油机井系统效率极值的仿真评价方法是分析抽油机井能耗现状、节能潜力以及指导节能优化的理论基础。游梁式抽油系统是机电液高度耦合的动力学系统,动力学建模是该领域研究的主题。针对目前将游梁式抽油系统地面装置简化为单自由度刚性构件以及基于线性假设的抽油杆纵向振动的仿真模型存在的不足,在深入研究地面单元动力学仿真模型的基础上,建立了游梁式抽油系统地面装置多自由度扭转振动的仿真模型以及抽油杆纵向振动的通用仿真模型。以系统动态仿真为基础,建立了游梁式抽油机单元瞬时传动效率的仿真模型。在单元系统效率仿真模型的基础上,建立了系统效率极值的仿真优化模型。本论文研究具有理论价值与实际意义。在基于目前皮带传动装置双圆盘扭转振动仿真模型的基础上,考虑了游梁式抽油机皮带传动紧边与松边刚度的不同以及皮带等效刚度与带轮等效转动惯量的时变性,建立了双圆盘扭转振动的仿真模型;考虑皮带分布质量的影响,建立了基于弹性体纵向振动的仿真模型。以皮带纵向振动的仿真模型为基础,建立了皮带瞬时传动效率的仿真模型。仿真结果表明:皮带纵向振动具有明显的非线性特征;负载扭矩波动导致皮带瞬时传动效率波动,并显著降低了皮带平均传动效率,使得大皮带轮转速波动加大,从而影响悬点运动规律以及抽油杆纵向振动。在目前基于波动方程描述的抽油杆纵向振动仿真模型的基础上,建立了具有减振悬绳器、阻尼器的混合抽油杆纵向振动的仿真模型;考虑库仑阻尼、幂律阻尼以及泵端载荷含有速度非线性项的影响,建立了基于离散系统的抽油杆纵向振动的仿真模型。仿真结果表明:在线性系统假设条件下,由线性减振悬绳器、线性阻尼器组成的混合抽油杆系统为线性系统;减振悬绳器在深井与柔性杆抽油系统中具有较明显的减振效果。综合考虑皮带与减速箱传动系统的弹性,建立了游梁式抽油系统地面传动装置多自由度扭转振动的数学模型,提高了悬点运动规律以及悬点示功图的仿真精度。基于游梁式抽油系统地面装置多自由度扭转振动的数学模型以及抽油杆纵向振动多自由度离散系统的数学模型,建立了基于常微分方程组的游梁式抽油系统动力学仿真的数学模型,实现了基于数值积分法的整体仿真,解决了目前积分法与差分法数值仿真模型不统一的难题。基于系统动态仿真,建立了抽油机井节点力能参数、单元效率以及系统效率的仿真模型;基于井筒节点力的多相管流计算模型,建立了抽油机井供产协调仿真模型与系统效率极值仿真优化模型。开发了《游梁式抽油系统动力学与系统效率极限值仿真优化》计算机软件,实现了抽油机井系统效率水平、系统效率极值与节能潜力的定量仿真评价。