机械采油虚拟试验系统是虚拟技术在油田数字化建设中的一个重要应用。基于机械采油虚拟试验系统，可以及时集成现场实测参数，对机械采油系统各部件优化的可行性和优化的效果进行分析，对机械采油系统故障进行诊断，实现机械采油系统优化设计与运行管理的数字化、综合化、智能化，从而提高系统整体效率，降低寿命周期费用，实现系统优化。本文首次开展虚拟试验技术在油田的应用研究，建立起有杆抽油装置虚拟仿真系统的应用框架，主要研究进展包括： 首先，运用MATLAB语言编制了机械采油虚拟试验系统。该系统由电动机信息模块、减速箱信息模块、抽油机仿真模块、杆管组合信息模块、油藏信息模块、系统动态仿真模块、有杆抽油系统故障诊断模块等七个部分组成。各模块分别实现了机械采油系统各相关数据库的维护、减速箱传动和抽油机系统的仿真分析、系统故障诊断和抽油杆柱动态仿真等。整个系统可以实现从新井投产设备选择、数据组合到老井数据优化的全过程仿真分析。 其次，作为机械采油虚拟试验系统的应用，本文还对非圆齿轮传动抽油机进行了仿真分析。通过计算抽油机系统优化后的各项性能指标，并与常规齿轮传动抽油机进行比较分析，可以得出非圆齿轮传动抽油机能够获得较好的传动性能和节能效果。同时，通过优化四连杆几何参数，仿真分析了运动指标对游梁平衡抽油机性能的影响。 最后，采用三维实体建模软件Pro/ENGINEER对非圆齿轮传动减速箱进行建模，运用动态仿真软件ADAMS对其进行系统仿真，通过在不同传动参数条件下减速箱的函数输出曲线验证了非圆齿轮传动抽油机的可行性。