目前，在各种人工举升采油方法中，有杆抽油法仍居于首要地位。而在有杆抽油设备中，游梁式抽油机的应用最为广泛。但由于油梁式抽油机所用感应电动机的负荷率低，同时还存在系统的传动链长、柔性差、在长冲程时体积和重量巨大、系统效率低等问题。针对这些问题，本课题提出一种新型节能抽油机—永磁同步无齿轮曳引式抽油机。本课题的研究工作主要围绕永磁同步无齿轮曳引式抽油机设计中的关键技术问题展开，所做的主要工作包括以下几个部分：首先，永磁同步无齿轮曳引式抽油机的总体方案设计。抽油机的组成结构包括机架，曳引机，滑轮，对重和机头移动机构。其工作原理是采用PLC控制变频器供电，变频器控制信号输出给曳引机的电动机，动力通过曳引轮、滑轮组经钢丝绳传递到抽油杆，使抽油杆随着曳引机的正反转而上下往复运动，完成抽油做功。通过对抽油机传动系统的分析，给出了永磁同步曳引机输出转矩与功率的确定方法。其次，利用有限元分析软件对抽油机用永磁同步电动机进行了磁场分析。建立了磁场求解模型，用有限元法计算了空载磁场的分布、气隙磁密和空载电动势。并且运用有限元法计算了电机实际负载下的磁场分布，然后在此基础上进行了稳态参数的计算。通过直流发电机组对样机进行拖动试验，测量空载反电动势，分析测量结果，符合设计要求。最后，利用ANSYS软件对无齿轮永磁同步曳引机转轴进行机械应力场分析，并且给出应力分析图。为了得到抽油机转轴的优化尺寸，本文经多次改变转轴轴径，优化后电机转轴轴径比先前减小了5mm，并且所受应力和变形都在准许范围以内。