有杆抽油机驱动的抽油泵采油是当前国内外应用最为广泛的机械采油技术,但是传统的柱塞或活塞抽油泵效率低下、适应范围窄,对某些恶劣的抽油环境不适应,特别是随着地下油田的不断开采,出现了高含水、高含砂以及稠油井,甚至造成采油系统的提前报废。而用螺杆泵采油能够有效的克服上述缺点,特别适应于对高含砂以及稠油井的开采。为此,本文将传统的往复上下直驱式的有杆抽油机与新型的杆螺杆泵结合,提出并设计一种基于抽油杆驱动的直旋螺杆泵。论文基于有杆抽油机提出了直旋螺杆泵的结构,通过价值分析原理对直旋螺杆泵进行性能价值分析与评价,从而选择性能价值最好的直旋螺杆泵进行详细设计与动力学性能仿真分析。论文主要工作为:(1)以游梁式抽油机为例介绍了有杆抽油机的主要组成,以及传统活塞(柱塞)式抽油泵的工作原理,分析了传统活塞泵或柱塞泵工作在“空抽”状态以及抽汲含气、含砂油和稠油时,使泵效率降低,以及可能损坏抽油泵零部件或设备的原因。进而基于直旋动力传动机构设计了直旋单向旋转的单螺杆泵,以及直旋往复旋转的螺杆泵结构方案。(2)基于价值工程原理建立了直旋螺杆泵设计方案的性能价值指标体系、权重集以及性能价值的评价模型,并针对单向旋转直旋单螺杆泵、单向旋转直旋双螺杆泵、往复旋转直旋单螺杆泵以及往复旋转直旋双螺杆泵的结构方案进行了性能价值评价。基于评价结果选择了性能价值最高的直旋螺杆泵作为计算分析的具体结构方案。(3)介绍了基于性能价值评价所选择的螺杆泵主要零部件结构及其特点;建立了往复旋转双螺杆泵的性能特性曲线,对直旋动力传动机构、螺杆泵本体、同步齿轮传动装置等直旋螺杆泵的主要零部件,进行了理论机理分析和详细的参数设计计算。(4)建立了基于抽油杆直驱的直旋往复旋转双螺杆泵系统的动力学数学模型;将系统数学模型转换为状态空间法描述的仿真模型,并对系统进行仿真,分析抽油杆及螺杆泵的运动速度、加速度以及螺杆泵转子的驱动转矩等动力学特性的变化规律。