本文在对国内外油田用抽油机以及煤层气开采用抽水机市场和技术水平进行分析的基础上,对煤层气专用抽水机选型、运动及动力分析、优化设计进行了研究,给出了两种冲程较大,冲数较低的新型无游梁抽水机的设计方案。完成的主要工作有:1、对小型抽水机的选型设计进行了分析,给出选型原则,确定冲程为1.2m,1.5m,1.8m,2.1m,2.5m,3.0m等几种抽水机合理的型式,并进行主要部件的分析设计和选择。2、建立了煤层气专用抽水机主参数优化设计的数学模型和优化方法,用该方法对一种3型1.5米冲程的无游梁抽水机进行了优化设计。3、给出了两种无游梁抽水机的设计方案,并对该抽水机进行了运动分析、动力分析和主要零部件的选择与强度设计。4、对目前煤层气开采现场使用的几种3型1.5米冲程的抽水机的主参数进行了对比分析,找出其存在的不足,并给出了选择抽水机的建议。5、理论分析表明:该抽水机的选型设计可满足煤层气开采区块的需要,主要零部件满足设计载荷的要求,冲程冲次可满足煤层气井更广泛的开采需要;而且该抽水机实现了较大传动比和冲次连续可调的要求,简化了电气系统和传动系统,增强了抽水机的适应范围,整机结构简单,重量轻,可靠性高,对我国煤层气的开采具有重大意义。