随着油田的逐步开采,出现了井液含水量不断上升、抽油杆与油管之间偏磨等问题,使得工况日益恶劣,增加了作业次数,提高了开采成本。针对上述问题,开展了无油管空心抽油杆采油技术这一课题的研究工作。由于流体与空心杆间存在的摩擦阻力是影响空心杆下行困难的主要原因,由此提出了具有液力反馈原理的新型空心杆采油工艺的方案。通过四种抽油泵的比选,得出新型液力反馈抽油泵能从根本上解决空心杆下行困难的问题,有效的提高系统的效率,延长系统有效生产时间。本课题研究的主要内容有:(1)通过对常规杆式泵、上大下小型液力反馈泵、上小下大型液力反馈泵和新型液力反馈泵的比选,得出在相同的泵径下,新型液力反馈泵下行程的液压反馈力为最大,能很好的克服下行阻力。对新型液力反馈泵进行了总体方案的设计,并详细阐述了其工作原理。对井口排油装置进行了改进,使其适用于空心杆采油系统。最后对空心抽油杆柱进行了力学分析和计算,得到了上、下冲程中受到的各种载荷的计算并进行了实例计算。(2)对新型液力反馈型空心杆采油系统进行了行为预测,通过对杆柱和液柱微元的力学分析,建立了在考虑了液柱载荷对空心杆柱的影响后的空心杆柱和液柱的预测模型,给出了初始条件和地面边界条件,并对井下边界条件分成加载、吸液、卸载、排液四个阶段进行了分析。(3)对游梁式抽油机机构进行了运动学计算,得出抽油机悬点位移、速度、加速度等运动参数及曲线。然后运用了隐式差分法对空心杆柱预测模型的初始条件、边界条件和偏微分方程进行了差分格式的运算,用追赶法进行了求解,并通过计算机编程进行了仿真,模拟出在任意时刻下空心抽油杆任意截面上的载荷和位移的关系,并对模拟出的图形结果进行了比对分析。(4)依据国家标准及组件规范对液力反馈型抽油泵进行了总体尺寸的确定和零件的设计,包括套管的选择、抽油泵最大外径和长度的计算、抽油杆的规格与泵径的匹配等。(5)介绍了所设计的液力反馈型空心杆抽油系统软件的工作流程,以及该软件的基本功能和使用方法。