螺杆泵采油系统具有结构简单、适应性强、节能效果明显等优点,在油田得到越来越广泛的应用。但由于目前螺杆泵采油工艺及其配套技术尚不完善,使得螺杆泵采油技术优势没有得到充分发挥。随着大排量螺杆泵的推广应用,螺杆泵系统的振动问题日益突出,因此研究螺杆泵采油系统动态特性与运行优化技术,完善其工作理论具有重要的理论与实际意义。本文在总结螺杆泵抽油杆柱受力的基础上,改进了部分静力学参数的计算方法;在考虑地面驱动与传动系统转动惯量对杆柱扭转振动影响的基础上,完善了螺杆泵杆柱扭转振动特性分析的力学模型与固有频率的计算方法;综合考虑电动机转速波动以及采油杆柱扭转振动对系统动态参数的影响,建立了新的螺杆泵采油系统动力学数学模型,分析了系统起动过程的动力学特性。深入分析了螺杆泵采油系统各节点功率的影响因素,改进了螺杆泵系统有效功率的计算方法,并系统建立了各节点功率、系统效率与分效率的计算方法。仿真结果表明:工作参数与油井参数对系统效率有显著影响;优化抽汲参数与保持合理沉没度是提高系统效率的有效途径。在假定原油流动系数函数模式的前提下,应用测点拟合法推导出新型油井流入动态曲线模型。综合考虑油井流入动态与流压、杆柱固有频率、油井产能、杆柱强度等因素对系统效率的影响,建立了以系统效率最高为目标函数的工作参数优化设计方法。优化算例表明:优化抽汲参数是提高系统效率经济而有效的途径。应用Visual Basic 6.0语言,开发了《螺杆泵采油系统动力学仿真与运行优化》计算机软件。应用实例表明,该软件具有较高的仿真精度,能满足工程实际应用的要求。