现如今国内大型油田已经进入了高含水开发期,油井含水量过高,油田开采难度逐渐增大,开采出的采出液含有大量的水,开采效率低下,开采成本升高,从而影响油田的产量和经济效益。现有的单泵抽油杆柱纵向振动仿真模型已经不能满足对同井注采泵抽系统的研究,但基于抽油杆柱纵向振动的同井注采泵抽系统的仿真研究未见报道,鉴于此,综合考虑柱塞的运动规律、泵筒内流体的可压缩性与泵筒内气体等因素的影响,建立了同井注采泵抽系统柱塞载荷仿真模型。基于同井注采泵抽系统柱塞载荷作用下的抽油杆柱工作原理,建立了同井注采泵抽系统抽油杆柱纵向振动仿真模型。本文主要进行了以下几个方面的研究:首先,基于CFD_PBM数值模拟地层液中油滴在进入井下油水分离器入口前聚并过程,得到井下油水分离器入口处油滴粒径分布情况。根据研究出的油水分离器入口处油滴粒径的分布情况,基于CFD_DPM数值模拟多杯等流型井下油水分离器分离过程,计算出油水分离器的分离效率,仿真获得油水分离效率曲线。其次,根据井下抽油杆柱的受力环境,建立同井注采泵抽系统抽油杆柱纵向振动力学模型,包括同井注采泵抽系统单级抽油杆柱纵向振动力学模型和同井注采泵抽系统多级抽油杆柱纵向振动力学模型。根据抽油泵工作原理,建立泵筒内液体压力变化规律仿真模型及抽油泵泵效仿真模型。再次,根据所建立的仿真模型,运用MATLAB软件对同井注采泵抽系统进行动态仿真,仿出注入泵示功图、采出泵示功图及悬点示功图,准确地反映出井下泵的工况以及井下抽油杆柱的受力情况,从而进一步完善抽油机井动态参数的计算机仿真技术。最后,确定设计变量、目标函数、约束条件,采用枚举法,优选合理的抽汲参数,对同井注采泵抽系统进行优化设计,把系统效率最大作为优化目标,使其在满足油井实际生产要求的同时,达到油田开采经济合理的目的。