本文针对现有的游梁式抽油机、链条式抽油机、塔架式抽油机、长环形齿条式抽油机的一些缺点,提出了一种新型的齿轮齿条式抽油机方案,根据工艺要求对齿轮齿条式抽油机进行结构设计,确定了齿轮齿条式抽油机各零部件的尺寸和一些基本参数,解决了现有的游梁式抽油机、链条式抽油机、塔架式抽油机、长环形齿条式抽油机的一些问题,该齿轮齿条式抽油机具有节能效果好、可靠性高、长冲程、大载荷、质量轻、便于维护等特点。论文的研究主要包括以下几个部分：首先,给出了齿轮齿条式抽油机的总体方案设计,其主要组成结构包括塔架、安装了电机、减速器和齿轮的配重往返架、由导轨、液压缸和天轮组成的移动让位机构。本文对齿轮齿条式抽油机的各个零部件进行了结构设计,计算了悬点静载荷,从而选择了电机、减速器和钢丝绳的型号,初步确定配重的重量。其工作原理为双电机同步驱动,经减速器带动齿轮与齿条啮合,通过电机的正反转带动配重往返架沿着齿条上下移动,配重往返架通过钢丝绳将力传递到抽油杆上,使抽油杆随着配重往返架做上下往复运动实现抽油。其次,采用变频控制电机转速,从而建立了齿轮齿条式抽油机悬点运动规律的数学模型,本文采用两种方法来研究抽油杆柱的动态特性,一种是建立抽油杆柱一维波动方程,采用显示有限差分法求解来研究,另一种是在ADAMS中建立抽油杆柱实体模型仿真研究,通过两种方法对比研究得出抽油杆柱的动态特性。再其次,取悬点的最大载荷,校核了塔架在平稳运行过程中和修井过程中的结构强度,观察塔架的应力分布,最大应力值小于材料的屈服极限,因此塔架结构可靠。并运用了有限元法计算了配重往返架在六个不同位置上的齿轮齿条式抽油机前12阶固有频率及其相应的振型,预先避免可能引起的共振。最后,建立了以塔架为柔性体,其余为刚性体的刚柔耦合模型,针对钢丝绳的模拟采用了两种方法,一种是用齿轮齿条副和弹簧来模拟钢丝绳,另一种是将钢丝绳离散成多段采用柔性连接来模拟,两种方法对比研究齿轮齿条式抽油机在配重分别为83.89KN、73.89KN、63.89KN的情况下,抽油机冲次分别为4.2min-1、3.5mm-1、Smin-1的情况下抽油机的动态情况。