有杆泵抽油技术在人工举升工艺中占据主导地位，游梁式抽油机经过多年发展仍未解决由于结构不合理导致的各种问题，不能满足国家提出的节能降耗、合理利用资源的要求。本文针对游梁式抽油机存在的问题，从如何实现抽油机正扭矩的角度出发，在柱塞泵柔性抽油系统的研究基础上，利用偏心平衡原理，研制完成了偏心柔性抽油机，有效提高了抽油系统效率，满足了采油工艺对安全环保、节能降耗的要求，对推动有杆泵抽油技术的发展具有重要意义。在分析现有抽油机技术特点的基础上，开展了新型节能抽油机相关技术研究。建立了常规型游梁抽油机、双驴头抽油机、链条式抽油机及多井抽油中心的运动学模型和动力学模型，为实现对有杆泵抽油系统的仿真研究奠定了基础。对新型抽油机的节能原理进行了深入研究，将其节能效果与常规型抽油机进行了对比分析，评价了节能型抽油机的适用范围及优缺点，为继承现有抽油机的优势并克服其不足，研发新型节能抽油机提供理论依据。开展了抽油机平衡分析，提出偏心平衡结构，研发了偏心柔性抽油机，根据其结构特点，建立了基于悬点位移、速度、加速度、扭矩及功率的计算模型，分析了悬点运动规律和抽油机动力学特性，实现了净扭矩交变幅度均匀化且保持在正值范围，所需减速器扭矩和电机功率变小，由此解决了现有抽油机减速箱扭矩载荷负值、波动大、工况差和电机利用率低等问题。利用Solidworks软件对偏心柔性抽油机承载关键部件建立有限元计算模型，在设计条件最大载荷工况下对其进行有限元静力学分析，分析了应力、位移及应变等值云图，并进行了强度校核，其安全系数符合工程要求，保证抽油机能够安全稳定运行。使用Microsoft VC6.0编制了偏心柔性抽油机优化设计软件，实现了随机方向优化算法，建立了抽油机参数与油井参数数据库，能够针对不同油井工况条件，对偏心柔性抽油机机构尺寸进行优化计算。对优化前后结果进行了对比分析，优化后悬点最大加速度降低了15.6%，扭矩峰值降低了15.7%，均方根扭矩降低了18.5%，动力学性能更加优越，使得抽油机更为节能。开展了有杆泵抽油系统的系统效率研究，通过分析系统效率组成，建立了有杆抽油泵系统各子系统的效率计算模型。分析了影响系统效率的因素，包括地面效率影响因素和井下效率影响因素。开展了偏心柔性抽油系统配套技术研究，包括液压反馈自封柱塞泵、钢丝绳连续抽油杆和液压自封弹性井口密封装置，通过改善偏心柔性抽油系统中低效环节，提高系统效率。在理论研究的基础上制造出样机，通过室内和现场试验数据来验证偏心平衡理论的正确性与可靠性。室内试验证明偏心柔性抽油机设计原理正确，技术可行，现场应用数据表明该抽油机实现了正扭矩，降低了装机功率，节能效果显著，达到了低能耗、高效率的领先指标。