在对高含砂、含蜡原油,斜井和高含气原油的开采中,具有运行平稳、检泵周期长、泵效高优势的螺杆泵采油系统被广泛应用。现有的低速大扭矩潜油永磁同步电机直接驱动螺杆泵采油系统虽然效率不断提高,但是仍采用电机与泵的分体结构,整机尺寸仍较长,在中、短曲率半径水平井造斜段等水平井中的应用受到限制。为此,本文提出了潜油永磁同步电机与潜油螺杆泵一体化,使螺杆泵容纳于潜油永磁电机内部,形成新的整体式潜油永磁同步电机螺杆泵。本文详细阐述了整体式潜油永磁同步电机螺杆泵的设计过程。以螺杆泵的运动规律为出发点,通过传统的分体式结构下螺杆泵运动方式推出整体式结构下螺杆泵转子运动的数学模型,再基于Creo软件对对其进行了运动学仿真分析,得到了转子截面中心的位置变化曲线,验证了整体式结构下螺杆泵正常工作的可行性。以电机设计要求及电磁设计为基础,对整体式潜油永磁同步电机螺杆泵的电机部分进行了电磁设计。确定了电机的主要尺寸、定子冲片、绕组等重要参数,选择高磁性汝铁硼永磁体及表贴式的磁路结构并给出了永磁体尺寸的计算方法。针对已经设计的电磁方案进行了基于Ansoft Maxwell的有限元分析,得出永磁电机的效率、磁密等性能参数和相关的性能曲线,验证了大转轴直径的永磁同步电机的磁场稳定性,从而完成了整套电磁方案的设计。在完成方案设计和电磁设计的基础上,根据一体化结构的特殊要求对整机进行结构设计,确定整体式潜油永磁同步电机螺杆泵的总体结构形式,对关键的零部件进行了设计,并应用Creo软件建立了虚拟样机的三维模型。为潜油永磁同步电机与螺杆泵一体化的后续研究奠定了基础。