双驴头抽油机是在常规游梁式抽油机的基础上演化出来的,它不仅保持了常规游梁式抽油机的结构简单、操作方便、运行平稳等优点,还具有附加动载荷小、能耗低、综合效率高等优点,在大庆油田应用比较广泛。但是,对其现场应用情况进行调研发现,投入使用的双驴头抽油机仍存在支架承载力差、后驴头驱动绳断裂、后驴头销轴断裂和游梁体出现撕裂性飞燕裂纹等问题,这些主要易损部位出现的问题直接关系到双驴头抽油机整机运行的可靠性。本文以双驴头抽油机为研究对象,依据对其现场应用情况的调研,归纳总结了主要易损部位常见的故障形式,并对故障产生的原因进行分析。基于SolidWorks软件对支架模型进行了有限元仿真计算,对其结构进行了优化设计,通过支架结构优化降低了支架的总重,提高了支架承载力。双驴头抽油机后驴头驱动绳断裂的原因有很多,主要原因是连杆尺度位置与后驴头位置不合适,发生后驴头嗑绳现象,借助双驴头抽油机分析软件,对连杆与后驴头的位置进行优化、优选,最后找出合适的位置关系。针对后驴头销轴断裂和游梁体出现撕裂性飞燕裂纹问题,利用现代测试方法进行应力应变测试,通过测试结果找到了导致后驴头销轴断裂和游梁体出现撕裂性飞燕裂纹的主要原因,并获得了循环载荷下抽油机关键部件的应力分布规律。此外还对其焊接工艺性进行了科学分析,提出了改进方案,从而为下一步优化设计提供理论依据。