有杆抽油是一系统性很强的机械采油方式。有杆抽油系统是由地层、井筒、地面设备三部分组成。要保持有杆抽油系统高效节能工作，三个子系统必须相互协调工作。由于随着开发的深入，地层压力、生产油气比、含水率等生产参数变化，将导致系统不再协调地工作，需要对生产井进行诊断，对低效井进行重新设计，改变抽汲参数和机杆泵组合。 系统工况珍断数学模型结合了描述杆柱动力学特征的波动方程和抽油机悬点运动规律。上边界条件考虑了常规型、异相型和经改造的节能抽油机的运动规律，建立了节能抽油机扭矩计算数学模型。通过计算机诊断对井下泵杆和地面设备工况进行定量解释，为系统优化设计提供理论依据。 基于油套环空液体呈三段分布特征，结合多相流理论，建立了抽油机井井底流压的计算数学模型及其数值解法，进而通过流体分布特征，获取IPR曲线，为系统优化设计提供理论基础。 在进行抽油系统工艺设计时，结合API和波动方程两种杆柱载荷设计计算方法，以泵效和经济指数为优化设计目标函数，建立了系统优化设计数学模型。对数学模型中核心问题(波动方程)运用隐式差分数值解法。运用API方法进行杆柱设计，将所设计的杆柱应用波动方程进行安全校核和动态参数预测，从而优选机杆泵和抽汲参数组合。 基于上述理论研究，开发了有杆抽油系统设计与诊断软件。应用克拉玛依油田42油井实际生产数据，对软件所采用的数学模型进行了检验，并对低效井进行了重新设计，达到了明显的节能增效的目的。