超高强度抽油杆具有较高的抗拉强度和疲劳强度,适用于重、超重载荷、无腐蚀或微腐蚀油井中。近年来在各大油田中的应用越来越广泛。但在实际应用中仍然存在着使用界限不明确、利用效率低等问题,需要对其作进一步的完善。对HY型与HL型抽油杆各3个组别的试样作拉伸试验,经过处理得到屈服强度和抗拉强度。对抽油杆试样进行疲劳试验,并绘制了P-S-N曲线,然后计算抽油杆疲劳极限。通过对定向井抽油杆柱工作时受力状况进行分析,明确上下冲程中任意点轴向载荷与载荷计算步骤。为了进行设计方法研究,首先以抽油杆拉伸与疲劳试验得到的参数为基础,对API法进行了改进,得到超高强度抽油杆许用应力计算公式;以系统效率为优化目标,分别应用奥金格方法和修正API方法对三口定向井的抽油杆柱组合进行了设计,通过对比分析得到了适合于超高强度抽油杆的杆柱设计方法—修正的API方法。对同一口井分别使用D级杆和超高强杆,改变抽汲参数组合得到与之对应的杆柱组合及目标函数EI,对比分析得到使用超高强杆替换D级杆的最小下入深度;同时采用奥金格设计方法计算直接使用单级超高强度抽油杆的最大下入深度,为超高强度抽油杆柱的现场应用提供了一定的参考。