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。近年来其在各大油田中的应用越来越广泛,但超高强度抽油杆柱的力学性能较普通抽油杆发生了变化,有必要对抽油杆柱组合设计作进一步的研究。本文首先以超高强度抽油杆的疲劳性能与拉伸试验为基础,对API许用应力的计算方法进行了改进,确定了超高强度抽油杆许用应力计算模型,为抽油杆柱组合设计奠定了基础。对定向井三维井眼中的抽油杆柱受力情况进行了分析,采用微元法建立了由下至上逐节点的杆柱受力计算模型,计算表明,模型具有较高精度。同时确定以泵效为优化目标,通过改变抽汲参数组合得到对应的杆柱组合方式及泵效,比较泵效来得到最优杆柱组合。此外,考虑了扶正器对杆柱受力的影响,以加扶正器后的杆柱受力分析为基础,结合抽油杆柱三维变形分析,建立了不同井段的扶正器合理配置间距计算模型。采用Visual Basic6.0编制了适用于定向井的超高强度抽油杆柱优化设计软件。应用软件计算了加扶正器后的杆柱受力,以此为基础,对抽油杆柱组合与扶正器间距进行了优化设计。结果表明,加装扶正器之前与之后,泵效由49.459%提高到66.033%,提高36.459%;应力范围比均值由0.499提高到0.515,提高3.21%;扶正器加装个数较设计前少9个,优化效果较好。通过应用发现,该软件能为抽油杆柱的优化设计提供方便。