我国大部分油田和区块都已进入高含水、高采出程度的“双高期”，加强对深层油气资源和“两低”油田的进一步开发已迫在眉睫。“两低”油田由于注水条件差，地层压降快、动液面低、产能低、举升难度大；以西北塔河油田为代表的超深、重质油藏的开采也向我们提出了新的挑战。评价目前的采油设备及举升方法在深井、超深井中的适应性，分析影响泵挂深度的主次要因素，研究新的组合式举升方法，开展超深井举升系统优化设计研究具有重要的现实意义。 无论对于单一举升方式还是组合举升方式，有杆泵采油都占据着绝对的主导地位。针对塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层超深、高温、高压、油稠的特性，研究了温度、压力、含水率、气油比等因素对塔河油田稠油粘度的影响，应用实验数据拟合了粘度数学模型，并应用于井筒压力分布的计算，建立了塔河油田井筒压力场、温度场、粘度分布基础理论模型，为超深井举升系统的优化设计提供了重要的理论基础；在现有采油设备的情况下，为最大限度地提高下泵深度，应用人工神经网络理论，建立了有杆泵泵挂深度影响因素分析模型，输出层的权重分布定量表征了各因素对泵深的影响程度，可指导多因素综合影响的超深井举升系统优化设计；研究了游梁式抽油机、皮带抽油机动力学特性，拓宽了有杆抽油系统计算模型的上边界条件和应用范围；应用分段迭加法建立了斜井抽油杆柱的三维受力分析模型，并应用等安全系数法对斜井抽油杆柱进行优化设计，采用连续梁模型对扶正器的设计解决斜井的偏磨问题；有杆泵和电潜泵举升方式的组合举升工艺的研究，将不同举升工艺的优势在油井举升中结合起来，解决了超深低能油井的举升问题。 基于上述理论研究成果，开发了相应的设计软件，可以定量分析相互作用的多种因素对超深井泵挂深度的影响程度，计算井筒压力分布、温度分布、粘度分布，进行有杆泵、有杆泵一电泵组合举升工艺优化设计，在塔河油田的先导试验取得了很好的效果，为超深井举升系统优化设计提供了重要的理论依据和技术手段。