H级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。近年来随着对它的认识加深，其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疲劳断裂等问题，这反映了抽油杆柱在设计时仍存在一定的缺陷，需要对其作进一步的完善。本文从许用应力的计算方法和疲劳强度校核这两个角度出发，以H级抽油杆的拉伸试验和疲劳性能试验为基础，基于疲劳理论，对许用应力的确定做了重点研究。通过对定向井抽油杆柱工作时受力状况进行分析，用微元法逐节点计算任意截面上的轴向载荷及应力大小，并对两口定向井进行了实例分析，计算结果表明，该模型具有较高的精度。在此模型基础上，以改进的许用应力为前提，以等强度设计准则为原则，用奥金格方法和修正API方法对H级抽油杆进行了组合设计。同时，对这两种设计方法进行了比较，得到了比较适合H级抽油杆柱设计的方法—修正的API方法。此外，根据抽油杆柱在定向井中的受力状况，以奥金格方法和修正API方法为基础，用可视化程序语言VisualBasic6.0编制了适用于定向井的抽油杆柱组合设计软件。最后，通过对定向井分别用H级杆和D级杆进行设计，分析对比设计结果的工作状况，比较优化设计目标函数，分析了采用H级杆和D级杆设计的优缺点，提出了适合H级抽油杆柱组合设计的方法和建议。