试油是石油勘探与开发的重要生产环节，试油过程中套管载荷状况比钻井工况恶劣，因为试油过程中套管载荷是变化的，加之探井地层的不确定性，加大了探井试油井下套管的风险。为此，本文根据高温高压深井井身结构及试油作业特点，针对试油过程中套管可能出现的安全隐患，分析了试油井下套管的剩余强度及其在试油过程中的载荷与安全性，用以指导试油设计与施工，基于此，本文主要完成了以下几方面的研究工作：　　(1)井下套管磨损程度及剩余强度分析　　根据套管磨损机理和影响因素分析，选择“磨损-效率”模型，根据钻井井史所能提供的参数，给出了井下套管磨损深度分析方法；将受压钻柱作为连续梁，用样条加权残值法，给出了近钻头多扶正器钻柱受力分析方法，为套管磨损深度分析提供接触力；用30对磨损试样，实测了S135钻杆和P110套管、V140套管之间的“磨损效率”，考察了接触压力、转盘转速、磨损时间、泥浆性能等因素对磨损效率的影响，为套管磨损深度分析提供了最关键的基础数据；利用弹性力学双极坐标方法，得到了内外压力作用下磨损套管的应力表达式，以磨损最深处环向应力达到管材屈服极限为判断条件，得到了磨损套管剩余抗压强度计算公式。　　(2)射孔段套管力学性能分析　　用实弹在模拟井中按实际布孔方案射孔，取得射孔套管试样，通过实物实验测得实际射孔孔眼周围的应力集中系数，实验数据得到了有限元分析的验证，为射孔段套管强度分析提供了基础数据；将射孔孔眼“规则化”为表面半椭圆裂纹，得到套管孔眼应力强度因子及其修正系数计算公式；提出用应力和应力强度因子双判据来判断射孔段套管的安全性。　　(3)试油井下套管载荷与安全性分析　　考虑地层挤压、水泥浆凝固前后及试油过程中井内温度变化、内外流体比重改变及油套环空压力的改变，得到了试油过程中自由段和固井段套管载荷与安全性分析方法。　　(4)非均匀地应力下套管载荷与应力分析　　针对现有文献推导过程复杂，省略了小量值而影响精度的问题，用应力函数法导出了非均匀地应力下套管-水泥环-地层系统应力分布的线性方程组，用MATLAB7.0解此线性方程组即可得到非均匀载荷下套管的载荷分布情况，进而分析套管的应力与强度安全性，简化了求导过程，提高了计算精度。　　(5)高温高压深井磨损套管热结构耦合分析　　建立了含磨损缺陷套管-水泥环-地层有限元计算模型，用ANSYS软件得到温度场分布规律，然后通过转换分析单元将所求得的节点温度作为体载荷施加到套管-水泥环-地层系统应力分析中，实现热应力和外载荷的热-结构耦合场分析。算例分析表明，考虑热耦合后，磨损越大，井下温度降低越多，套管外挤压力的分布越不均匀，套管的载荷和应力工况也越恶劣。并由此解释了射孔酸压测试联作卡管柱的原因。　　基于上述理论可以在试油前对钻井留下的套管进行评价，了解套管的剩余强度，指导试油设计与试油参数选择；可以分析试油过程中套管的安全性。据此进行分析与计算，指导了塔里木油田克拉、迪那、大北等高温高压区块深井试油工作，确保了上述高难度区块试油施工及套管的安全。