胜利油田稠油油藏储量、产量丰富，已成为胜利油田重要的产能接替阵地，对胜利油田稳产具有重要意义。目前，胜利稠油油藏主要采用蒸汽吞吐开发方式，防砂技术主要采用常规防砂工艺，难以满足一次防砂多轮次蒸汽吞吐的需要。因此，系统而深入研究多轮次蒸汽吞吐防砂井挡砂屏障稳定性，对于解决稠油蒸汽吞吐井面临的开发难题具有重要的指导意义。首先，对重复充填防砂工具及重复充填对接工具进行了结构设计，重点对工具座封机构参数、卡瓦悬挂能力、内中心管强度、液缸强度参数、解封结构及开关销钉参数等进行了校核及计算，优选改性氟橡胶材料作为长效防砂管柱高温密封件，在此基础上开展了管柱室内性能测试及管柱综合性能评价，研究表明本文研发长效防砂管柱各部件动作灵活可靠，耐酸、碱、盐性能均符合标准，可很好的满足高压充填及后续补砂要求。其次，拟合建立了P110等四种钢级管材弹性模量及屈服强度温度效应方程，借鉴套管射孔强度降低理论建立了防砂管柱基管钻孔强度降低模型，另外，联立热应力方程、温度场方程建立了防砂管柱热稳定性分析方程组，在此基础上基于FEPG系统研发了防砂管柱热稳定性模拟有限元程序，分析了多种工况对热稳定性影响，研究表明：钻孔密度、钻孔直径及中心管外径是影响中心管强度降低的主要因素；推荐P110钢级管柱作为基管；充填施工会提高防砂管柱热稳定性，另外，充填充分及不充分交界处热稳定性较差；添加补偿器可显著提高热稳定性，给出了不同长度管柱在不同注汽温度下补偿距。再次，研发了由预固化树脂层、可固化树脂层、惰性层三层覆膜材料组成的耐高温多层覆膜支撑剂，对覆膜层材料配方、覆膜方法及制备流程进行了研究，在此基础上建立了湿热法评价实验系统，提出了湿热法评价标准，对本文研发覆膜支撑剂进行了评价，研究表明：本文研发支撑剂在湿热条件下具有7MPa以上固结强度，破碎率仅为2.4%，经过四轮次模拟吞吐后固结强度仍大于7MPa，可很好的满足生产实际需要。最后，优选了清水携砂液及粘性携砂液工况下炮眼砂浆临界流速计算模型，建立了多段塞充填最低携砂排量计算模型，优化了多段塞组合方式。以GDN5-604井等四井为例进行了现场应用，与同单元其它油井相比平均日增油1.17t/d，防砂增油效果良好。本文对影响多轮次蒸汽吞吐井挡砂屏障稳定性的重要因素开展了系统研究，得到的研究成果对于该类油藏的高效开发具有重要的理论和应用价值。