我国稠油资源是油气资源的重要组成部分,在总资源中的比例达到20%-25%。稠油有多种开采方式,其中以蒸汽驱、蒸汽吞吐和火烧油层三种方法为主,我国一般以蒸汽吞吐方法为主。稠油开采中套管损坏现象时常发生,影响稠油开采进程,对油田经济造成严重影响。在稠油的开采过程中注入高温高压蒸汽,套管产生热应力,多个生产周期循环作用,套管冷热交替还可能产生残余应力,加快套管的破坏程度。为了更好的优化稠油井的井筒结构、高效安全的进行稠油活动,准确预测稠油开采过程中井筒内温度场和热载荷的分布,分析每个生产周期内套管的应力分布是具有重要意义的。本文针对热采井套管每个生产周期内的工况,对热采井套管进行了以下几方面分析:在分析热采井采油方式和其井筒结构基本特点的基础上,以热采井井筒-地层危险段为研究对象,分析了一个生产周期内的耦合温度场,并建立温度场的非稳态数学模型;得到套管、水泥环及地层三者的温升函数,分析了稠油热采井内套管、水泥环及地层在整个生产周期内的温度变化。在热弹性力学和均匀内外压作用的厚壁筒理论的基础上,建立了井筒-地层耦合应力场的力学模型,在弹性条件下分析了套管、水泥环及地层的应力情况,并计算出三者的应力和位移表达式;根据某油田热采井的常规参数,分析出单个生产周期内三种不同钢级套管的应力分布及屈服情况。在屈雷斯卡屈服条件的基础上,建立了井筒-地层耦合应力场弹塑性力学模型,分别推导了套管、水泥环弹性区及塑性区应力及位移的分布公式;根据套管、水泥环、地层三者紧密接触,满足位移协调方程,得到套管-水泥环-地层系统的接触压力及屈服半径,并求得一个生产周期后套管、水泥环发生的不可恢复塑性变形,重复计算得到套管的安全生产周期。运用VB编程软件编写了套管-水泥环-地层系统弹性及弹塑性应力分析软件,并结合某油田热采常规参数计算了三种钢级套管的生产周期。