近些年来,深井、大位移井、水平井、三维定向井等逐年增多,与常规直井相比较,一方面弯曲井段套管会随着井眼发生弯曲变形,产生弯曲应力和扁化效应,另一方面钻井过程中钻杆还会对套管产生磨损,二者共同作用下会导致弯曲井段套管抗挤强度显著下降,对后续的井筒完整性造成了严重威胁。针对弯曲套管的抗挤强度问题,现有的研究主要集中在考虑弯曲或磨损单一因素影响下的套管抗挤强度研究,综合考虑弯曲、变形及磨损的影响进行套管抗挤强度研究的很少,同时,由于钻杆尺寸变化产生的复合磨损问题也有待进一步研究。针对这些问题,本文进行了考虑复合磨损的弯曲井段套管抗挤强度研究,主要研究内容包括:(1)根据材料力学理论建立了弯曲井段套管力学模型,分析了弯曲对套管抗挤强度的影响,在实际套管抗挤强度公式的基础上,利用VonMises屈服失效判别准则得出弯曲井段套管抗挤强度公式,为后续研究提供理论基础。(2)根据弯曲套管扁化变形原理,建立了弹塑性套管力学模型,分析了该模型下套管各阶段的极限曲率,推导得到扁化变形后弯曲套管抗挤强度公式,阐明了扁化前后套管抗挤强度随井眼曲率的变化规律,同时分析了弯曲、扁化、井眼曲率、轴向载荷等因素对套管抗挤强度的影响。(3)根据径厚比大的弯曲套管屈曲变形的特点,建立了刚塑性套管模型,分析了套管截面椭圆化变形和压曲褶皱变形的应力应变关系,得到刚塑性套管屈曲变形的临界应力和临界曲率,同时分析了套管径厚比、计算长度等因素对套管临界应力的影响。(4)针对参与磨损的钻杆接头尺寸不同导致月牙磨损形式不同的问题,在单尺寸月牙磨损假设的基础上,建立了复合锐进型月牙磨损和复合钝进型月牙磨损两种几何模型,采用解析法和有限元法分析了复合磨损对套管抗挤强度的影响。同时建立了套管磨损预测模型,阐明了复合磨损对磨损深度、磨损宽度、磨损速度和套管抗挤强度的影响规律。本文通过建立弯曲套管力学模型,综合考虑了弯曲、扁化、屈曲及复合磨损对套管抗挤强度的影响,完善了复合磨损套管截面几何模型,得出了磨损深度、磨损宽度、轴向载荷、井眼曲率等多种因素对弯曲套管抗挤强度的影响机理,丰富了弯曲套管抗挤强度理论,为复杂情况下弯曲套管截面变形机理及强度分析提供了参考依据,为弯曲套管抗挤强度的优化设计提供了理论指导。