油气井射孔的主要作用是建立井眼与储层的油气流通通道,便于储层的流体流入井筒,最终流向地面。射孔作业时射孔弹在爆炸的瞬间产生极大的射流速度并产生上万度的高温,套管不可避免会产生一定的损坏,损坏的形式包括套管变形、出现裂纹等,套管的完整性失效问题严重威胁着后续的安全生产。针对此问题,本文主要研究了射孔作业时地层和套管受力、套管强度以及套管防护等几个方面的研究。首先,考虑地层的弹性和塑性变形以及流固耦合效应,建立了地层-水泥环-射孔套管的受力模型以及套管强度计算方法;利用有限元模拟方法,研究了不同套管尺寸、射孔孔径、射孔密度、射孔相位角等参数下套管强度的计算结果,并分析了不同射孔参数对套管强度的影响规律;最后提出了射孔作业下防护套管的技术措施,并设计了一种聚能射孔装置。结果表明,射孔段套管的径向位移随着射孔孔径的增加而增加,随着射孔密度的增加套管强度减小幅度明显,当射孔直径增加至20mm左右时,套管强度下降的幅度有所降低;随着射孔相位角的增加,套管承压能力先增大后减小,在相位角在45°时套管承压能力达到峰值,在相位角在0°或180°时套管承压能力最小;采用新型的射孔枪装置与射孔段套管检测装置可以及时测量套管强度损坏的数据,以便及时调整射孔过程中的参数或者更换套管,以保证后续作业安全。