油气田开采过程中套管损坏现象较为常见,热采井套管损坏尤为明显,带来巨大的经济损失。通过对现场套管损坏形式的统计及已有针对套管损坏机理分析的调研,基于热采水平井中高温及油层出砂严重等特点,利用实验研究和数值计算结合的方法,研究了热采水平井套管损坏的机理并提出相应对策。应用基于应变的设计方法评价射孔参数对热采井射孔套管轴向安全性的影响规律。结果表明,射孔排包含射孔数目较多且射孔直径较小的射孔参数可增强热采井射孔套管轴向安全性;多轮次蒸汽吞吐过程对套管受热变形具有累加效应;射孔密度较大、射孔排上射孔数目较多时会增大套管挤毁的风险。研究结果从套管轴向安全性和抗外挤强度两个角度为热采井套管射孔参数优选提供了参考。利用有限元软件建立二维套管-水泥环-出砂地层模型,分析形成出砂空洞后的套管安全性及相关因素的影响规律。结果表明,出砂空洞的形成极易导致套管发生塑性变形,且出砂越严重、地层弹性模量越低,套管安全性越差,应用耐高温且强度高钢材的套管、高弹性模量水泥,可有效改善套管安全性。结合有限元屈曲分析方法,建立出砂段套管三维模型,分析出砂对套管轴向失稳的作用机理,对比出砂程度对套管失稳破坏的影响规律,并分析射孔参数对套管轴向稳定性的影响规律。结果显示,热采井套管在出砂段易导致屈曲,且出砂程度越大,屈曲失稳的风险越高;套管临界屈曲载荷随射孔直径和射孔密度增大降低幅度明显,受射孔相位影响较小。研究结果为热采井水平段套管柱设计提出一定的理论依据。