水泥浆固化过程是固井工程的重要环节,水泥浆固化好坏直接影响固井质量的优劣,继而影响整个钻井工程及成本问题。水泥浆固化过程,浆柱压力降低会增加上部套管的拉力,这也是导致油、气、水窜及套管早期损坏的主要原因。在水泥浆胶凝的过程中,由于水化作用会使其产生升温现象,并随之失重,温度、压力的共同作用下会使套管柱发生很大的形变。随着水泥的固化,这种形变也会被固结在水泥封固段内,随着注采条件下温度、压力的变化,封固段的套管可能会处于严重的受力与应变之中,并有可能成为影响套管使用寿命的重要因素。而在以往对套管损坏的研究过程中,都只针对固井完毕,水泥石固结后,油田生产后期,由于受地层高温高压、施工等因素影响,人们的注意力主要集中在机械和化学作用两个方面,而很少考虑水泥浆胶凝过程中套管状态的变化。因此,研究套管柱在水泥浆胶凝失重过程中的受力和形变规律是很有必要的。本论文以室内实验为手段,设计了水泥浆固化过程中套管载荷测试的实验装置,模拟井下不同工况;分析了水泥浆密度、水泥环长度、外加剂以及地层环境等因素影响下的套管受力及变化情况;得出套管轴向拉力随水泥浆凝固时间呈现阶跃式递增并最后趋于下降。实验研究结论为水泥浆体系及配方优选、改进注水泥施工工艺,以及套管后期损坏的研究等提供了参考依据。