近年来随着石油和天然气需求量的日益增多,石油天然气勘探开发工作不断深入,深水油气勘探已经成为当今世界油气资源勘探开发的热点和油气增储上产的新亮点,也是当今海洋油气勘探必然发展趋势和油气资源接替的重要战略选区。然而,深水井套管柱强度的设计,一直以来困扰着国内外钻井研究人员。套管在复杂的深水环境中受力复杂,因而在套管设计时需要全面分析套管在工程实际的受力状况,不仅要考虑套管腐蚀、磨损造成的套管柱性能的衰退,还有考虑环空带压造成的井筒压力的变化；不同产量造成的井筒温度、压力、流体流速的变化；在钻进含天然气水合物地层时天然气水合物分解造成的不均衡载荷分布等,这些因素都是深水井套管强度设计中需要考虑的。本文通过学习归纳国内外套管柱强度设计方法,建立了深水井套管柱强度设计模型。在模型中研究了腐蚀、磨损、环空带压对套管柱强度设计的影响；研究了强度计算方法、外载荷计算方法、安全系数的取值；并且分析了腐蚀、环空带压等因素对套管柱安全系数的影响。本文建立了套管柱-水泥环-地层(考虑天然气水合物热力学特性)有限元模型,模拟了天然气水合物分解造成的不均衡载荷情况,研究了水泥环热力学性质、力学性质对套管柱载荷分布的影响,探讨了水泥环缺失几何尺寸对套管柱最大VON MISE应力分布的影响。针对某深水井的地质和工程特点,首先参考常规套管柱强度设计和校核方法研究了该井各层套管的安全系数分布；然后根据实钻井身结构、环空流体情况、环空带压状况,计算了套管强度随服役时间的变化情况,分析了套管腐蚀、环空带压对井筒套管柱安全的影响。