随着石油需求量的上升以及配套技术的不断发展,我国钻井、完井工艺不断向高压、高温和复杂的深部地层方向发展。温度和压力的升高会使封隔器管柱长度及受力情况发生改变,从而引起油管断脱或封隔器破坏失效等恶性事故,对封隔器的密封性能和油管的安全性产生极大的威胁。因此,准确预测油管-封隔器系统在井下的受力状况,评价完井管柱的安全可靠性,可为生产作业参数的合理选择提供科学的依据,进一步减少油气井作业及生产事故的发生。本文在大量的文献调研基础上,基于传热学以及流体力学相关理论,利用动量守恒、能量守恒,建立了预测井筒压力场温度场分布的耦合计算模型,分析了产量、气体相对密度等因素对井筒压力、温度剖面的影响,为后续管柱受力分析和安全生产提供了必要的参考依据。然后调研了国外知名石油服务公司的常见高温高压封隔器,在此基础上,建立了井下环境中机械式、液压式等封隔器的力学计算模型,并开展了对比分析及敏感性研究,分析了不同类型封隔器的力学行为差异。同时对胶筒密封机构的变形及变形过程中的力学特性进行分析计算,研究了封隔器卡瓦锚定机构与套管间接触应力的分布规律,为井下封隔器的合理选择和安全评价提供理论支持和分析手段。最后以高温高压完井管柱为研究对象,考虑到压力温度效应对管柱轴向变形及轴向力的影响,建立了双封隔器复合管柱在活塞效应、鼓胀效应、温度效应和螺旋弯曲效应下的数学模型,对管柱危险截面作三轴应力分析,给出了管柱强度校核的基本公式,并建立了双封隔器间密闭环空热膨胀效应计算模型,研究了其对油管柱安全性能的影响。结合井筒环境预测模型和封隔器完井管柱数学模型,论文利用VB语言编写了高温高压完井管柱力学行为和安全评价软件,包括井筒温度场压力场预测、双封隔器复合管柱轴向变形及应力分析、双封隔器之间密闭环空热膨胀效应分析、封隔器与油套管之间相互作用力计算等功能模块。计算结果与国际上较为认可的Landmark软件进行了对比,对比验证结果显示计算较准确可靠,可根据现场工况以及生产动态数据,对油田完井管柱的安全性和施工参数的合理选择提供理论依据。在此基础上,对四川某气田XX井开展了井筒环境预测、封隔器受力分析、管柱轴向变形及强度分析等工作,对该井完井管柱进行安全评价。