套管和套管柱
油井套管是优质钢材制成的无缝管或焊接管，两端均加工有锥形螺纹。大多数的套管是用套管接箍连接组成套管柱。套管柱用于封固井壁的裸露岩石。油井套管有其特殊的标准，每种套管都应符合标准。我国现用的套管标准与美国API（美国石油学会）标准类似。
API标准规定套管本体的钢材应达到规定的强度，用钢级表示。API标准中不要求套管钢材的化学性质，但应保证钢材的最小屈服强度，数字的1000倍是套管钢材以kpsi（1 bf/in²）为单位的最小屈服强度。API标准把套管钢级分为:H、J、K、N、C、L、P、Q八种共计10级。见下表:
API标准要求套管的外径要符合一定的尺寸，常用的标准套管外径从114.3 mm(4½ in)到502 mm (20 in)共有14种：
114.30 mm(4½ in); 127.00 mm(5 in); 139.70 mm(5½ in); 168.27 mm(65⁄8 in); 177.80 mm(7 in); 193.67 mm(75⁄8 in); 219.07 mm(85⁄8 in); 244.47 mm(95⁄8 in); 273.05 mm(103⁄4 in); 298.44 mm(113⁄4 in); 339.71 mm(133⁄8 in); 406.40 mm(16 in); 473.08 mm(185⁄8 in); 508.00 mm(20 in);
套管有不同的壁厚。API标准规定的各种套管的壁厚范围在5.21-16.13 mm。通常是小直径的套管壁厚小一些，大直径套管的壁厚大一些。除标准的钢级和壁厚之外，尚有非标准的钢级和壁厚存在，这也是API标准所允许的。
套管的连接螺纹都是锥形螺纹。API标准套管的连接螺纹有四种: 短圆螺纹（STC），长圆螺纹（LTC），梯形螺纹（BTC），直连型螺纹（XL）。除此之外尚有非标准螺纹。
圆螺纹的锥度为1:16，螺距为3.175 mm（8扣每英寸）。梯形螺纹的锥度为1:16（外径<16 in）和1:12（外径≥16 in），螺距为5.08 mm（5扣每英寸）。套管串通常是由同一外径、相同或不同钢级及不同壁厚的套管用接箍连接组成的，应符合强度及生产的要求。
套管柱的受力分析及套管强度
套管柱下入井中之后要受到各种力的作用。在不同类型的井中或在一口井的不同生产时期，套管柱的受力是不同的。套管柱所受的基本载荷可分为轴向拉力、外挤压力及内压力。套管柱的受力分析是套管柱强度设计的基础，在设计套管柱时应当根据套管的最危险情况来考虑套管的基本载荷。
套管强度设计原则
套管柱的强度设计是依据套管所受的外载，根据套管的强度建立一个安全的平衡关系:
套管强度≥外载X安全系数
套管柱的强度设计就是根据技术部门的要求，在确定了套管的外径之后，按照套管所受外部载荷的大小及一定的安全系数选择不同钢级及壁厚的套管，使套管柱在每一个危险截面上都建立上述表达的关系。设计必须保证在井的整个使用期间，作用在套管上的最大应力应在允许的范围之内。
设计的原则应考虑以下三个方面:
应能满足钻井作业，油气层开发和产层改造的需要;
在承受外载时应有一定的储备能力;
经济性要好;
在套管设计中，我国做了若干规定。其中关于安全系数的规定为; 抗外挤安全系数Sc=1.0; 抗内压安全系数Si=1.1; 套管抗拉力强度（抗滑扣）安全系数St=1.8。
常用的套管柱强度设计方法
各国根据各自的条件都规定了自己的套管柱强度设计方法。最常见的有等安全系数法、边界载荷法、最大载荷法、AMOCO法、西德BEB方法及前苏联的方法等。
各层套管的设计特点
对表层套管、油层套管和技术套管的设计来讲，各有其设计特点及设计的侧重部分。
表层套管的设计特点
表层套管是为巩固地表疏松层并为了安装井口防喷装置而下入的一层套管。表层套管还要承受下部各层套管的部分重量。因此，表层套管的设计特点是要承受井下气侵或井喷时的地层压力，套管在设计中主要考虑抗内压力，防止在关井时套管承受高压而被压爆裂。
技术套管（CsTeC）的设计特点
技术套管是为封隔复杂地层而下入的，在后续的钻进中要承受井喷时的内压力和钻具的碰撞和磨损。技术套管的设计特点是既要有较高的抗内压强度，又要有抗钻具冲击磨损的能力。
油层套管的设计特点
油层套管是在油气井中最后下入的，并在其中下入油管用于采油生产的一层套管。由于该套管下入深度较大，抗外挤是下部套管应考虑的重点。该层套管应按其可能在生产中遇到的问题分别考虑。如有的井是用来注水的，有的在采油中要进行压裂或酸化等，套管内也可能承受较大内压力，对这种井的油层套管应严格校核抗内压强度。有的主要是注热蒸汽等进行热力开采，套管长期受热力作用会膨胀，从而引起较大的压应力，所以设计中应考虑施加预拉应力时的拉力安全系数等。（2023-11-23）
