由于使用带压作业装置的作业成本较高,作业操作复杂,若每次起下管柱都动用带压作业设备,无疑会使油田作业成本与时间大大增加,且极度影响油田生产。为了解决上述问题,油田提出了使用防喷工艺管柱实现带压作业的思路。本文以注水井过卡距防喷工艺管柱为研究对象,研究其在不同工况下的安全使用界限,并提出一套安全性评价流程,对油田生产、保护作业人员安全、避免环境污染具有较强的实际意义。首先,分析注水井过卡距防喷工艺管柱在作业状态下的受力情况,将其分为油管堵塞器下入、油管堵塞器坐封和管柱提升三种不同的工况,以其中两种影响较大的工况——油管堵塞器坐封工况和管柱提升工况为主要研究对象,对防喷管柱内主要防喷工具油管堵塞器的易损部件进行有限元分析,确定工具在两种工况下易损部件不会发生破坏从而影响防喷的安全性。结合大庆油田某注水井的实际工况,分析不同套压作用下过卡距油管堵塞器胶筒的密封性能。通过建立有限元模型,对过卡距堵塞器胶筒坐封和坐封后的力学行为进行有限元分析,得到胶筒所能安全密封的压力上限。选取多组不同属性参数的橡胶材料进行对比分析,得出密封效果最好的参数组合,可提高工具的防喷安全性。使用堵塞器原装胶筒进行室内压缩实验对胶筒模拟方法进行验证,实验所测得的压缩距与模拟所测值对比,最大误差为14.7%,验证了数值模拟方法的可靠性。通过建立有限元模型,对坐封工况下卡瓦的锚定力进行有限元分析,得到卡瓦的安全锚定力大小,并设计工装使用防喷堵塞器原卡瓦进行室内加载实验验,对油管内压痕进行测量,与模拟值对比,最大误差为15.3%。综合胶筒的安全密封压力上限与卡瓦的安全锚定力大小,得出该套防喷工具的防喷压力界限为26.7 MPa。胶筒优化后的防喷压力界限为27.2 MPa。开展注水井过卡距投堵工艺管柱防喷安全性评价方法研究,建立了注水井油管防喷工艺管柱的防喷安全性评价流程,确定注水井油管防喷工艺管柱防喷安全性判定准则,给出了注水井油管防喷管柱的力学公式,计算了过卡距投堵防喷工艺管柱的安全使用套压上限为2.17 MPa～25.47 MPa,油管堵塞器的最大安全使用深度为1263 m,胶筒优化后的最大安全深度为1289 m,对现场施工具有指导意义。