套管头作为各层套管之间以及井口设备的重要连接装置，起着重量支撑、压力密封及释放、满足其它作业要求等作用。针对套管头在使用中出现的失效情况，为套管头优选结构和悬挂形式，以及确定套管头最优悬挂载荷提供力学依据，本文开展了套管头结构有限元分析及应用研究。本文根据施工过程中套管头的受力情况，分成表层试压、一级悬挂、一级悬挂+试压70MPa、二级悬挂、二级悬挂+压裂100MPa等五种不同工况。结合套管头的结构、悬挂形式、所受载荷和边界条件，选择整个套管头为研究对象，包括壳体、芯轴悬挂器、卡瓦悬挂器、油层套管、表层套管等主要部件。同时考虑套管头内部悬挂器与套管头壳体的的接触作用，建立了实体模型和空间非线性有限元模型。对单级套管头的卡瓦悬挂和芯轴悬挂形式，双级分体式套管头的一级芯轴悬挂和二级卡瓦悬挂形式，一级芯轴悬挂和二级芯轴悬挂形式，一级卡瓦悬挂和二级卡瓦悬挂形式，一级卡瓦悬挂和二级芯轴悬挂形式，双级整体式套管头的一级芯轴悬挂和二级卡瓦悬挂形式，一级芯轴悬挂和二级芯轴悬挂形式等8种不同形式套管头组合进行有限元力学分析，得到不同类型套管头的极限悬挂载荷。通过对套管头整体和局部应力分析和强度评价，得出套管头危险截面都首先出现在套管头本体上，悬挂器与套管头壳体相接处部位应力最大，当一级悬挂和二级悬挂达到某一值时，套管头的本体二级悬挂台肩处的最大应力接近许用应力强度，此处为套管头本体的最危险截面，本体一级悬挂台肩和本体下法兰处的最大应力也较为危险。本文还给出了套管头悬挂载荷优选原则，主要取决于三方面因素，一是套管头壳体自身因素；二是内部悬挂器承受的极限重量，取决于悬挂器卡瓦牙和螺纹牙；三是套管头自身强度，包括套管连接的丝扣强度和套管本身的屈服强度。优选原则为套管头在完井作业中能够安全可靠的工作提供了保证。