近些年,水平井在众多油田得到大规模的推广,出砂对于水平井的开发造成了巨大的影响。筛管是机械防砂中的一个重要工具。提供了油气的通道,同时也承受着外部的压力。筛管在井下工作环境复杂,会出现孔眼堵塞、变形和腐蚀,最终导致破裂。筛管的缝形和布缝参数不仅影响筛管的强度,还对过流面积有着直接的影响,进而影响油气井的产量,因此对筛管的布缝参数的研究对于提升筛管的寿命、保证油气井的安全生产和高产量具有重要的意义。本文首先分析了筛管的常见失效形式和失效原因。采用ANSYS软件建立了割缝筛管的有限元模型,推导并建立了表征筛管过流性能的表皮因子模型。依据有限元模型,给出了筛管抗挤压强度的定义及计算方法。利用抗挤压强度有限元模型和表皮因子模型对平行缝、交错缝和螺旋缝进行了优选,得出了最优缝形为交错缝。针对交错缝割缝筛管,分析了割缝结构参数对抗挤压强度和表皮因子的敏感性,计算结果表明,表皮因子和抗挤压强度均随缝宽和缝长的增加而减小。抗挤压强度随缝密的增加而增加,表皮因子随缝密的增加而减小。同时,分析了组合参数对筛管抗挤压强度和表皮因子的综合影响,拟合出了函数关系式,采用遗传算法对筛管割缝参数进行了多目标优化。结果表明,选择大缝宽和小缝长或小缝宽和大缝长组合和高缝密、小间隔的筛管既有较好的抗挤性能和过流性能。另外,建立了筛管二次射孔的有限元模型,并分析了射孔位置和射孔直径对抗挤压强度的影响。结果表明,只要射孔与筛管割缝相割,均可以降低应力集中效应,提高筛管的抗挤压强度。当射孔与割缝不相割时,当射孔边缘与缝角点之间的距离小于5mm,筛管的抗挤压强度急剧下降,为保证筛管强度,应使射孔边缘与缝角点之间的距离大于5mm。本文的研究结果对现场优化设计割缝筛管具有一定的指导意义。