本发明提供一种密闭环空压力下井筒径向形变量测量的实验装置及方法，包括底座，底座上竖直设置有套管，套筒外壁间隔套设有加压桶，加压桶设置于套设于底座和套筒外部的支撑台上，加压桶内部设置有间隔套设于套筒的泥浆兜桶；所述套筒顶端部设置有进液口和卡箍，所述卡箍连接有升降装置，套筒侧壁设置有应力感应装置，套筒两端部设置有加热装置；所述加压桶顶部设置有水泥浆进液口，侧壁上下两端分别设置有加压口和泄压口；本申请能够模拟固井后套管在井下的实际服役工况，进而分析水化热、圈闭压力和水泥环厚度对套管变形损坏的影响规律，对向井身结构与水泥浆的优选提供指导性意见。