水力扩张式封隔器管柱主要应用于水力压裂喷射作业,在内压作用下管柱产生鼓胀效应从而引起管柱轴向变形,轴向变形过大会导致封隔器失封,从而影响整个作业的成败。本文以水力扩张式封隔器管柱以及封隔器胶筒为研究对象,对封隔器管柱以及封隔器胶筒进行研究。本文运用理论方法对水力扩张式封隔器管柱工作过程中的力学行为进行分析,分别得到重力、浮力、流体阻力、活塞效应、温度效应以及鼓胀效应等因素引起管柱轴向变形的计算公式。推导得出水力扩张式封隔器管柱鼓胀变形三个阶段的轴向变形公式以及鼓胀力大小计算公式。通过对水力扩张式封隔器胶筒变形阶段进行分析,分别得到胶筒工作面和肩部的轴向载荷公式、胶筒工作面约束变形的接触应力求解公式。得到胶筒在工作过程中胶筒与套管之间的摩擦力大小的计算公式。本文运用有限元方法对封隔器胶筒进行数值,根据分析结果可知:随着喷射压裂的进行,压裂液流经封隔器,封隔器胶筒温度降低,胶筒应力增加,当温度低于90℃时,应力反而降低,当温度低于70℃时,胶筒应力又逐渐增加。在内压作用下,封隔器胶筒的接触应力由胶筒两端向中间逐渐增加。