水平井分段压裂技术广泛用于储层薄、渗透率低的储层改造,封隔器作为分段压裂管柱中的核心工具,其密封性能的好坏将直接影响采收效率。本文针对橡胶筒的密封性能,对压缩式封隔器的密封机构进行研究。封隔器的核心是密封机构,文章首先对密封胶筒的端面斜角、外径和高度提出了设计依据,对其形状和尺寸进行优化;为避免胶筒端部突出,设计了两种活动式的防突装置;对密封胶筒的常用材料进行了性能对比,选取氢化丁腈橡胶为胶筒材料,为后续有限元分析做准备。接下来对密封胶筒的受力情况进行理论分析,对在已知工作压差下,无防突装置胶筒的接触应力的计算公式进行推导;然后把胶筒的变形分为自由变形、约束变形和稳定变形三个阶段,分别从结构特征和压差两方面入手,对坐封力的计算公式进行推导。由理论分析结果得出,适当增加支撑环直径对可提高胶筒的接触应力有很大帮助。最后对胶筒的密封特性进行有限元分析,由于橡胶筒随载荷的变化是非线性的,需要对其建立合理的橡胶材料本构模型。本文采用的是Yeoh超弹性本构模型,在完成建模、定义材料和确定边界条件等前处理步骤后,重点分析了胶筒的形状尺寸和坐封力的大小对胶筒压缩距、胶筒与套管间接触应力的影响,以及防突措施对胶筒应变和胶筒与套管间接触应力的影响。分析结果表明:胶筒的压缩距和接触应力随坐封力的增加而增大;在采取防突措施后,胶筒的肩部突出更小,产生的压缩距和接触应力更大,可有效提高胶筒的密封性能。