摘 要：介绍了封隔器的特点、结构及分类。比较几种常见封隔器的优缺点及任务书的要求，选择了机械式卡瓦封隔器中的Y211-114类型进行本封隔器的设计。对卡瓦、胶筒和轨迹中心管进行了改进，更适用于井下的工况。对卡瓦进行了静力学分析，得到最大应力3.09108×108 N/m2，小于卡瓦材料的屈服应力，为6.2042×108 N/m2，安全系数比较高。对于胶筒进行了有限元分析，得到了胶筒的接触应力特性和压缩性，以便于提高胶筒密封性能的可靠性。
　　关键词：Y211-114封隔器；卡瓦；胶筒；有限元；
　　中图分类号：O243 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-04-00242-02
　　一、前言
　　随着油田类型的增多和深部油藏的开发，封隔器已经成为必不可少的井下设备，是石油工业压裂、酸化等井下增产作业中的关键工具，利用它在压裂过程中在某一地层建立局部高压区，使工作介质按照人们所选定的地层进行井下作业，达到石油增产的目的，尤其在低渗透油、气井开采中使用效果十分显著。
　　二、封隔器结构功能和分类
　　（一）封隔器的机构功能。目前，尽管国内外研制的封隔器花样繁多，但基本结构大致相同。主要包括密封、锁定、扶正、坐封、解封六大部分，而每一部分又各自包含若干零、部件。当然，由于使用目的和工艺要求的不同，各种类型的封隔器并不一定各部分结构完全一样。其中，密封部分有胶筒、钢碗；锚定部分有摩擦弹簧、螺钉、导向头；坐封部分有中心管；锁紧部分有锁门，解封部分有外套等。
　　（二）封隔器的分类。封隔器种类繁多，其基本类型主要有以下几种：永久式、水力膨胀式、水力自封式、支柱式、张力式、机械压缩式、水力压缩式、机械张压式和水力张压式。
　　三、封隔器的设计计算
　　（一）封隔器类型的确定。比较几种常见封隔器的优缺点及任务书的要求，本封隔器的类型选择了机械式卡瓦封隔器中的Y211-114类型进行本封隔器的设计。它具有起下顺利，中途不误坐封，坐封、解封操作简单，密封可靠，耐压高，通径大，摩阻小等优点。用于分层试油、采油、找水、堵水、压裂、酸化和防砂。
　　（二）封隔器参数的确定。
　　1、 胶筒的设计计算：a. 选用现有的压缩（YS）式封隔器胶筒，型号YS113×74-120-25，尺寸为：外径R1=113 mm，內径R0=74 mm，长度L=85 mm。b.本设计由于耐温和耐压要求较高，故而选用氢化丁腈橡胶。
　　2、卡瓦的设计计算。卡瓦的结构如图1所示：
　　该卡瓦在坐卡时，锥体随上部油管的下行可使卡瓦沿径向平行向外移动，并保证所有卡瓦牙都卡住套管壁。图2是处于装配中的卡瓦工作示意图。卡瓦及锥体受力如图3所示，此时因箍簧、下端面的作用力都小而忽略。