水平井分段压裂技术是经济、有效的提高油田采收率和开发低渗透、低孔隙度油藏的主要手段。投球滑套压裂作为水平井分段压裂的关键技术具有十分重要的研究意义。本文对投球滑套压裂作业中的投球与球座的接触受力进行了深入研究，对模拟仿真软件ABAQUS中用到的相关的功能进行理论研究，就涉及到的非线性理论进行归纳总结。根据投球滑套压裂的工作要求结合实际情况进行材料的选择，将不同材料的投球配合不同结构的球座，建立二维有限元简化模型进行模拟。本文依据所建立的有限元模型，首先模拟了球座斜面不同角度时，对投球和球座工作过程中应力分布以及X轴方向位移的影响，探索球座斜面角度与投球应力和X轴方向位移的规律；其次模拟了投球位于球座不同位置时，投球与球座工作过程中应力分布以及X轴方向位移的差异，分析投球位置对于投球与球座密封性能的影响；最后对球座结构进行优化，在原有结构基础上增加弧形球托，并对四种不同材料和结构的投球进行了模拟仿真分析，对比分析四种材料作为投球材料的优劣。根据ABAQUS的模拟仿真结果，挑选出具有代表性的材料与结构组合，进行实验样品的加工，同时，依托高温、高压油浸实验室进行投球与球座的压力密封性实验。综合实验结果、模拟仿真结果以及实际需求挑选出投球与球座的最优组合。