随着钻采工艺不断向高温、高压和复杂深部地层方面的发展,石油开采作业的工况条件也越来越严峻,对开采过程中使用的关键工具——封隔器提出了更高的要求。封隔器中的胶筒所使用的橡胶类材料是具有特殊的机械性能,其本构关系的研究也一直倍受工程界和学术界的重视。因为橡胶的弹性源于能量的变化,所以先对胶筒材料试件进行压缩试验,分别得到了具有超弹性材料特性的和拟弹塑性材料性质的应力应变曲线,采用Arruda-Boyce应变能函数的模型成功地拟合了超弹性材料的应力应变曲线并计算得到材料常数,建立了橡胶材料的Arruda-Boyce应变能函数形式的本构方程。对单胶筒模型进行仿真计算,得到了超弹性材料的胶筒随着工况摩擦系数增大,套管之间的接触压应力变小,沿着加载方向压应力将显著减小；对于拟弹塑性材料的胶筒,摩擦系数对接触压应力的影响正好相反；在相同的工况下,超弹性材料的胶筒与套管之间的接触压应力比拟弹塑性材料的胶筒小,能够承受更大的压差。对Y241-100型封隔器进行了仿真计算,发现拟弹塑性材料胶筒的密封能力强于超弹性材料胶筒的密封能力,而且材料的初始弹性模量越大,材料越硬,承载胶筒的接触应力越大,而其它胶筒的接触应力分布也趋于均匀。在此基础上,提出了封隔器的简化计算模型,有利于提高石油管柱系统的计算效率。