近年来,随着欠平衡钻井技术的深入研究和推广应用,全过程欠平衡钻井技术已经成为研究的热点,井下封井器作为全过程欠平衡钻井的关键设备,也成为研究的热点。本文将含有电磁铁的电磁装置引入到打开封井器阀板的机构中,然后对打开封井器阀板的机构进行了优化设计、虚拟仿真。最后利用有限元分析软件ANSYS,对井下封井器用于固定拉簧的销轴进行了有限元分析。首先,分析和研究了现有两种类型的井下封井器所存在的缺点和不足,并在此基础上,设计了几种井下封井器的打开方案并对其进行了可行性分析。提出了将电磁装置用于打井下封井器阀板的机构的新构想,并用电气控制系统代替了原有的液压控制系统。确定了总体结构方案。其次,通过对井下封井器进行力学的理论分析,建立了井下封井器的力矩平衡方程的函数模型,对打开封井器阀板的拉绳的连接位置和滑轮位置进行了结构尺寸优化。通过不同方案的结果对比分析,选出了最优的结构尺寸方案。完成对驱动系统中的关键零部件的选型和控制系统部分的简单设计。再者,建立了井下封井器的虚拟样机,并在ADAMS软件中对其进行了动态仿真,得到了阀板的速度、加速度关于转角等重要参数的仿真数开和曲线图,验证了该虚拟样机优良的运动性能和力学性能。利用有限元分析软件ANSYS,对井下封井器上用于固定拉簧的销轴进行了有限元分析。通过位移和应力分布分析,确定销轴直径,并验证了选择的销轴有足够的承载能力、在拉簧拉力作用下不会产生大的变形。最后,建立井下封井器的装配体,为井下封井器样机的建立提供了依据。