旋转控制头是安全实施欠平衡钻井技术的重要技术装备，胶芯是旋转控制头的重要密封元件，其作用是依靠自身与钻具之间的过盈密封钻具与井筒之间的环空，防止井内的带压流体泄漏。 用于欠平衡钻井的胶芯所面对的工况环境极为苛刻(高低温、高压、高含硫石油、含有各类添加剂和钻屑的钻井液、有时含有硫化氢、二氧化碳、天然气等井下伴生气)，一旦胶芯密封失效，产生泄漏，对现场钻井施工产生较大影响。 目前，我国旋转控制头胶芯大部分依赖进口且价格昂贵，虽然也有部分国产胶芯投入使用，但其性能及工作寿命不稳定，与进口胶芯存在一定差距。因此，对旋转控制头密封胶芯接触应力进行有限元分析和试验研究，进一步分析密封胶芯的密封性能、摩擦特性和失效机理，对提高旋转控制头国产密封胶芯的综合性能具有十分重要的意义。 本文采用有限元法、间隙元法等方法研究了橡胶材料变形及胶芯接触应力的关系，结合试验的方法对胶芯与钻杆之间摩擦力及胶芯变形进行了测试。 以电测的方法测出钻杆内壁各点的周向应变并推导出对应外表面的接触应力。 结合有限元分析和试验结果，对胶芯失效机理进行了初步研究，针对胶芯的几种主要失效形式及成因提出相应对策；为提高旋转控制头国产密封胶芯综合性能提供技术支持和理论依据。