在油气井复杂工况下,封隔器胶筒可靠性会受到高压环境或自身因素的影响,在胶筒受力理论分析不明朗的情况下,很难对密封胶筒可靠性研究进行准确定位。所以对胶筒各阶段变形进行力学分析,确定影响密封因素的敏感程度,并给出可选取可靠性安全系数的可靠性模型是十分具有意义的。本文从封隔器密封和失效形式角度出发,分析关键部件胶筒受液压力作用下变形过程中密封机理,并建立了微观粗糙度磨损泄露和宏观受剪切力失效两方面的失效机理,在此基础上,分析胶筒密封过程中自由变形阶段、约束变形阶段、稳定变形阶段下的不同变形特点,建立对应的数值分析模型,尤其是胶筒和套管还未接触前的自由变形阶段,根据非线性连续介质力学理论推导了胶筒有限自由变形阶段的数学方程,并构建数值求解模型,运用MATLAB进行数值分析,分析不同参数变化对胶筒自由变形阶段位移变形的影响,同时也对约束变形阶段和稳定变形阶段胶筒受力变形过程的进行了推导分析,根据不同的工作状态给出胶筒密封性能评价原则。针对工程实际中涉及非正态分布变量的封隔器胶筒密封不可靠问题,在胶筒力学可靠性模型的基础上,提出两种基于矩方法的机械可靠性灵敏度分析的数值方法,分析胶筒结构参数、材料参数、工作压差及载荷在非正态分布随机不确定性变化的影响下胶筒密封性能的可靠性及灵敏度计算结果,得出胶筒参数设计的改变对可靠性的影响规律。建立了应力-强度服从正态分布下胶筒的静强度可靠性安全系数模型,给出可靠性安全系数模型涉及参数的计算方法和过程,计算并确定影响封隔器胶筒参数在应力和强度均服从正态分布下可靠性安全系数不同层次下的取值标准,为高压压裂用封隔器胶筒满足可靠性设计要求的提供选取依据。