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国内大多数油田开发已经进入中后期,油层含水量逐渐上升,层问矛盾加剧,为了增加石油产量,提高油田生产效益,油田的增产措施由层间转为大厚层内的薄差油层开采,而现有的分层注水工艺无法满足层内薄差油层精细分层注水需求,其原因主要由于分层注水封隔器胶筒长度过小,在封隔器坐封时由于管柱窜动、磁定位误差的影响,无法确定封隔器具体的坐封位置,为此需要研究一种用于大厚层内卡封的长胶筒封隔器,通过对薄夹层的反向封隔,达到对设定层段的有效坐封；与此同时,由于封隔器的坐封层段已经射开,射孔后的套管内壁会出现不规则甚至有刺向内部的残片,使长胶筒膨胀坐封时有可能划破胶筒造成卡封失败。因此,我们有必要对封隔器工作时胶筒的受力情况进行研究,分析胶筒的应力分布规律,从而为长胶筒封隔器在现场应用提供指导意见。本文根据扩张式注水封隔器原理,主要针对K344-112型,胶筒长度为720mm、970mm两种长胶筒封隔器,胶筒材料均为氢化丁腈,采用Mooney-Rivlin本构模型,运用有限元分析方法按照封隔器在坐封和注水两种工况下,分别对常规条件及套管射孔条件下的封隔器进行坐封数值模拟研究。分析结果表明,长胶筒封隔器在坐封过程中,胶筒下端首先胀开,中端及上端随着压力增大逐渐胀开,胶筒整体胀开不均匀；在常规条件下,封隔器胶筒在坐封后的应力集中区出现在胶筒的肩部；其中,胶筒下肩部应力集中现象尤为明显,胶筒等效应力最大值在胶筒许用应力以内,胶筒不会被破坏。当封隔器坐封于炮眼段时,胶筒在肩部、毛刺部位均发生应力集中现象；其中,在胶筒上端与炮眼接触时,720mm胶筒最大等效应力值出现在下肩部,970mm胶筒最大等效应力值位于上肩部；胶筒中部、下端分别与炮眼接触时,胶筒最大等效应力值均在下肩部；封隔器在坐封后,只有胶筒在注水压力8MPa-12MPa下胶筒等效应力最大值在胶筒许用应力以内,胶筒不会被破坏。根据有不同条件下封隔器力学分析可知,无论封隔器坐封于炮眼段或是未射孔套管,胶筒均在肩部发生应力集中,其中下肩部应力集中现象最明显,而发生应力集中的主要原因是由于补偿结构的影响。由此可见,在对胶筒尺寸优化以减轻应力集中的同时,也应该对补偿结构进行优化。根据优化结果,720mm胶筒封隔器在胶筒接触倾角A=31.127。,胶筒内径R1=75.472mm,胶筒外径R2=111.39mm,补偿结构DT=0.0649mm时结构最优；优化后胶筒最大等效应力为8.837MPa,比未优化胶筒低5.085MPa,封隔器结构整体优化良好；970mm胶筒封隔器在胶筒接触倾角A=38.44。,胶筒内径R1=75.925,胶筒外径R2111.98,补偿结构DT=0.0459mm时结构最优；优化后胶筒最大等效应力为11.272MPa,比未优化胶筒低3.038MPa,封隔器结构优化良好。