利用液体压力的自封封井器最初使用的密封
胶芯骨架是只用橡胶一种材料制成的。经现场使用发现，胶芯存在两点不足。
一是胶芯承受井下液体压力较低,遇高压井液时变形大;二是当钻具接箍通过胶芯内表面时,钻具接头的上下移动造成胶芯在轴向和径向产生很大的变形,尤其轴向的伸缩变形量,会大大缩短胶芯的使用寿命。自封封井器胶芯经过多年的不断改进，证实在胶芯中加入钢质骨架可有效地增大胶芯抗压、抗变形能力,从而提高胶芯刚度。
旋转自封封井器的密封原理也是靠
胶芯骨架本身弹性变形的恢复和井下液体压力作用抱紧钻具来密封环空的。在旋转自封胶芯设计中,我们采用用于计算大变形材料的高级有限元软件,对在胶芯中置入钢骨架和不置入钢骨架两种情况于各种工况下的应力和变形情况进行深入细致的分析,得出一系列对比数据,根据这一计算结果来分析骨架对胶芯密封应力的影响。现文所说的胶芯对钻具的密封应力，实质上就是胶芯的内表面与钻具外表面的接触应力。
胶芯骨架的结构 胶芯骨架结构胶芯内表面由方密封面、补偿腔和圆密封面组成。橡胶内置入钢骨架。钢骨架由骨架主体、钢筋和固定套组成,钢筋挂在骨架主体上,通过固定套固定。这样骨架下部的筋就相当于一悬臂梁,上端为固定端,下端为自由端,随胶体的胀缩而胀缩。骨架材料采用的是弹簧钢,在注入胶体内之前,需经热处理,使其具有能满足密封要求的弹性和适度的刚性。
这样设计的骨架,经现场数十井次的使用证实,胶芯的静密封力能达到15MPa,动密封力也能达到10MPa,而且能有效地延长胶芯的使用寿命,达到了设计要求。骨架对胶芯密封应力的影响,可通过
胶芯骨架与钻具之间的接触应力分布的计算结果来分析,这是现文讨论的重点。
