金属材料桥塞在解封过程中钻铣难度大、钻铣时间长,容易造成套管偏磨及金属屑卡钻等问题。非金属材料可钻桥塞,钻铣容易并且效率高。非金属材料桥塞是对桥塞采用复合材料制造而成的新型桥塞。复合材料由增强纤维和基底材料粘结而成,是一种性能优良的非金属材料。本文通过有限元的分析方法,对桥塞复合材料部件的纤维铺设方式进行了优化设计,主要研究内容如下:(1)调研国内外关于复合材料桥塞的使用现状及研究最新进展,分析可钻桥塞在分段压裂技术中的应用过程,针对金属材料桥塞使用中存在的问题,设计非金属复合材料桥塞;(2)通过对桥塞结构组成和工作原理的分析,结合桥塞的主要设计参数,设计可钻桥塞和投送器的结构;(3)对桥塞的支撑部件中心管,选取玻璃纤维纤维增强型复合材料,利用有限元的分析方法,模拟中心管在不同的工况下,分析增强型纤维采用不同的铺层方式对中心管力学性能的影响。结合复合材料的IRF系数,得到多组模拟数据,进行铺层方式的优化,确定中心管最佳的铺层方式及铺层数。分析最佳的铺层方式中最优的铺层角度比例;(4)对桥塞卡瓦及胶筒进行力学性能分析,分析复合材料卡瓦一定工况下的力学性能,及在不同的纤维铺设角铺层内S1应力分布特点。分析不同长度及摩擦系数的胶筒和接触应力之间的相互关系。