随着油田开发的不断深入,各种定向井、水平井及特殊工艺井的数量日益增多,施工难度不断增大,这也对螺杆钻具的使用寿命及适用工况提出了更高要求。由于设计和制造技术水平的影响,螺杆钻具井下事故时有发生,造成了不同程度的经济损失。其中钻具壳体螺纹连接失效和万向轴磨损或断裂是常见的失效形式。因此,对螺杆钻具壳体连接螺纹和万向轴的参数进行分析和优化,有非常重要的意义。本文以5LZ172×7.0型螺杆钻具为例,深入研究了螺杆钻具容易发生失效的壳体螺纹连接和瓣形万向轴的力学性能与结构参数的关系。运用ANSYS参数化设计语言,建立了全参数化的螺纹连接分析程序,通过对螺纹连接施加过盈量模拟螺纹连接上扣扭矩受力状态,解决了螺纹连接受力仿真分析时上扣扭矩施加的技术难题。在此基础上完成了螺杆钻具壳体螺纹连接受力仿真分析,研究了螺纹尺寸参数对连接强度的影响规律,并对其结构参数提出优化方案。利用Solidworks三维造型软件对瓣形万向轴瓣齿的装配体进行干涉分析,得到了瓣形万向轴瓣齿割缝和装配间隙对最大偏转角度的影响规律;利用ANSYS有限元分析软件完成了螺杆钻具瓣形万向轴的力学仿真分析,得到了万向轴参数多其力学性能的影响规律,并结合分析结果给出了瓣形万向轴瓣齿最佳割缝宽度和万向轴两端瓣齿最优装配关系。