螺杆钻具是钻井工程中的重要设备之一，马达总成是螺杆钻具的核心部位，传动轴总成是螺杆钻具实现钻井作业的纽带。由于马达定子管接头和传动轴小径部位截面形式变化较大，不可避免地出现应力集中现象，而且在钻井过程中大多数钻具在循环载荷下工作，所以容易发生损坏。因此，关于螺杆钻具的特性问题越来越受到国内外有关科研人员的关注。为了研究螺杆钻具的静态特性和动态特性，本文主要利用有限元分析软件，建立螺杆钻具定子管和传动轴的有限元分析计算模型，分别在最高使用载荷条件下，从静态和疲劳两个角度对其进行分析。首先分别对不同槽型的定子管在扭转和轴向力情况下进行静力分析，得到静态应力分布情况，确定槽型对定子管应力的影响，从而以减少应力集中和提高强度为目的进行结构改进。其次，从减少应力和增加传动轴刚度的角度，将改造后的传动轴和某公司设计的传动轴进行比较，从而对传动轴结构进行优化。最后，在静态分析的基础之上，通过疲劳分析，以Miner疲劳设计准则为依据，采用雨流计数法处理载荷信号，分别采用多轴和单轴应力分析法，对不同材料、不同载荷频率、不同表面粗糙度的构件分别进行疲劳仿真计算，找出影响定子管和传动轴寿命的因素，从而对二者进行优化。通过分析对比，得出在设计定子管结构时，除了采用强度更高的材料之外，应当尽量减小退刀槽截面尺寸变化程度，在合理的情况下尽可能增大倒角半径，使退刀槽截面尺寸平稳过渡。此外，因为最大应力大部分出现在螺纹根部，因此还需加强螺纹根部的强度。对于传动轴，除了要在小径上选择合适的槽型之外，应当在结构允许的范围内，适当的增加小径直径数值以保证传动轴的刚度，提高表面粗糙度，在工作效率允许的情况下采用频率较小的载荷。