随着国内外市场对石油类产品需求的空前增加,以及石油钻井行业的迅猛发展,单螺杆钻具已逐渐取代其他各种类型的井下动力钻具,成为当今石油钻井过程中使用最多的一种井下动力钻具。大尺寸的单螺杆钻具具有较高的排量和较大的输出扭矩,便于对复杂地形的丛式井进行造斜,因此大尺寸的单螺杆钻具越来越引起人们的重视。本论文首先阐述了目前应用最为广泛的短幅内摆线外等距型线的设计以及结构参数优化方法,并根据单螺杆钻具的原始参数完成了单螺杆马达螺杆-衬套副结构参数的优选与计算,完成了244等壁厚单螺杆钻具整体结构方案的设计,包括旁通阀总成、防掉总成、单螺杆马达总成、万向轴总成和传动轴总成;完成了万向轴总成的最大摆动角计算;完成了各部分总成的结构设计并给出了各总成关键零件的设计图纸;完成了传动轴总成的强度校核与可靠性分析以及万向轴总成的强度校核与寿命计算。单螺杆钻具的定子衬套是由橡胶材料浇注而成,橡胶定子工作环境复杂,受到高温和高压等条件影响,易发生失效。本论文对螺杆钻具橡胶定子的加工工艺进行分析,对橡胶定子进行有限元分析,橡胶定子处于不同的温度场和压力场时,对定子内廓变形量的变化规律进行研究。对定子的实际工作环境,即定子在同时施加温度场和压力场时,研究此时定子内廓变形量的变化规律。