钻井泵是石油钻机核心组成部件,有石油钻机的心脏之称。本文首先在调研钻井泵使用工况及发展趋势的基础上，分析了影响钻井泵性能水平和使用寿命的相关因素。为满足钻井泵在可靠性和安全性方面越来越高的要求，提出了两种1600型五缸钻井泵动力端的设计方案，通过对两种方案的对比分析，确定了新型1600型五缸钻井泵动力端方案。其次，对动力端方案中的主要构件--曲轴、连杆和十字头，建立了相关的数学模型，并分别进行了受力分析，确定了各构件在危险工况下的强度；并对关键构件曲轴进行了刚度校验，验证了本设计的合理性与正确性,为有限元数值模拟提供计算依据。最后，设计建立了钻井泵主要零件的三维实体模型。并利用有限元分析的方法，采用ANSYS软件对主要零件—曲轴的受力情况进行了仿真分析。在此基础之上，通过对仿真结果的分析和研究，指出了曲轴中所存在的薄弱节点，并提出了设计优化方案，为更深层次地研究与解决大排量和高压力钻井泵，提供了设计思路与参考数据。