石油钻采装备是随着石油钻采行业的兴起而出现的一种专业性设备。石油钻采装备的性能直接地关乎着钻采事业的发展,装备的可靠性更关系着钻采作业的可行性和安全性。钻机井架作为石油钻机的主要承载部件,在不同的工况下承受各种静态和动态载荷,成为钻机的薄弱环节,特别是海洋石油钻机井架,因其处在海风、波浪、地震等恶劣的环境中,强度、刚度和其稳定性面临着严重威胁。因此为保证钻采工作安全、顺利地进行,对钻机井架进行静态、动态特性研究,并对不同工况下设备的安全性能进行评价有着十分重要的意义。　　 本文采用理论仿真分析与实验相结合的方法来研究井架的静态、动态特性,最终对井架的力学性能做出评估。为了完成相关实验,我们自主设计制造出了可用于模拟海上平台在波浪作用下运动的六自由度振动实验系统,该实验系统由模型井架和六自由度振动实验台组成,模型井架严格根据实际井架的结构尺寸按照1:10的比例进行缩小,材料采用Q235,六自由度振动实验台由六个相同的步进电机和丝杠与上动板和底座相连,通过控制电机的不同转速和转数来实现实验台的不同运动。文章中首先通过ABAQUS有限元软件对模型井架在模拟静钩载、瞬态钩载、平台摇摆和升沉等工况下进行模拟仿真分析,并提取模型井架的固有频率和振型,将仿真分析的结果与相同条件下的实验结果进行对比,对于仿真分析结果与实验结果存在较大误差的,我们及时地对实验和仿真方法进行修正,直到两者的结果一致。说明此时的模拟仿真方法是合理的,可以较为精确地模拟实际工况下实际井架的力学特性。最后建立实际井架的有限元模型,并利用上述仿真方法对其进行最大钩载、最大钻柱重量、满立根稳定风载等工况下的仿真分析,通过仿真分析的结果得知该井架的强度和刚度等均有富余,能适应各种载荷工况和恶劣环境。由实际井架固有频率的仿真分析结果可知该井架为低频结构,在实际作业中应避免旋转部件在某些特定转速下运转和钻机在一定频率的波浪条件下工作,以防共振引起钻井事故。