首先研究了有限元仿真方法及其在ANSYS中的应用。对井架静力计算过程中的相关环节作了细致分析,并根据API标准,设置了井架静力计算的组合工况,分析了各组合工况的荷载和荷载分布情况,在此基础上,开发了井架及底座的ANSYS建模、加载、计算命令流。同时,开发了ANSYS的后处理功能,对静力计算结果进行了提取、整理和评价,从而,最终建立了井架及底座的ANSYS有限元静力分析和评价方法,完成了井架及底座的静态有限元仿真。其次,对井架起升过程进行了有限元仿真分析,建立了井架起升过程、井架组装完成后的停放状态以及起升过程用人字架的ANSYS有限元静力分析和评价方法。再次,通过设置井架静力分析预判工况,分析井架结构改进设计原则和流程,最终建立了井架结构改进设计的方法,解决了井架静力分析中出现的应力薄弱问题。最后,分析了允许应力幅法在井架疲劳计算中的应用以及极限状态理论和验算点法在井架可靠性计算中的应用,在此理论基础上,分析了井架疲劳和可靠性的计算工况,编制了井架疲劳分析软件和井架可靠性分析软件,最终建立了井架疲劳和可靠性的分析、评价方法。