管路系统作为各类设备必不可少的组成部分,担负着动力输送任务,有着构型复杂、长跨度、层叠交错和多支撑的特点。在受到外界载荷、内部流体激励时易发生管路系统的大幅振动、多点振动等,有时较为剧烈的振动还会导致连接部件的疲劳破坏,产生管路窜动变形、卡箍松脱、零部件疲劳断裂,而更强烈的振动又可能使管道发生泄漏,甚至造成管道破裂,引起燃烧、爆炸等恶性事故。因此,钻井平台内的管路系统在工程设计中占有重要地位。本文从管路的建模思路、材料、布局优化和减振降噪几个方面进行研究。在管路的建模思路方面,针对长跨度管路系统的建模工作十分复杂且计算量过大这一问题,采用一种新型的管路振动分析的模型缩减方法,考虑管路在特定区段产生局部振动的动力学特性,通过对管路系统进行区段分割,并对子系统进行动力学缩减,获得子系统的缩减超单元,通过单元装配获得管路系统缩减模型。。以典型管路系统为例,将整体和缩减模型的固有频率、振型以及基础激励的振动响应进行对比,可以发现缩减方法计算精度较高,前三阶误差不超过1%;同时可以减少大约50%的计算时间,显著提高计算效率。最后经过试验测试及数据分析,试验数据与缩减模型固有频率最大误差不超过6.25%,响应信号基本一致,验证了模型缩减方法的有效性,可以为复杂管路系统的设计与分析提供参考。在管路系统的设计过程中,要合理有效的对管道、卡箍、块卡以及泵的激励等参数进行动力学匹配设计,使系统和外激励避免共振,从而提高整个液压管道系统性能和稳定性。根据动力学匹配分析可以得到管路系统中各部分管路及其附件位置是否大体合适。由动态优化设计的原则可知,当调节管路系统的管型、卡箍位置或其他结构形式时,其动力学分析的结果也会不同。需要利用得到的模态匹配图,相比与之连接的各个管路的固有特性来选择合适的管路组合。当然在调整子系统的或零部件时,比如管路支撑位置的改变、管路支撑刚度的变化或者安装支撑缓冲结构等,会导致管路系统的固有频率发生变化,因此在多个管路相互装配组成的管路系统中,需要对管路的形状以及附件位置进行动力学匹配。首先将各个系统进行调整,形成不同的方案,对不同的方案分别进行动力学分析,绘制模态匹配图,选取合适的组合方案,从而避免管路系统产生共振,实现错频减振降噪的目的。在动力学匹配后,对管路有更加严格的要求,可以通过响应面法对管路系统附件进行优化设计,将管路的固有频率以及总变形进行优化。通过统计学方法建立试验设计表进行优化设计,构建拟合代理模型来模拟各个设计变量和优化目标之间的隐式关系,优化后固有频率较优化前变化为45Hz左右,最大位移和最大响应分别优化10%、17%左右。