可靠性理论已发展成为涉及应用概率、应用数理统计和运筹学的一个边缘分支学科,而可靠度则是度量产品质量的主要指标,并在实践中得到了广泛的应用。石油钻机井架作为石油钻井生产的一种特种设备,主要承受起下钻、下套管及其它作业产生的载荷,并且其安全性要求高。因此,本文对石油钻机井架的可靠性进行了理论上的分析研究。首先,建立钻机井架的力学模型,运用有限元法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,对分析的结果进行了后处理,得出了井架的应力分布、位移变化。其次,通过理论分析及推导,对荷载效应和抗力进行了统计分析,得出了其概率分布和统计参数。采用一次二阶矩法对井架的可靠性进行分析研究,提出了ZJ30/1700DB石油井架截面构件的可靠性计算方法。在此基础上,利用MATLAB编制了结构可靠性指标计算软件。对于ZJ30/1700DB钻机井架的结构体系可靠性进行研究,对于每级失效后单个构件的可靠性用一次二阶矩法求解的,提出理论上可行的计算石油井架结构体系可靠性的方法。最后,经过统计分析计算,对于石油钻机井架的可靠度理论的概率极限状态设计方法进行了深入的研究,结合对ZJ30/1700DB钻机井架的现场应力应变测试数据,提出以实测应变参数为基础的井架剩余承载能力极限状态评定方法,对石油井架的安全承载能力进行了研究,这是石油井架可靠性评定理论的一个重要组成部分。在此基础上,利用可视化编程工具Visual Basic 6.0开发了石油井架强度和稳定性计算程序。