石油井架作为钻采作业中主要承载受力的设备,在拆装、运输与服役过程中,人为或环境因素的作用,可能会导致石油井架产生不易发现的局部微损伤,含微损伤的石油井架其抗风安全性会降低。为解决风载荷下的石油井架安全性评估问题,本文使用风振响应时程分析的方法研究石油井架在风载荷下的响应特性,针对响应结果提出合理的抗风安全性分析方法,并设计相应的实验对研究结果进行验证。论文主要工作如下:借助风振系数计算风载荷的等效静力,进而进行石油井架的等效静风载分析;对风载荷的特性和ZJ70石油井架的结构特点进行了研究,结合两者特点,提出了一种基于线性滤波法的石油井架风场数值模拟方法,根据石油井架结构特点将其分为四段,使用基于线性滤波法模拟得到的风场数值对每一段进行风压力加载,提取石油井架在风振响应分析过程中的响应数据;通过等效静力分析与风振响应分析的结果对比,验证对石油井架进行风振响应分析的必要性;使用风振响应分析的方法研究了风力强度、阻尼与损伤对石油井架在风载荷下的位移与应力响应的影响;提出了一种适用于石油井架的抗风安全性分析方法,该方法以石油井架在风载荷下的应力响应数据为基础,先对响应数据进行正态化处理,再使用设计点法计算风载荷下的石油井架构件的可靠度指标与失效概率,能够对石油井架的抗风安全性进行定量化评定;以实验室的ZJ70石油井架模型为研究对象,进行风载荷激励实验,采集实验过程中石油井架的各部位加速度响应与应变响应。研究结果表明,基于线性滤波法的石油井架风场模拟方法计算简便,模拟效果较好;保全设备工况下ZJ70石油井架构件轴应力最高达到283.793MPa,石油井架处于不安全状态;石油井架的风振响应对阻尼的敏感度较低,而风力强度与构件损伤对石油井架的抗风安全性影响较大;基于风振响应分析数据,对ZJ70型石油井架进行抗风安全性分析结果表明,ZJ70型石油井架工作环境风载荷等级不得高于13级;风振实验结果一定程度上验证了仿真模拟的结论,基于可靠度指标的石油井架抗风安全性分析方法也能在实验模型上有效应用。