由于石油钻机长期在复杂的工作条件下工作,自然环境非常恶劣,钻机的各零部件容易出现磨损、腐蚀、老化等情况,从而导致钻机发生故障。钻机的故障会占用大量时间进行维修,如果维修不及时,还会导致钻机的其他部位受损,造成大量的经济损失和误工耗时。因此,对钻机的保养周期进行优化就变的尤为重要,合理的保养周期不仅能使钻机各零部件的老化率、失效率和故障率降低,还可以提高钻机的可靠性、稳定性和工作效率,保障钻机安全运行。本文以ZJ90型钻机为例,建立了保养周期与安全服务水平、工作有效度、保养成本之间的多目标模型,并求解了最佳的保养周期。在确定钻机故障分布规律时,利用最小二乘法对ZJ90型钻机的故障数据分别进行威布尔分布、对数正态分布和正态分布的最小二乘拟合,得到故障分布参数的最小二乘估计值及分布拟合检验的相关系数,确定了钻机的故障数据分布类型;在建立故障率变化关系的模型时,引入寿命回退因子,分析了故障率与保养周期之间的关系以及故障率与寿命回退因子之间的关系,建立了故障率变化的关系模型,根据寿命回退因子的大小来衡量保养效果,分析故障率在钻机保养与运行过程中的变化规律;分别建立了安全服务水平、有效度、单位成本下的单目标模型得到了各单目标与保养周期之间的关系;在基于对安全服务水平、有效度以及单位成本等单目标模型的建立与求解的基础上建立了多目标优化的模型,利用Matlab遗传算法工具求解了最佳保养周期,将结果与各单目标下求解出来的保养周期进行了对比分析,并制定了ZJ90型钻机的保养策略。通过将多目标优化求解出的保养周期与单目标意义下求解出的保养周期对比得出,多目标优化结果克服了单目标所求得保养周期的片面性,更加符合钻机的实际保养工作需求,能够提高钻机的使用效率,同时也能节约成本,减少开支,对提高油气勘探开发的经济效益具有很大的参考价值。