输油泵机组是石油集输生产过程中的核心设备,根据油田生产安全的需要,亟待构建输油泵机组运行状态监测与故障诊断系统。近年来,基于振动的设备故障诊断技术在工程应用中已经取得到了一系列成果,但是振动测量属于接触式测量,这在一定程度上限制了它的发展。目前,应用声学检测技术的非接触式测量方法,逐渐成为机械设备健康管理与故障诊断领域内的研究热点。本论文采用理论研究与实验仿真相结合的方法,以输油泵机组整体运行噪声为研究对象,以分类噪声的特征频谱分布、幅值相对占比及其声级重要度系数为参量,系统研究输油泵机组健康状态分析与故障诊断标准,目的是探寻基于运行噪声分析的输油泵机组故障诊断新方法。具体研究内容如下:（1）从输油泵机组组成及工作原理分析入手,通过时域分析、频域分析和声级分析,确立了其噪声源的识别和提取方法,建立了噪声源声学特征信息与自身健康状态之间关系,提出了一个3区间分段函数来描述原油粘度与相应的含水率及原油传输温度之间关系的数学模型,通过ANSYS Fluent仿真研究了原油粘度对输油泵流体动力噪声特性的影响。（2）根据多个点声源的近场混叠效应,系统分析了输油泵机组整体运行噪声的形成机理及其特性;通过对生产现场采集到的输油泵机组整体运行噪声的大量数据样本分析,建立了描述离心泵和电动机这两个独立噪声源的声学特性的优化数学模型。基于Lab VIEW三维声场仿真技术重构输油泵机组整体运行噪声的声压级分布。提出了输油泵机组整体运行噪声数据的近场采集布点优化方案。（3）结合输油泵机组健康状态分析及典型故障的诊断,系统分析了故障的产生机理及其噪声异变特征,重点研究了故障异变噪声特征的辨识与提取方法,实现了对输油泵机组13类典型故障的区分与判别。确立了附加噪声特征辨识与提取方法,构建了附加噪声特征与故障状态之间关系;研究了原油流体非线性动力附加噪声特征及环境背景噪声辨识与滤波方法,优化了电动机和离心泵声学特性描述模型。（4）基于LabVIEW虚拟仪器技术,研究了输油泵机组整体运行噪声远场信息采集与点声源定位方法;重点研究了机组作为远场点声源的定位与检测算法;提出了输油泵噪声源远场定位与运行噪声近场采集分析相结合的故障诊断方法,实现了对输油泵机组设备的健康管理与故障判断。