论文开展了面向水基动力无杆抽油机的故障诊断方法研究。水基动力无杆抽油机因泵效高、结构简单、安装运输方便、可降低原油开采成本等优点而具有广阔的市场推广价值。然而作为一种新型抽油机，对其故障机理及故障诊断方法的研究都是空白，因此，对水基动力无杆抽油机进行故障诊断方法研究具有重要的理论意义和工程应用价值。论文研究由国家自然基金项目资助，以机电系统测控北京市重点实验室、现代测控技术教育部重点实验室等科研基地和合作单位某石油天然气技术开发有限公司的实际实验基地为依托完成，论文主要完成了以下内容：（1）研究了水基动力无杆抽油机的故障机理；根据故障机理特征，确定了采用非线性理论和动力学建模方法相结合的故障诊断方法。（2）开展了水基动力无杆抽油机动力学分析与研究。根据流体动力学原理和结构动力学原理，运用有限元方法建立了动力学模型；分析了水基动力无杆抽油机的工作模态和工作过程中的流体表现、结构应力以及动力缸换向时的憋压现象。（3）开展了基于水基动力无杆抽油机动力缸运动方程组合参数的故障诊断方法研究。进行了井下结构的受力分析，建立了水基动力无杆抽油机动力缸运动方程；针对不同工况下方程组合参数的不同变化，初步建立了不同故障和组合参数变化的映射关系；提出了基于水基动力无杆抽油机动力缸运动方程组合参数变化的故障分析法。（4）开展了基于非线性理论分形盒维数的水基动力无杆抽油机故障诊断方法研究。构建了基于压力与流量信号的等效理论示功图；提供了基于分形盒维数的水基动力无杆抽油机故障诊断步骤；采用基于分形盒维数的故障诊断方法对水基动力无杆抽油机正常工作状态及供液不足、游动凡尔漏失、油管漏失三种故障进行了故障诊断。（5）完成了水基动力无杆抽油机故障诊断系统研制；进行了现场数据采集实验；设计了水基动力无杆抽油机故障模拟实验台。论文研究表明：论文在研究水基动力无杆抽油机故障机理和故障的非线性的基础上，提出了动力学建模方法和非线性理论相结合的故障诊断方法，通过现场实际数据验证表明，采用论文提出的故障诊断方法对于水基动力无杆抽油机进行的故障诊断是准确、可靠的。论文所提供的故障诊断方法，填补了水基动力无杆抽油机故障诊断方法研究的空白，具有理论意义和工程应用价值。