柱塞式注水泵是采油生产过程中的主要设备,也是保证原油高产、稳产的关键设备,它的运行是否可靠,直接关系着石油生产的安全和效益。一旦某一部件损坏而停机,将会造成巨大的损失,所以构建柱塞式注水泵状态监测系统并对其展开振动监测和故障诊断具有重要的意义。然而柱塞泵本身的结构复杂性和运行不平稳,决定了其振动的多变性。为了实现对油田注水设备的振动监测与故障诊断,信号的实时性与连续性是必不可少的。因此利用对柱塞式注水泵表面不解体振动测试,来对其关键运动部件进行在线振动监测与故障诊断研究。本文的主要工作如下:首先,掌握柱塞式注水泵的结构、工作原理及运行特性,对注水泵的关键部件故障机理进行细致研究,同时对故障历史资料、故障信号特征进行分析与统计。其次,分析比较了在线和离线这两种状态监测系统的实现形式,结合现场实际情况,选择在线监测方式并采用C/S结构模式构建柱塞式注水泵状态监测系统。形成一个集数据采集、数据传输、状态监测、故障诊断、数据查询、报表输出为一体的多任务信息处理系统。该系统可对柱塞泵设备的运行情况进行实时在线监测和各种图谱分析,监测参数为设备的振动信息,为设备提供了故障依据。通过建立网络数据库,来记录设备历史运行数据,显示各种趋势图并进行趋势对比,同时还完善了报警等重要实用功能。最后,本文引入了在处理非平稳信号领域内较为有效而成熟的处理方法-局域波时频分析法,并对局域波时频分析法的分解原理、时频表示做了简要介绍。以在线监测系统所获取的大量振动数据为输入量,选取较为典型的泵阀磨损故障信息来进行局域波分解,继而进行故障特征识别,最终实现柱塞式注水泵的故障诊断。该方法的应用进一步说明了其在故障诊断上的有效性。