油田开采过程中,采油设备大多数都是在野外作业,其地理位置分散,工作环境恶劣,且抽油泵在深入地下几千米的深度,井下工况十分复杂,抽油泵发生故障的情况时有发生,导致油田的生产效率严重降低。为了保证有杆泵抽油井正常有效的生产,传统的方式是通过石油专家分析从采油现场采集到的示功图来分析抽油井的工作状态。这种排除故障的方式一个很明显的缺陷就是需要很多专家去做这项工作,而且由于人与人之间的判断标准不一也会比较容易造成误判。为了能够节省这些人力物力,并且实现油田生产过程的自动化监测与判断,从而引进了基于计算机的故障检测与诊断方法。传统的单故障诊断方法都是基于对从油田现场采集到的示功图的分析和分类而发展起来的。这些诊断方法也都是基于单故障假设的基础上,虽然采油过程中只有一种故障发生的情况比较常见,但是也常常发生多种故障同时出现的情况。在这种情况下,单故障的诊断方法就无法进行正确的判断。通过查阅文献发现,目前对于抽油井的多故障诊断尚未见有效的方法。在主元分析的原理以及专家诊断思想的启发,本文提出了基于指定元分析的有杆泵抽油井的多故障诊断方法。理论分析与仿真实验证明该方法对于抽油井的多故障具有一定的识别能力,虽然还不是很成熟,但是为进一步的研究工作做出了开拓性的工作。论文的主要工作可以概述如下：(1)首先介绍了有杆泵抽油井的工业背景,并由此引出了抽油过程的故障诊断问题,并总结了到目前为止国内外在故障诊断这一领域的理论发展以及实践运用。同时介绍了有杆泵抽油井故障诊断的发展状况,并指出了现阶段所需要解决的困难。(2)通过建立以吉布斯方程为基础的抽油杆柱的动力学方程,然后利用数学方法进行求解,即可以实现把井上示功图到井下示功图的转化。然后将这个过程运用Matlab程序进行仿真,得到井下示功图数据,从而消除了惯性载荷、震动载荷、井深以及油井生产参数的影响,可以更加准确的判断抽油井的工况。(3)总结并介绍一些图形的特征提取方法,并利用专家识别示功图的经验知识来提取抽油过程中单故障的征兆参数。分析并介绍了主元分析的基本思想及思路,根据抽油井多故障诊断的现实困难及需要,引入指定元分析的方法,对每个征兆参数指定元进行分析。并将这种方法应用到对正常、单故障以及多故障的示功图分析当中,仿真证明该方法能够有效的识别抽油井的多故障特征。