有杆泵抽油设备结构简单、制造容易且维护方便,是目前国内外应用最广泛的抽油设备。由于井下工况复杂、环境恶劣,经常会造成抽油设备的损坏,尤其是井下抽油设备。如果故障处理不及时,会严重影响油田产量和经济效益。因此,有杆泵抽油井的故障诊断对油田正常生产来讲至关重要。传统上,人们利用测得的地面示功图来判断井下泵的工作状态。但是由于抽油杆柱的弹性振动及其它因素影响,地面示功图与井下泵的载荷位移关系图(泵功图)差别很大,因此很难对井下泵工况做出准确的判断。本文提出了一种利用泵功图分析抽油设备故障的方法：首先将地面示功图转换为泵功图,然后引入专家系统对其进行分析判断,最后给出故障信息。论文主要工作如下：(1)介绍了故障诊断的主要方法及其发展情况,简要分析了有杆泵抽油设备的工作原理,给出了故障诊断系统的总体结构。(2)介绍了示功图的成因和概念,给出了利用Gibbs波动方程求解井下示功图的方法。其主要思想为将整个系统视为一个一端自由,另一端受迫做往复运动的振动系统,该系统有一定的初始条件和边界条件,对外部激励(地面示功图)产生响应(泵功图)。(3)引入了专家系统,介绍了相关概念,建立了专家系统知识库和推理机,包括故障特征的数学描述及相应的推理规则等。(4)介绍了整个系统的实现。有杆泵抽油井故障诊断系统采用VC++和MATLAB混合编程实现。系统具有泵功图显示、分析、故障诊断、报警及数据管理功能。测试证明,本系统容易实现,且能较好地对故障进行识别,能够满足油田生产的使用需求。