在油田开发过程中,油层之间的压力会不断降低,导致石油开发的成本和难度的增加,通常采油现场会通过油田注水的方式来补充油层间的压力,保障油田的正常生产。注水泵是油田注水的主要设备,注水泵的安全平稳运行是保证油田高效注水的关键所在。因此十分有必要开展对注水泵的故障诊断技术研究。针对当前注水机泵工况监测系统仍存在智能化水平不够高、实时处理能力不强、精度较低、过度依赖人工经验判断等问题,本文基于振动信号构建了一套注水泵工况和故障诊断系统。该方案设计由三个模块组成:以三轴加速度传感器ADXL345和微处理器STM32F030为核心的数据采集模块;以433MHz无线透明数据收发模块和微处理器STM32F407为核心的数据处理与传输模块;以及用于工况和故障分析和显示的上位机模块。在对振动信号进行处理分析时,先将采集到的加速度信号转换为位移信号,然后针对机泵振动信号的非平稳特性,采用经验模态分解的方法降低噪声,再对降噪之后的信号采用包络分析法得出该振动信号的频谱,由于注水机泵不同的故障所对应不同的特征频率,因而可以根据经过包络分析法处理之后的信号频谱对注水泵进行的故障分析。最后经过现场测试表明该方案能够实现对振动信号的采集、处理和基于振动信号处理的注水泵故障诊断的功能。