目前,在国家的高度重视和大力支持下,我国的深海油气开发已陆续开展起来。深水钻井工艺的复杂性对相应深水钻井设备的配置也提出了更高的要求。深水钻井设备先进,功能强大,相应的造价也十分高。因此设备的维护和保养成为深水钻井中的一大难点。在机械设备诊断蓬勃发展的今天,怎么实现深水钻井设备的在线监测和故障诊断成为当代石油科技人员研究的重点。本文就是在这样的课题背景下,对深水钻井设备中的顶驱、井架、绞车、泥浆泵、防喷器、振动筛等六大关键设备的实时监测与故障诊断方案的设计方面展开研究。综合目前机械故障诊断的技术现状和钻井工艺的现场运用状况,提出了以振动监测为主,其他一些如油液监测、无损检测技术为辅助的监测手段来进行整个深水钻井系统的监测与诊断方案开发研究。在设备运行的可靠性分析方面,运用故障树的分析方法,对设备的可靠性进行分析,找出设备经常或最可能发生危险的部位,结合现场经验,建立了深水钻井设备实时监测方案布置图。在数据处理方面,一方面运用设备可靠性指标计算、强度校核和设备常见的故障模式进行故障识别;另一方面用振动的时域分析、频域分析、小波变换等处理方法,结合神经网络来实现故障的识别。由于国内还没有深水钻井的先例,只能进行一些相应的理论研究和分析,希望为以后深水钻井设备在线实时监测与故障诊断的实现起到理论指导的作用。