[发明专利]一种具有宽幅特性的潜油泵叶轮设计方法

说明书

本发明提供了已知最大流量Qsubgt;max/subgt;、1/2Qsubgt;max/subgt;处设计扬程Hsubgt;1/2/subgt;、1/4Qsubgt;max/subgt;处设计扬程Hsubgt;1/4/subgt;、3/4Qsubgt;max/subgt;处设计扬程Hsubgt;3/4/subgt;和额定转速n参数，调整叶轮的几何参数，叶轮出口直径Dsubgt;2/subgt;，叶轮进口直径Dsubgt;s/subgt;，叶轮出口宽度bsubgt;2/subgt;，第一组叶片进口边Lsubgt;1/subgt;，第二组叶片进口边Lsubgt;3/subgt;，第一组叶片出口边Lsubgt;2/subgt;，第一组叶片进口安放角βsubgt;11/subgt;，第一组叶片出口安放角βsubgt;21/subgt;，第一组叶片包角φsubgt;1/subgt;，第二组叶片进口安放角βsubgt;12/subgt;，第二组叶片出口安放角βsubgt;22/subgt;，第二组叶片包角φsubgt;2/subgt;，两组叶片之间的圆周相对角度θ。本发明可以使潜油电泵适应多变的油井产能，保证潜油电泵的长期安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及潜油泵领域，特别涉及一种具有宽幅特性的潜油泵叶轮设计方法。

背景技术

在我国海上油田，85％的机采油井依靠潜油电泵抽取原油，其产量贡献达到90％以上。目前，由于油田油藏地质不确定、定向井、增产措施(如因供液能力巨大变化采取的换大泵提液、供液不足环空补液生产)等原因，导致大部分油井的实际产能无法在产前准确预测。而常规电泵机组推荐的流量-扬程曲线覆盖范围较窄，潜油电泵往往不能在其高效区内运行(即运行流量工况位于额定流量点的70％～125％之间)。传统的潜油电泵在使用过程中，由于缺少必要的设计方法，长期偏离高效区，常常出现使用寿命极短的现象。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种具有宽幅特性的潜油泵叶轮设计方法，可以使潜油电泵适应多变的油井产能，保证潜油电泵的长期安全稳定运行。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种具有宽幅特性的潜油泵叶轮设计方法，已知最大流量Q_max、1/2Q_max处设计扬程H_1/2、1/4Q_max处设计扬程H_1/4、3/4Q_max处设计扬程H_3/4和额定转速n参数，由下面公式计算叶轮进口直径D_s：

其中：Q_max为最大流量，m³/h；

n为额定转速，r/min；

d_h为轮毂直径，m；

k_s-潜油泵叶轮进口尺寸系数，取值范围k_s＝4.0～4.5；

D_s为叶轮进口直径，m。

进一步，叶轮出口直径D₂的设计公式：

其中：H_1/2为1/2Q_max处设计扬程，m；

n为额定转速，r/min；

ψ为D₂修正系数，取值范围ψ＝1.1～1.17exp(-0.008n_s)；

n_s为比转速，

g为重力加速度，m/s²；