阅读说明：本技术 一种适用于387系列潜油电泵的宽幅高效叶导轮 (Wide-width efficient blade guide wheel suitable for 387-series submersible electric pump ) 是由 杨璐 张光一 杜丹阳 李令喜 黄新春 甄东芳 孙靖云 白健华 蒋召平 李越 于 2019-10-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种适用于387系列潜油电泵的宽幅高效叶导轮,包括叶轮和导壳,叶轮包括一体结构设置的叶轮轮毂、叶片、前盖板、后盖板,叶片设置为六片,以叶轮轮毂的中心点为基点,环形均匀排布于叶轮轮毂外壁,前盖板和后盖板分别位于叶片的前端和后端；导壳包括一体结构设置的外壳、导叶轮毂、导叶,导叶轮毂设置于外壳内部,导叶设置为八片,以导叶轮毂的中心点为基点,环形均匀分布于外壳和导叶轮毂之间,导叶轮毂与叶轮轮毂间隙配合,装配后位于前盖板上方。本发明高效区范围宽、效率高,在高效区范围拓宽的前提下,同时保证较常规叶导轮效率高,50Hz下高效区覆盖150-500m3/d,额定点泵效66％。(The invention discloses a wide-width efficient impeller guide wheel suitable for a 387 series electric submersible pump, which comprises an impeller and a guide shell, wherein the impeller comprises an impeller hub, blades, a front cover plate and a rear cover plate which are integrally arranged, the blades are arranged into six pieces, the six pieces are annularly and uniformly distributed on the outer wall of the impeller hub by taking the central point of the impeller hub as a base point, and the front cover plate and the rear cover plate are respectively positioned at the front end and the rear end of each blade; the guide shell comprises a shell, a guide impeller hub and guide vanes, wherein the shell, the guide impeller hub and the guide vanes are arranged in the shell in an integrated structure, the guide vanes are arranged into eight pieces, the central point of the guide impeller hub is used as a base point, the guide impeller hub and the guide impeller hub are uniformly distributed between the shell and the guide impeller hub in an annular mode, and the guide impeller hub are in clearance fit and are located above the front cover plate after being assembled. The invention has wide range of high-efficiency area and high efficiency, and simultaneously ensures that the efficiency is higher than that of the conventional guide wheel of the blade on the premise of widening the range of the high-efficiency area, the high-efficiency area covers 150-3 m/d at 50Hz, and the rated point pump efficiency is 66%.)

一种适用于387系列潜油电泵的宽幅高效叶导轮

技术领域

本发明涉及一种叶导轮，更具体的说，是涉及一种适用于387系列潜油电泵的宽幅高效叶导轮。

背景技术

在我国海上油田85％的机采井依靠潜油电泵举升，其产量贡献达到90％以上。由于常规电泵机组推荐的运转高效区较窄(排量范围有限)，而油田油藏地质不确定、定向井、增产措施等特点，导致油井实际产能产前预测不准，电泵往往不能工作在其高效区内，而长期偏离高效区的运行，造成了叶轮及止推垫片严重偏磨，极大的降低电泵效率和寿命。

经调研发现，目前国内、外没有一种产品或技术能解决该问题。搜索国内文献及专利亦未见提及。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种适用于387系列潜油电泵的宽幅高效叶导轮，高效区范围宽、效率高，在高效区范围拓宽的前提下，同时保证较常规叶导轮效率高，50Hz下高效区覆盖150-500m3/d，额定点泵效 66％。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明适用于387系列潜油电泵的宽幅高效叶导轮，包括叶轮和导壳，所述叶轮包括一体结构设置的叶轮轮毂、叶片、前盖板、后盖板，所述叶片设置为六片，以叶轮轮毂的中心点为基点，环形均匀排布于叶轮轮毂外壁，所述前盖板和后盖板分别位于叶片的前端和后端；

所述前盖板在叶轮轮毂轴向截面上的投影形状为弧线一，弧线一前端为过渡圆弧一，其半径R1为3.81mm，弧线一后端为与过渡圆弧一后端点相切的直线，与垂直方向的夹角为前盖板倾角α1，所述前盖板倾角α1为67°；所述后盖板在叶轮轮毂轴向截面上的投影形状为弧线二，弧线二前端为过渡圆弧二，其半径R2为12.6mm，弧线二后端为与过渡圆弧后端点相切的直线，与垂直方向的夹角为后盖板倾角α2，所述后盖板倾角α2为72°；

所述导壳包括一体结构设置的外壳、导叶轮毂、导叶，所述导叶轮毂设置于外壳内部，所述导叶设置为八片，以导叶轮毂的中心点为基点，环形均匀分布于外壳和导叶轮毂之间，所述导叶轮毂与叶轮轮毂间隙配合，装配后位于前盖板前端；

所述导叶在导叶轮毂轴向截面上的投影形状为弧形，所述弧形包括上弧线三与下弧线四，所述上弧线三前端为过渡圆弧三，其半径R3为15.7mm，上弧线三中端为与过渡圆弧三前端点相切的直线，与水平方向的夹角β1为18°，上弧线三后端为过渡圆弧四，其半径R4为2mm；所述下弧线四前端为过渡圆弧五，其半径R5为7.5mm，下弧线四中端为与过渡圆弧五前端点相切的直线，与水平方向的夹角为β2为16°，下弧线四后端为过渡圆弧六，其半径R6为6mm。

所述叶轮轮毂适用于7/8″轴。

所述弧线一后端点与弧线二后端点直线距离为叶轮出口宽度a1,所述叶轮出口宽度a1为10.5mm；叶轮出口直径是以叶轮轮毂中心线为基准，叶轮出口边中心点至对称中心点的直线距离，所述叶轮出口直径φ1为72.4mm；所述前盖板外止口直径，即进口直径φ2为49mm。

所述叶片在径向截面上投影形状为弧形，叶片内端部的切线与叶轮轮毂该位置径向射线的夹角为叶片进口安放角α3，所述叶片进口安放角α3为40°～45°，叶片外端部的切线与叶轮轮毂该位置径向射线的夹角为叶片出口安放角α4，所述叶片出口安放角α4为50°～55°，两条径向射线于叶轮轮毂中心点处的夹角为叶片包角γ1，所述叶片包角γ1为60.5°。

所述叶片厚度从进口端1.5mm至出口端1.8mm均匀变化。

所述导叶在径向截面上投影形状为弧形，导叶外端部的切线与导叶轮毂该位置径向射线的夹角为导叶进口安放角β3，所述导叶进口安放角β3为45°，导叶内端部的切线与导叶轮毂该位置径向射线的夹角为导叶出口安放角β4，所述导叶出口安放角β4为0°，两条径向射线于导叶轮毂中心点处的夹角为导叶包角γ2，所述导叶包角γ2为35°。

所述导叶厚度由进口端1.5mm逐渐增加至五分之三处达到最大值2.35mm，再由五分之三处逐渐递减至出口端1.5mm。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本发明提供了更宽幅的高效工作区，解决了由于油井实际产能产前预测不准，而实际生产中电泵长期运行在非高效区造成的偏磨问题，影响电泵运行寿命的问题。

(2)本发明避免了由于油藏产液量幅度变化大，常规电泵产品无法满足生产过程中的提液增产措施导致的非故障换泵作业，提高生产时效，节能减排。

(3)本发明高效工作区内整体泵效变化较常规电泵更为平稳，泵在不同流量时可提供更高的效率。

附图说明

图1为叶轮结构示意图；

图2为导壳结构示意图；

图3为上盖板、下盖板在叶轮轮毂轴向截面上投影示意图；

图4为叶片在叶轮轮毂径向截面上投影示意图；

图5为导叶在叶轮轮毂轴向截面上投影示意图；

图6为导叶在导叶轮毂径向截面上投影示意图。

附图标记：1叶轮；2叶轮轮毂；3叶片；4前盖板；5后盖板；6导壳；7 外壳；8导叶轮毂；9导叶；10弧线一；11弧线二；12上弧线三；13下弧线四。

具体实施方式

为使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案及其技术效果。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明适用于387系列潜油电泵的宽幅高效叶导轮，包括叶轮1和导壳6。

所述叶轮1包括一体结构设置的叶轮轮毂7、叶片3、前盖板4、后盖板5，所述叶片3设置为六片，以叶轮轮毂2的中心点为基点，环形均匀排布于叶轮轮毂2外壁，所述前盖板4和后盖板5分别位于叶片3的前端和后端。

所述前盖板4在叶轮轮毂2轴向截面上的投影形状为弧线一10，弧线一10 前端为过渡圆弧一，其半径R1为3.81mm，弧线一10后端为与过渡圆弧一后端点相切的直线，与垂直方向的夹角为前盖板倾角α1，所述前盖板倾角α1为67°；所述后盖板5在叶轮轮毂2轴向截面上的投影形状为弧线二11，弧线二11前端为过渡圆弧二，其半径R2为12.6mm，弧线二11后端为与过渡圆弧后端点相切的直线，与垂直方向的夹角为后盖板倾角α2，所述后盖板倾角α2为72°。

所述叶轮轮毂2适用于7/8″轴。

所述弧线一10后端点与弧线二11后端点直线距离为叶轮出口宽度a1,所述叶轮出口宽度a1为10.5mm；叶轮出口直径是以叶轮轮毂2中心线为基准，叶轮出口边中心点至对称中心点的直线距离，所述叶轮出口直径φ1为72.4mm；所述前盖板4外止口直径，即进口直径φ2为49mm。

所述叶片3在径向截面上投影形状为弧形，叶片3内端部的切线与叶轮轮毂 2该位置径向射线的夹角为叶片进口安放角α3，所述叶片进口安放角α3为40°～ 45°，叶片3外端部的切线与叶轮轮毂2该位置径向射线的夹角为叶片出口安放角α4，所述叶片出口安放角α4为50°～55°，两条径向射线于叶轮轮毂2中心点处的夹角为叶片包角γ1，所述叶片包角γ1为60.5°。

所述叶片3厚度从进口端1.5mm至出口端1.8mm均匀变化，其中，进口端至出口端是图4所示的由内至外。

所述导壳6包括一体结构设置的外壳7、导叶轮毂8、导叶9，所述导叶轮毂8设置于外壳7内部，所述导叶9设置为八片，以导叶轮毂8的中心点为基点，环形均匀分布于外壳7和导叶轮毂8之间，所述导叶轮毂8与叶轮轮毂2间隙配合，装配后位于前盖板4前端。

所述导叶9在导叶轮毂8轴向截面上的投影形状为弧形，所述弧形包括上弧线三12与下弧线四13，所述上弧线三12前端为过渡圆弧三，其半径R3为 15.7mm，上弧线三12中端为与过渡圆弧三前端点相切的直线，与水平方向的夹角β1为18°，上弧线三12后端为过渡圆弧四，其半径R4为2mm；所述下弧线四13前端为过渡圆弧五，其半径R5为7.5mm，下弧线四13中端为与过渡圆弧五前端点相切的直线，与水平方向的夹角为β2为16°，下弧线四13后端为过渡圆弧六，其半径R6为6mm。

所述导叶9在径向截面上投影形状为弧形，导叶9外端部的切线与导叶轮毂 8该位置径向射线的夹角为导叶进口安放角β3，所述导叶进口安放角β3为45°，导叶9内端部的切线与导叶轮毂8该位置径向射线的夹角为导叶出口安放角β4，所述导叶出口安放角β4为0°，两条径向射线于导叶轮毂8中心点处的夹角为导叶包角γ2，所述导叶包角γ2为35°。

所述导叶9厚度由进口端1.5mm逐渐增加至五分之三处达到最大值 2.35mm，再由五分之三处逐渐递减至出口端1.5mm。其中，进口端至出口端是图6所示的由外至内。

本发明叶导轮50Hz下高效工作区覆盖150-500m³/d，额定点泵效66％。

本发明具有宽幅高效的特点，即高效工作区范围宽，整体效率高，解决了常规电泵因高效工作区窄无法适应油田实际产液大幅度变化，工作在非高效区而造成的叶轮及止推垫片严重偏磨问题，提高了电泵整体效率和运行寿命。此发明结构新颖，应用效果良好。

以上结合附图和实施方式对本发明的技术方案进行了示意性描述，但并不局限于上述的具体实施方式。本领域的普通技术人员应该能够理解，在实际应用中，本发明的结构形状或设置方式均有可能发生某些改变，而其他人员在其启示下也可能做出与其相似的设计。特别需要指出的是，只要不脱离本发明的设计宗旨，所有显而易见的改变，均包含在本发明的保护范围之内。