[实用新型]用于改善泵送系统中流动的装置和系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于改善泵送系统中流动的装置和系统。

背景技术

离心泵被用于多种用途，包括有关井的用途。例如，离心泵被用在部署于井眼中的电动潜油(submersible)泵送系统中，以产生或者移动流体。离心泵被构造成具有多组交替的叶轮和扩散器，用于使得流体从泵的入口流到出口。叶轮通过轴被转动并且经由泵叶轮导叶向泵送流体施加运动。当流体从每个叶轮流动通道经过时，流体流经扩散器通道到达下一个叶轮以及最终到达出口。

许多离心泵设计由于相当大的流体分离损失而具有无效性。例如，具有径向导叶配置的离心泵会遭受连接导叶通道的管道中的过度扩散。过度扩散会在扩散器叶片和叶轮叶片之间的流动通道上产生，而过度扩散也会在从扩散器尾缘到通往扩散器出口的管道之间的过渡区域中产生。另一个易受到过度扩散影响的位置是从叶轮入口管道的入口到叶轮叶片前缘的过渡区域。

在一些径向型级中，扩散器叶片的尾缘被形成厚且钝的元件，用于控制扩散器流动通道内部的过度扩散，然而这种方案导致在正好处于扩散器尾缘下游的管道中产生大量的扩散和分离。一个选择性方案用于使扩散器尾缘形成为相对薄的元件，从而使管道过度中的面积改变最小，然而这种方案导致在扩散器通道中过度的流体扩散。

实用新型内容

大体上，本实用新型提出一种用于提高离心泵效率的系统和方法。

一方面，本实用新型提出一种装置，其特征在于，所述装置包括离心泵，所述离心泵包括：多个叶轮；以及多个扩散器，每个扩散器是具有多个扩散叶片的径向型扩散器，所述扩散叶片具有尾缘，所述尾缘成弧形经过至少30度进入对应的扩散排出管道。

优选地，所述尾缘成弧形经过大约90度进入对应的扩散排出管道。

优选地，每个叶轮包括多个叶轮叶片，所述叶轮叶片成弧形经过至少30度进入对应的叶轮入口管道。

优选地，所述叶轮叶片成弧形经过大约90度进入对应的叶轮入口管道。

另一方面，本实用新型提出一种系统，其特征在于，所述系统包括：潜油电机；以及由潜油电机驱动的潜油泵，所述潜油泵包括多个径向型扩散器，每个扩散器具有包括尾缘的扩散叶片，所述尾缘成弧形经过至少30度进入对应的扩散排出管道。

优选地，每个扩散器具有包括成弧形经过至少60度进入对应的扩散排出管道的尾缘的扩散叶片。

优选地，每个扩散器具有包括成弧形经过大约90度进入对应的扩散排出管道的尾缘的扩散叶片。

优选地，潜油泵包括多个叶轮，每个叶轮具有叶轮叶片，所述叶轮叶片成弧形经过大约90度进入对应的叶轮入口管道。

优选地，所述系统还包括电机保护器，所述电机保护器部署在潜油电机与潜油泵之间。

优选地，每个尾缘出口处的流动面积与对应扩散排出管道入口处的流动面积大体相同。

在一方面，本实用新型提出一种装置，其特征在于，所述装置包括离心泵，所述离心泵包括：多个叶轮，每个叶轮是具有多个叶轮叶片的径向型叶轮，所述叶轮叶片成弧形经过至少30度进入对应的叶轮入口管道；以及多个扩散器。

每个扩散器包括多个扩散叶片，所述扩散叶片成弧形经过至少60度进入对应的叶轮入口管道。

优选地，每个叶轮包括成弧形经过至少30度进入对应的叶轮入口管道的多个叶轮叶片。

优选地，叶轮叶片成弧形经过至少90度进入对应的叶轮入口管道。

离心泵包括扩散器，该扩散器优化了扩散器上的面积变化(areaschedule)以扩散整个流体速率并恢复动压头，同时使流动分离最小。每个扩散器包括至少一个具有尾缘的扩散叶片，该尾缘延伸经过至少30度进入扩散排出管道。进入扩散排出管道的过渡部排除了任何面积上的突然改变以及减少了流体分离，这又提高了泵的效率。在一些实施例中，每个叶轮包括至少一个叶轮叶片，所述叶轮叶片延伸经过至少30度进入叶轮入口管道。这种叶轮过渡部也减少了流体分离以及提高了泵的效率。

附图说明

下面参考附图描述本实用新型的某些实施例，其中类似的附图标记代表类似元件；以及：

图1是根据本实用新型实施例的井系统的前视图，该井系统具有部署在井眼中的离心泵；

图2是根据本实用新型实施例的在图1的井系统中示出的离心泵的局部截面图；

图3是根据本实用新型实施例的用在离心泵中的扩散器的示意性视图；

图4是显示根据本实用新型实施例的用于图3所示扩散器的面积变化的曲线图；

图5是根据本实用新型实施例的离心泵的一部分的截面图；

图6是根据本实用新型实施例的叶轮的单一流动通道的放大截面图。

具体实施方式