[发明专利]一种油田注水泵径向导叶水力设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种径向导叶水力设计方法，特别涉及一种油田注水泵径向导叶水力设计方法。

背景技术

油田注水泵用于油田开发中的注水作业，注水的作用在于有效地补充地层能量，使采油效率更高，保障油田产油的能力和稳定性。注水系统对油田开采极其重要且耗电量非常巨大，可以占到采油厂用电的三成以上。所以，对于注水系统关键部件注水泵的性能要求是很高的，提高现有注水泵效率、可靠性和稳定性对于降低生产成本意义重大。

在油田开采的中后期，采油区需要的注水量与开采前期不同，须要用泵阀调节流量，这时泵的运行工况点会偏离泵的高效区，将会消耗更多电能。此外，油田注入水的水质较差，具有腐蚀性，还存在结垢现象，显著影响了注水泵的使用寿命，这也是目前注水泵设计务必考虑的地方。

在离心式油田注水泵中，导叶是除叶轮之外最重要的过流部件，其作用在于将流体的动能转化成压能，同时消除流动环量。导叶设计合理与否直接影响注水泵的各项性能。若要拓宽注水泵的高效区域，延长使用寿命，势必要对现行导叶水力设计方法进行优化。本发明人在此提出一种油田注水泵径向导叶水力设计方法，不仅对现有参数设计公式进行了完善改进，而且融入了更多在生产实践当中行之有效的经验公式，对扩大注水泵的高效区、延长使用寿命都有着积极作用。

发明目的

目前离心式油田注水泵的设计方法尚不够完善，个别经验类公式也已使用多年没有随着不断的生产实践与时俱进加以修正。本发明的目的在于，为离心式注水泵导叶提供一种科学、系统、更加完备的设计方法，拓宽注水泵的高效区间，延长使用寿命。

发明内容

本发明充分考虑了油田注水泵的性能要求和工作环境的特殊性，改善了相关参数的设计方法，尤其对叶片数的确定方法做了独创性设计，以保证使用该方法设计的导叶在生产实际中具有更优良的表现。

目的所采用的技术方案是：

(1).以导叶扩散段出口面积F₄为出发点进行设计，逐步对各个相关参数加以确定

式中

F₄——导叶扩散段出口面积，m²；

D₃——导叶基圆直径，m；

——导叶扩散角，弧度；

F₃——导叶喉部面积，m²。

(2).导叶喉部平面宽度a₃

a₃＝(-0.001437z³+0.04615z²-0.4314z+1.944)b₃(4)

式中

a₃——导叶喉部平面宽度，m；

z——导叶叶片数，个；

b₃——导叶喉部轴面宽度，m。

(3).导叶叶片数z

Z=Qb3211.58ns-1.013+0.28232gH---(5)]]>

式中

Q——流量，m³/h；

n_s——比转速；

g——重力加速度，m/s²；

H——扬程，m。

(4).导叶进口宽度b₃