CN113565767A - 一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，叶轮与导壳间隙配合，叶轮上本体、叶片和叶轮下本体由上至下依次一体设置在连接轴上，叶片以叶轮上本体和叶轮下本体的中心线为基准呈环形均匀分布，连接轴采用中空结构，在叶轮上本体与连接轴之间形成一上本体槽，叶片和叶轮下本体之间形成一弧形槽，上本体槽与弧形槽相连通；上壳体和下壳体均采用中空结构，在下壳体内一体设置导叶轴，导叶设置在导叶轴上，导叶以壳体中心线为基准呈环形均匀分布，导叶轴采用中空结构，下壳体的内壁和导叶轴的外壁形成一弧线槽。该叶导轮具有更宽幅的流量高效工作区，减少了电潜泵叶导轮种类，提高了电泵管理效率，降低了库存及资金占用。

Description

一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮
技术领域
本发明涉及电潜泵叶导轮技术领域，更具体地说涉及一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮。
背景技术
机采井电潜泵举升工艺技术是我国海上油田主力生产方式，由于油田产能产前预测不准，实际生产中产液变化大，常规538系列电泵机组因流量高效工作区较窄不能满足提液生产需要，常造成非故障措施换泵作业，会给油田生产带来作业费用和产油损失。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，常规538系列电泵机组因流量高效工作区较窄不能满足提液生产需要，常造成非故障措施换泵作业，会给油田生产带来作业费用和产油损失，提供了一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，该叶导轮具有更宽幅的流量高效工作区，减少了电潜泵叶导轮种类，提高了电泵管理效率，降低了库存及资金占用。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，包括叶轮和导壳，所述叶轮与所述导壳间隙配合，
所述叶轮包括连接轴、叶轮上本体、叶轮下本体和叶片，所述叶轮上本体、所述叶片和所述叶轮下本体由上至下依次一体设置在所述连接轴上，所述叶片以所述叶轮上本体和所述叶轮下本体的中心线为基准呈环形均匀分布，所述连接轴采用中空结构，在所述叶轮上本体与所述连接轴之间形成一上本体槽，所述叶片和所述叶轮下本体之间形成一弧形槽，所述上本体槽与所述弧形槽相连通，所述弧形槽的侧边分别为第一弧线部和第二弧线部，所述第一弧线部的首端形成一半径为R1的第一过渡圆弧，所述第一过渡圆弧的尾端采用一与所述第一过渡圆弧的端点相切的第一直线，所述第二弧线部的首端形成一半径为R2的第二过渡圆弧，所述第二过渡圆弧的尾端采用一与所述第二过渡圆弧的端点相切的第二直线；
所述导壳包括上壳体、下壳体、导叶轴和导叶，所述上壳体和所述下壳体一体设置形成一壳体，所述上壳体和所述下壳体均采用中空结构，在所述下壳体内一体设置所述导叶轴，所述导叶设置在所述导叶轴上，所述导叶以所述壳体中心线为基准呈环形均匀分布，所述导叶轴采用中空结构，所述下壳体的内壁和所述导叶轴的外壁形成一弧线槽，所述弧线槽包括上弧线部和下弧线部，所述上弧线部的首端形成一半径为R3的第三过渡圆弧，所述第三过渡圆弧的尾端采用一与所述第三过渡圆弧的端点相切的第三直线，所述第三直线的尾端形成一半径为R4的第四过渡圆弧，所述第三过渡圆弧和所述第四过渡圆弧的弧形朝向相反设置，所述下弧线部的首端形成一半径为R5的第五过渡圆弧，所述第五过渡圆弧的尾端采用一与所述第五过渡圆弧的端点相切的第四直线，所述第四直线的尾端形成一半径为R6的第六过渡圆弧，所述第五过渡圆弧和所述第六过渡圆弧的弧形朝向相反设置。
所述叶片的数量为8片，每个叶片在径向截面上投影为弧形，叶片的首端切线与所述叶轮上本体的圆心在此处径向射线之间的夹角为叶片进口安放角α3，叶片进口安放角α3的取值为35-41°，叶片的尾端切线与所述叶轮上本体的圆心在此处径向射线之间的夹角为叶片出口安放角α4，叶片出口安放角α4的取值为49-55°，上述两条径向射线在所述叶轮上本体的圆心处的夹角为叶片包角γ1，叶片包角γ1的取值为75°。
所述叶片的厚度自与所述叶轮上本体处的1.5mm至所述叶轮下本体处的1.9mm均匀增加。
R1的取值为17.2mm，第一直线与垂直方向之间的夹角为α1，α1的取值为63°，R2的取值为41.5mm，第二直线与垂直方向之间的夹角为α2，α2的取值为75°，所述第一直线的尾端与所述第二直线的尾端之间的直线距离为叶轮出口宽度a1,a1的取值为10.25mm。
所述叶轮出口的直径φ1为104mm，所述叶轮外止口(叶轮进口)的直径φ2为57.5mm。
所述导叶的数量为7片，每个导叶在径向截面上投影为弧形，导叶的首端切线与所述下壳体的圆心在此处径向射线之间的夹角为导叶出口安放角β4，导叶出口安放角β4β3的取值为0°，导叶的尾端切线与所述下壳体的圆心在此处径向射线之间的夹角为导叶进口安放角β3，导叶进口安放角β3的取值为78°，上述两条径向射线在所述下壳体的圆心处的夹角为导叶包角γ2，导叶包角γ2取值为26°。
所述导叶的厚度自与所述导叶轴的尾端外壁处的1.65mm逐渐增加至所述弧线槽的总长度的五分之三处，此处的导叶的厚度为2.5mm，再由2.5mm逐渐减小至所述导叶轴的首端外壁处的1.65mm。
R3的取值为26.7mm，第三直线与水平方向的夹角β1，β1的取值为48°，R4取值为4.7mm，R5取值为10.3mm，第四直线与水平方向的夹角为β2，β2的取值为30°，R6取值为19.8mm。
高效宽幅叶导轮在50Hz下的高效工作区范围为200-850m3/d，高效宽幅叶导轮的额定点泵效为64％。
本发明的有益效果为：该叶导轮具有更宽幅的流量高效工作区，减少了电潜泵叶导轮种类，提高了电泵管理效率，降低了库存及资金占用；避免了油田产前油藏产液量预测不准，后期换泵提液造成的作业成本及产油损失，提高生产时效，节能减排；对含气及含砂井况生产有更好的适用性。
附图说明
图1为本发明中叶轮的结构示意图；
图2为本发明中导壳的结构示意图；
图3为本发明中叶轮的轴向截面结构示意图；
图4为本发明中叶片的径向截面的结构示意图；
图5为本发明中导壳的壳体轴向截面的结构示意图；
图6为本发明中导叶的壳体径向截面的结构示意图；
图中：1为叶轮；2为叶轮上本体；3为叶片；4为导壳；5为下壳体；6为导叶；7为第一弧线部；8为第二弧线部；9为上弧线部；10为下弧线部；11为叶轮下本体；12为连接轴；13为上壳体；14为导叶轴；
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例一
一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，包括叶轮1和导壳4，叶轮1与导壳4间隙配合，
叶轮1包括连接轴12、叶轮上本体2、叶轮下本体11和叶片3，叶轮上本体2、叶片3和叶轮下本体11由上至下依次一体设置在连接轴12上，叶片3以叶轮上本体2和叶轮下本体11的中心线为基准呈环形均匀分布，连接轴12采用中空结构，在叶轮上本体2与连接轴12之间形成一上本体槽，叶片3和叶轮下本体11之间形成一弧形槽，上本体槽与弧形槽相连通，弧形槽的侧边分别为第一弧线部7和第二弧线部8，第一弧线部7的首端形成一半径为R1的第一过渡圆弧，第一过渡圆弧的尾端采用一与第一过渡圆弧的端点相切的第一直线，第二弧线部8的首端形成一半径为R2的第二过渡圆弧，第二过渡圆弧的尾端采用一与第二过渡圆弧的端点相切的第二直线；
导壳4包括上壳体13、下壳体5、导叶轴14和导叶6，上壳体13和下壳体5一体设置形成一壳体，上壳体13和下壳体5均采用中空结构，在下壳体5内一体设置导叶轴14，导叶6设置在导叶轴14上，导叶6以壳体中心线为基准呈环形均匀分布，导叶轴14采用中空结构，下壳体5的内壁和导叶轴14的外壁形成一弧线槽，弧线槽包括上弧线部9和下弧线部10，上弧线部9的首端形成一半径为R3的第三过渡圆弧，第三过渡圆弧的尾端采用一与第三过渡圆弧的端点相切的第三直线，第三直线的尾端形成一半径为R4的第四过渡圆弧，第三过渡圆弧和第四过渡圆弧的弧形朝向相反设置，下弧线部10的首端形成一半径为R5的第五过渡圆弧，第五过渡圆弧的尾端采用一与第五过渡圆弧的端点相切的第四直线，第四直线的尾端形成一半径为R6的第六过渡圆弧，第五过渡圆弧和第六过渡圆弧的弧形朝向相反设置。
实施例二
在实施例一的基础上，叶片3的数量为8片，每个叶片3在径向截面上投影为弧形，叶片3的首端切线与叶轮上本体2的圆心在此处径向射线之间的夹角为叶片进口安放角α3，叶片进口安放角α3的取值为35-41°，叶片3的尾端切线与叶轮上本体2的圆心在此处径向射线之间的夹角为叶片出口安放角α4，叶片出口安放角α4的取值为49-55°，上述两条径向射线在叶轮上本体2的圆心处的夹角为叶片包角γ1，叶片包角γ1的取值为75°。
叶片3的厚度自与叶轮上本体2处的1.5mm至叶轮下本体11处的1.9mm均匀增加。
R1的取值为17.2mm，第一直线与垂直方向之间的夹角为α1，α1的取值为63°，R2的取值为41.5mm，第二直线与垂直方向之间的夹角为α2，α2的取值为75°，所述第一直线的尾端与所述第二直线的尾端之间的直线距离为叶轮出口宽度a1,a1的取值为10.25mm。
叶轮出口的直径φ1为104mm，叶轮外止口(叶轮进口)的直径φ2为57.5mm。
实施例三
在实施例二的基础上，导叶6的数量为7片，每个导叶6在径向截面上投影为弧形，导叶6的首端切线与下壳体5的圆心在此处径向射线之间的夹角为导叶出口安放角β4，导叶出口安放角β4β3的取值为0°，导叶的尾端切线与下壳体5的圆心在此处径向射线之间的夹角为导叶进口安放角β3，导叶进口安放角β3的取值为78°，上述两条径向射线在下壳体5的圆心处的夹角为导叶包角γ2，导叶包角γ2取值为26°。
导叶6的厚度自与导叶轴14的尾端外壁处的1.65mm逐渐增加至弧线槽的总长度的五分之三处，此处的导叶6的厚度为2.5mm，再由2.5mm逐渐减小至导叶轴14的首端外壁处的1.65mm。
R3的取值为26.7mm，第三直线与水平方向的夹角β1，β1的取值为48°，R4取值为4.7mm，R5取值为10.3mm，第四直线与水平方向的夹角为β2，β2的取值为30°，R6取值为19.8mm。
高效宽幅叶导轮在50Hz下的高效工作区范围为200-850m3/d，高效宽幅叶导轮的额定点泵效为64％。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，其特征在于：包括叶轮和导壳，所述叶轮与所述导壳间隙配合，
所述叶轮包括连接轴、叶轮上本体、叶轮下本体和叶片，所述叶轮上本体、所述叶片和所述叶轮下本体由上至下依次一体设置在所述连接轴上，所述叶片以所述叶轮上本体和所述叶轮下本体的中心线为基准呈环形均匀分布，所述连接轴采用中空结构，在所述叶轮上本体与所述连接轴之间形成一上本体槽，所述叶片和所述叶轮下本体之间形成一弧形槽，所述上本体槽与所述弧形槽相连通，所述弧形槽的侧边分别为第一弧线部和第二弧线部，所述第一弧线部的首端形成一半径为R1的第一过渡圆弧，所述第一过渡圆弧的尾端采用一与所述第一过渡圆弧的端点相切的第一直线，所述第二弧线部的首端形成一半径为R2的第二过渡圆弧，所述第二过渡圆弧的尾端采用一与所述第二过渡圆弧的端点相切的第二直线；
所述导壳包括上壳体、下壳体、导叶轴和导叶，所述上壳体和所述下壳体一体设置形成一壳体，所述上壳体和所述下壳体均采用中空结构，在所述下壳体内一体设置所述导叶轴，所述导叶设置在所述导叶轴上，所述导叶以所述壳体中心线为基准呈环形均匀分布，所述导叶轴采用中空结构，所述下壳体的内壁和所述导叶轴的外壁形成一弧线槽，所述弧线槽包括上弧线部和下弧线部，所述上弧线部的首端形成一半径为R3的第三过渡圆弧，所述第三过渡圆弧的尾端采用一与所述第三过渡圆弧的端点相切的第三直线，所述第三直线的尾端形成一半径为R4的第四过渡圆弧，所述第三过渡圆弧和所述第四过渡圆弧的弧形朝向相反设置，所述下弧线部的首端形成一半径为R5的第五过渡圆弧，所述第五过渡圆弧的尾端采用一与所述第五过渡圆弧的端点相切的第四直线，所述第四直线的尾端形成一半径为R6的第六过渡圆弧，所述第五过渡圆弧和所述第六过渡圆弧的弧形朝向相反设置。
2.根据权利要求1所述的一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，其特征在于：所述叶片的数量为8片，每个叶片在径向截面上投影为弧形，叶片的首端切线与所述叶轮上本体的圆心在此处径向射线之间的夹角为叶片进口安放角α3，叶片进口安放角α3的取值为35-41°，叶片的尾端切线与所述叶轮上本体的圆心在此处径向射线之间的夹角为叶片出口安放角α4，叶片出口安放角α4的取值为49-55°，上述两条径向射线在所述叶轮上本体的圆心处的夹角为叶片包角γ1，叶片包角γ1的取值为75°。
3.根据权利要求2所述的一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，其特征在于：所述叶片的厚度自与所述叶轮上本体处的1.5mm至所述叶轮下本体处的1.9mm均匀增加。
4.根据权利要求1所述的一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，其特征在于：R1的取值为17.2mm，第一直线与垂直方向之间的夹角为α1，α1的取值为63°，R2的取值为41.5mm，第二直线与垂直方向之间的夹角为α2，α2的取值为75°，所述第一直线的尾端与所述第二直线的尾端之间的直线距离为叶轮出口宽度a1,a1的取值为10.25mm。
5.根据权利要求1所述的一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，其特征在于：所述叶轮出口的直径φ1为104mm，所述叶轮外止口的直径φ2为57.5mm。
6.根据权利要求2所述的一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，其特征在于：所述导叶的数量为7片，每个导叶在径向截面上投影为弧形，导叶的首端切线与所述下壳体的圆心在此处径向射线之间的夹角为导叶出口安放角β4，导叶出口安放角β4β3的取值为0°，导叶的尾端切线与所述下壳体的圆心在此处径向射线之间的夹角为导叶进口安放角β3，导叶进口安放角β3的取值为78°，上述两条径向射线在所述下壳体的圆心处的夹角为导叶包角γ2，导叶包角γ2取值为26°。
7.根据权利要求6所述的一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，其特征在于：所述导叶的厚度自与所述导叶轴的尾端外壁处的1.65mm逐渐增加至所述弧线槽的总长度的五分之三处，此处的导叶的厚度为2.5mm，再由2.5mm逐渐减小至所述导叶轴的首端外壁处的1.65mm。
8.根据权利要求1所述的一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，其特征在于：R3的取值为26.7mm，第三直线与水平方向的夹角β1，β1的取值为48°，R4取值为4.7mm，R5取值为10.3mm，第四直线与水平方向的夹角为β2，β2的取值为30°，R6取值为19.8mm。
9.根据权利要求1所述的一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮，其特征在于：高效宽幅叶导轮在50Hz下的高效工作区范围为200-850m3/d，高效宽幅叶导轮的额定点泵效为64％。
10.如权利要求1-9任一所述一种适用于538系列电潜泵的高效宽幅叶导轮在538系列电潜泵中的应用。
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