一種多相混輸泵葉輪的多工況設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多相混輸泵葉輪的多工況設(shè)計(jì)方法。將葉輪的幾何參數(shù)與泵的多個(gè)工況的性能要求聯(lián)系到一起，通過(guò)對(duì)葉片幾何參數(shù)的調(diào)節(jié)而設(shè)計(jì)出一種能在多個(gè)工況下正常工作的多相混輸泵，本設(shè)計(jì)方法可以滿足多相混輸泵的工作性能曲線與實(shí)際要求的性能曲線一致，尤其適用于泵在多個(gè)工況下正常運(yùn)行的情況；同時(shí)通過(guò)控制泵的轉(zhuǎn)速、比轉(zhuǎn)速等參數(shù)，使多相混輸泵在多相流工況下的多個(gè)工況時(shí)也能保持較高的效率。
【專利說(shuō)明】一種多相混輸泵葉輪的多工況設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體機(jī)械，特別涉及一種多相混輸泵葉輪的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多相混輸泵在油田開(kāi)采中運(yùn)用的最為廣泛，目前，國(guó)內(nèi)使用較多的是螺桿混輸泵，主要是用來(lái)降低井口回壓及提高產(chǎn)液量。但是螺桿混輸泵的固相雜質(zhì)的裕量一般較小，并且受泵幾何尺寸的限制，其排量也較小，所以螺桿混輸泵不便于大排量的油氣多相輸送。而葉片混輸泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，排量大，可靠性較強(qiáng)，對(duì)固相雜質(zhì)的適應(yīng)性較好，可以滿足大排量油氣多相輸送的需要。很多時(shí)候，多相混輸泵要求泵工作的高效區(qū)較廣，即要求泵不同的流量時(shí)都能滿足相應(yīng)的揚(yáng)程需要，且效率較高。同時(shí)當(dāng)泵在油氣等多相下工作時(shí)，由于氣體或者固體的存在，液相和氣相或者固體間存在速度滑移，并且會(huì)使泵的揚(yáng)程、流量有有一定程度的下降，隨著含氣量或含固量的升高，這種現(xiàn)象會(huì)越來(lái)越明顯，進(jìn)而使泵輸送效率降低，影響泵的性能。為了在一定程度上解決這一問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種針對(duì)多相混輸泵葉輪的多工況設(shè)計(jì)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種多相混輸泵葉輪的多工況設(shè)計(jì)方法。使泵既能滿足在多相流工況下的多個(gè)工況的工作要求，又能使泵在多相工況下具有較高的效率。利用以下幾個(gè)關(guān)系式來(lái)確定葉輪的主要幾何參數(shù)，本發(fā)明通過(guò)對(duì)葉輪的幾何參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而達(dá)到性能要求曲線盡可能的與泵設(shè)計(jì)曲線相接近的目的，同時(shí)使泵在多相工況下具有較高的效率，通過(guò)控制葉輪幾個(gè)重要設(shè)計(jì)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)多相混輸泵在多相時(shí)的多工況和高效率要求。
[0004]實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:` (I)在設(shè)計(jì)核主泵葉輪時(shí)，根據(jù)泵對(duì)最優(yōu)工況點(diǎn)的流量Qbep、最優(yōu)效率工況點(diǎn)的揚(yáng)程Hbep、葉輪轉(zhuǎn)速η、最優(yōu)效率工況點(diǎn)的比轉(zhuǎn)數(shù)nsBEP、多工況點(diǎn)的數(shù)量為m個(gè)，i為其中任意一個(gè)工況，第i個(gè)工況點(diǎn)流量Q1、第i個(gè)工況點(diǎn)揚(yáng)程Hi的要求來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算葉輪的幾何參數(shù)，采用速度系數(shù)法設(shè)計(jì)核主泵葉輪，并得到Q-H性能曲線的表達(dá)式及核主泵葉輪的幾何參數(shù)，然后利用Q-H性能曲線的表達(dá)式可以計(jì)算各要求工況點(diǎn)與該性能曲線的揚(yáng)程差Λ Hi,最后重新建立Λ Hi與幾何參數(shù)之間的關(guān)系，得到各個(gè)工況點(diǎn)性能與核主泵葉輪幾何參數(shù)之間的關(guān)系，將泵葉輪的幾何參數(shù)與不同工況點(diǎn)的性能參數(shù)聯(lián)系到一起，使泵的實(shí)際運(yùn)行性能曲線與所要求性能曲線一致，其方法是葉輪的主要幾何參數(shù)與不同工況點(diǎn)的性能參數(shù)滿足以下關(guān)系等式:

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Hi'= H股 0.1 C - (0.0072? 冊(cè) + 1.045)I

\ Q 騰)\ Umf J
AH = max (AAi13 AH2，…，AHi，…，AHm)
【權(quán)利要求】
1.一種多相混輸泵葉輪的多工況設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)泵對(duì)最優(yōu)工況點(diǎn)的流量Qbep、最優(yōu)效率工況點(diǎn)的揚(yáng)程Hbep、葉輪轉(zhuǎn)速n、最優(yōu)效率工況點(diǎn)的比轉(zhuǎn)數(shù)nsBEP、多工況點(diǎn)的數(shù)量為m個(gè)，i為其中任意一個(gè)工況，第i個(gè)工況點(diǎn)流量Qi第i個(gè)工況點(diǎn)揚(yáng)程Hi的要求來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算葉輪的幾何參數(shù)，通過(guò)控制參數(shù)的范圍，使泵夠在多相流工況的多個(gè)工況時(shí)仍具有較高的效率，把葉輪的幾何參數(shù)和與不同工況點(diǎn)的性能參數(shù)聯(lián)系在一起，葉輪幾何參數(shù)與泵的多個(gè)工況點(diǎn)滿足以下關(guān)系:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相混輸泵葉輪的多工況設(shè)計(jì)方法，其特征在于，葉輪的轉(zhuǎn)速η控制在1750 r/min-3000r/min范圍以內(nèi)；比轉(zhuǎn)數(shù)ns在190~255之間選擇； 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相混輸泵葉輪的多工況設(shè)計(jì)方法，其特征在于，葉片出口角盧2在19° -31°之間調(diào)整；葉片包角一般取90°~105°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相混輸泵葉輪的多工況設(shè)計(jì)方法，其特征在于，葉片數(shù)取5片。
【文檔編號(hào)】F04D29/22GK103742444SQ201310744358
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】付強(qiáng), 王秀禮, 朱榮生 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)