农机化研究机械密封式增压注水电泵的设计制造孙宇（黑龙江省石油化工厂，黑龙江大庆163711）目前；注水采油仍是油田开发的基本技术。注水泵是注水设备中的关键部件。根据现有的油田使用电泵的结构特点，对泵机组做了改进设计，成功地研制出机械密封式增压注水电泵，并达到了注水井所需的压力排量值。

　　机械密封；注水电泵；离心式1前言无论是陆地还是海上油田，实现早期注水采油工艺是国内外广泛采用的一种保证油田高产、稳产的有效措施。而注水泵是注水设备中关键的部件，一般有离心式和柱塞式两种。由于油田注水量大，压力低于25IVfe，所以离心式水泵被广泛采用。

　　目前，我国油田采用的离心式注水泵的型号=124mn叶轮入口内径A=62mm叶轮出口流道宽62=5lBran则叶轮出口有效过流截面面积K=6A4 10叶片无厚度时）；去除叶片厚度影响的有效过流截面K，按叶片厚度为34rran数量为7个，则出口叶片宽度角/2=35°，包角为56°（2）估算扬程由类比叶轮性能曲线得出高效点2扬程丑。=1Z7W级。

　　（3）液体的轴向速度F，2（4）叶轮的圆周速度/2（5）叶轮无穷多时的理论扬程-U！Vn1假设液体进入叶片时无旋转，既fHi=o，则=l/gw2P：oo，由速度三角开寻为孙宇（1974-），男，黑龙江肇源人，黑龙江石油化工厂助理工程师，主要从事机械设计方面的研究工作。

　　农机化研究（6）理论扬程，（7）实际出口速度F2 2.2电机功率的确定26M>a，叶轮单级扬程为14.InV级，关死扬程。= 17.7巾级，泵的效率r/=64. 6，则泵的级数是26X10197/14.1=188级，泵轴功率丑X 2.3轴的强度校核32nin按冷拔圆钢实测值及电机大力矩计算轴的强度，结论为满足要求。按45NIVbVA冷拔圆钢理论值计算轴的强度不够。但是，根据潜油电泵的使用来看，理论值偏低。

　　2.4壳体的计算7坤级，泵的总级数为188级，关死压力为3L34Ma.壳体外径为0165nn内径M2llJim壳体材料选用45冷轧钢板，=564Mnni壳体受力状况如所示。

　　壳体受力状况图壁厚，则=P2D/4t按第四强度理论有满足强度要求。

　　3轴向力的影响与平衡方案由于高压注水泵输入端为常压，输出端是高压，两端存在压力差，会在输出端轴头处产生个相当大的、方向指向输入端的轴向力。此轴向力会推动泵轴向输入端窜动，导致泵轴与电机轴顶死，整个机组不能正常工作。为了平衡这个数值很大的轴向力，设计出3种方案来解决。

　　（1）利用吸入口内部安装止推轴承来平衡泵产生的轴向力。

　　（3）利用平衡盘原理（平衡盘旋转在输出端轴头）。

　　这3种方案在机组的实际运行都也取得了满意的效果，三者的对比见表2所示。

　　解决轴向力，从使用寿命来看，是可以满足的（通过拆检情况来看，止推轴承磨损也很小）。第3种农机化研究方案所选用平衡材料为非金属，设置在输出端，随末级叶轮起旋转，通过轴向浮动来平衡推力，易出现磨损等现象，使用期限受到了限制。但是，同以往潜油电泵靠压缩叶轮来平衡轴向力相比，这3种方案都具有简单易行、零件尺寸精度等级低等优点，为机组的装配、调试、安装等提供了极大便利。

　　并且，第3种方案由于设计结构新颖、简单，已申请了国家专利。

　　表2 3种方案对比机型压力/MPa平议方式/类型使用期限/d 4水平支承的确立及使用寿命的保证以往潜油电泵为立式悬挂式安装，而高压注水泵为水平卧式安装。由于安装形式的变化，给高压注水泵是否能够可靠、安全地运行提出了一个新课题。潜油电泵是由泵壳、泵轴、接头、联轴器、平键、导轮及主要元件叶轮组成，每个零件都具有定的重量。立式悬挂式安装时，泵轴本身是个挠性元件，叶轮、导轮及接头具有径向扶正作用，限制了轴的接度弯曲变形，也就是说保证了泵的运动精度要求；卧式安装时，在这些零件自重及旋转元件所产生的不平衡惯性力、离心力作用下，泵轴势必发生弯曲变形，从而影响泵轴的位置精度，降低了泵组的使用寿命。因此，为了保证泵组运转可靠及其一定的使用寿命，在结构上增设泵的水平支承；在材料上选用耐用性能好的CLOM）耐磨铸铁。经过两年来的现场运行试验发现，每一台26M>a高压注水泵（于1995年5月18日在大庆采油一厂调试使用），现场运行180天后，泵机组因运行出现振动、噪音大等机械故障而进行了拆机检修；而lOIVfe注水泵（自1995年11月8日调试后）运行状况良好，目前还在油田工作运行。

　　5发展前景对多级离心式注水泵的研究与应用，我们直处于不断探索与总结的过程中；同时，也明确了多级离心式注水泵新的技术发展方向。

　　5.1提高泵的使用寿命提高泵的使用寿命就是要提高旋转件之间的耐磨性和耐腐蚀性。一是可以改进过流件材质，使用钛、钛合金、添加含N、IVb等元素的耐腐蚀合金，来提高其抗腐蚀性和耐磨性；二是对过流件进行喷涂硬质合金，或者采用氮化处理、复合材料等措施，来提高其使用寿命。

　　5.2多级离心式注水泵向高速发展提高离心泵的转速不仅有利于泵效的提高，同时也减轻了泵重，减小叶轮级数和泵的外形尺寸。离心泵泵效的提高对提高注水系统的效率和对油田节能均具有重要意义。现在，美国（Srtrift公司在潜油电泵设计上取得了重大突破，它的新型KC2000电潜泵能在3500r/nn（转速下正常工作；而美国Bingham司生产的INSD型离心泵由燃气轮机驱动，泵速可达6500r/nim. 5.3配套注水泵的参数型谱不同的注水工艺要求不同的注水泵参数型谱，由此才能合理、有效地选用相应的泵型，大限度地发挥其作用。

　　李香桂。提高大流量低扬程水泵汽蚀性能的途径。节水灌溉，2001（2）