随着世界范围内的油田开采逐渐进入到中后期,潜油离心泵以其排量范围大、操作便捷及管理方便等优点被广泛应用于各大油田。然而面对斜井、水平井等复杂井型,传统潜油离心泵因受其长度限制,无法在上述工况条件下完成下井作业。本文以筒径5?的套筒、尺寸90 mm的潜油电泵为例,提出了一种机泵一体化的潜油离心泵设计方案。根据实际工况对结构进行整体设计,将潜油电机和离心泵进行嵌套式设计,并将电机转子设计成中空结构,使离心泵整体安装在电机中,实现“机泵一体化”。本文详细阐述了新型潜油电泵的工作原理,并将整体的结构设计分为电机总体结构设计及离心泵总体结构设计。首先在电机总体结构设计部分,利用电机经验设计法设计了永磁电机的定转子、轴承、上下接头等结构,以电磁理论为基础,完成了磁通量、绕组、槽型、永磁体等参数的校核,根据其内部的井液循环原理克服了电机散热的问题,其次在离心泵总体结构设计部分,基于嵌套式的设计理论形式,计算了离心泵的进、出口直径、比转数、效率、轮毂直径等技术参数。利用速度系数法对叶导轮结构进行设计,对叶轮进出口直径、叶片数、叶片厚度等参数进行校核。最后借助SW三维软件平台,实现了新型潜油电泵的三维虚拟设计和动态装配,验证了其结构的合理性与可行性。由于电机与离心泵进行的嵌套设计限制了泵的公称直径,致使离心泵的设计直径降为65 mm。为确定新型叶导轮结构能否满足实际工况要求,将SW绘制出的仿真模型,通过接口模块导入Ansys软件。根据流体动力学理论,建立流体域,利用Meshing进行网格划分,并基于网格无关性原理,挑选出8组理论数据进行对比分析,进而确定最佳网格等级。通过控制方程离散型的对比分析,确定最佳设计方式,并借助CFD仿真软件Fluent对65型和90型潜油电泵进行单相流模拟,从不同截面多角度对比分析二者内部流动云图以及外特性曲线。得出在设计流量工况下:65型叶轮的压差及速度差均小于90型叶轮,通过经验公式可知扬程及泵效均要低于90型潜油电泵。根据分析结果对65型潜油电泵进行结构及参数上的优化,将优化后的65型与90型潜油电泵进行对比分析,结果表明:两者整体性能相近;在小流量工况下,65型潜油电泵优于90型,在大流量工况下,二者泵效最大差值不超过5%,符合论文预期。作为一种新型的潜油电泵,本文为潜油电泵的工程实际应用探索了新的思路与方法,为新型潜油电泵的进一步研究奠定了理论基础、提供了参考价值。从机泵一体化的角度出发,能够满足目前油田降本增效的硬性需求,具有一定的工程实践意义。