现阶段,我国大部分油田进入高含水、高含气开采期。电潜泵作为常用的采油设备,适用于高含水油井,但不适用于高含气油井。传统的离心电潜泵在输送气液两相流时,气体会在叶轮流道内产生聚集,气液容积比较高时可能发生气锁,导致泵效下降甚至无法工作,故而只能泵送气液比小于10%的井液。为了提高电潜泵的混输性能,进一步拓宽其应用工况,本文针对Q10型电潜泵叶轮叶片进行开缝设计,将叶片在高含气位置处断开,形成喷射间隙,分析研究了新型电潜泵输送两相流时的外特性和内部流场规律,对提高电潜泵效率、增加油田开采后期油气井的产量具有重要的理论指导意义。以Q10型电潜泵为研究对象,对其叶轮叶片进行改进,然后基于流体动力学理论,建立新型电潜泵的流体域,利用ICEM进行网格划分,确定流体动力学模型与计算方法,利用CFD流体仿真软件CFX对原型和新型电潜泵进行单相流以及气液两相流的模拟,对比分析新型电潜泵与原型电潜泵的外特性以及内部流动特性。然后,模拟多种含气量工况以及转速工况下新型电潜泵内气相体积分数、压力场、速度场以及叶片载荷的瞬态分布规律,并且在叶轮流道内设置多个监测点来观察流道区域内气相体积分数、压力以及速度的变化规律。通过分析模拟结果,得到以下结论:在设计流量工况下,新型电潜泵效率提高了22.2%,且其叶轮叶片平均载荷比原型电潜泵叶轮叶片平均载荷降低了33.55%。新型电潜泵在不同含气量工况以及不同转速工况下,其气相体积分数分布较为均匀,全流域内气相体积分数差范围在-0.005~0.005之间,所以流道内不会出现严重的气液分离现象和气体聚集现象,因此具有开缝叶片的新型电潜泵更适用于举升气液比30%以上的流体。而原型电潜泵叶轮流道内有明显的高含气量气体聚集现象。新型电潜泵叶轮流道内各监测点处的压力值呈周期性震荡变化规律,在不同转速工况下,在同一位置截面同一监测点处,随着转速的增加,这一点处波动围绕的定值减小,但波动幅度增大。新型电潜泵叶轮流道内各监测点处的速度值在0.05s后呈周期性波动。在不同含气量工况下,在同一位置截面,叶轮流道内各监测点的速度变化趋势并没有随气相体积分数的增大而发生变化。新型电潜泵导轮流道内,等气相体积分数线分布、压力场分布、最高速度值以及涡流现象的强弱呈现一定的周期性,通入流体中的气相体积分数的变化只是改变了其周期。本文对电潜泵叶轮叶片进行设计,形成开缝叶片,为离心泵的改型提供了新的思路,而不仅仅只是局限于改变叶片数量以及进行长短分流叶片设计,且证明了具有喷射间隙的开缝叶片能够提高电潜泵的混输性能。