为提高深井离心泵的水力性能，针对100QJ16型深井泵，按照L9（3^4）正交表，选取空间导叶的进口冲角、包角、叶片出口安放角和叶片数等4个因素，每个因素取3个水平，设计出9个导叶模型，并分别与同一个叶轮装配。基于CFX软件，对两级模型泵进行了全流场数值模拟，获得9组方案在额定工况下的扬程和效率。采用极差分析法分析了各几何参数对扬程和效率的影响规律以及影响空间导叶性能的主要因素和次要因素。空间导叶进口冲角和叶片包角对两级泵的扬程和效率的影响较大。将优化方案进行了样机试验，其效率达到了设计要求。