人工舉升理論第18講 水力射流泵

人工舉升理論第18講水力射流泵吳曉東水力射流泵

水力射流泵是一種特殊的水力泵。普通型水力泵一般是利用與動(dòng)力活塞連接的抽油活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行抽油的，而射流泵沒(méi)有運(yùn)動(dòng)件，靠動(dòng)力液與地層液的動(dòng)量轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)抽油動(dòng)作。射流泵的結(jié)構(gòu)和工作原理

射流泵的工作流程

水力射流泵由噴嘴、吸入室、混合室、擴(kuò)散管等幾部分組成。高壓工作液體經(jīng)壓力管路進(jìn)入射流泵中，工作液體經(jīng)過(guò)噴嘴后速度大大增加，高速液體將噴嘴附近的空氣帶走，并在噴嘴附近造成真空，被抽送液體就被吸上來(lái)，兩種液體在混合室進(jìn)口處匯合，共同進(jìn)入混合室，在混合室中，工作液體把一部分能量傳遞給被抽送液體，使后者能量增加，兩種液體在混合室混合后再進(jìn)入擴(kuò)散管中，一部分速度能變?yōu)閴毫δ?，這種利用工作液體的射流來(lái)輸送液體的設(shè)備稱為射流泵。

通常，射流泵可以按照工作液體和被抽送液體的種類分為三種：用液體射流來(lái)輸送液體；用液體射流來(lái)輸送氣體；用蒸氣射的無(wú)桿抽油設(shè)備中及油田注水的供水系統(tǒng)中。

水力射流泵工作示意圖混合室進(jìn)口和出口斷面上速度分布示意圖混合液體的速度v3為

射流泵的基本方程式混合室的進(jìn)口斷面和出口斷面動(dòng)量方程

混合室的進(jìn)口斷面和出口斷面壓力降

射流泵的基本方程式幾何參數(shù)或射流泵的面積比工況參數(shù)或射流泵的流量比射流泵的基本方程式具有圓柱形混合室的射流泵的理論壓頭表達(dá)式

射流泵的實(shí)際壓頭H等于所求得理論壓頭Hi減去在吸入室、混合室和擴(kuò)散管中的損失，即

射流泵的基本方程式水力射流泵的效率ηi：液體的有效能量除以輸入能量，在不考慮攪失的條件下，它可用下式來(lái)表示

射流泵的基本方程式

射流泵的特性曲線水力射流泵理論特性曲線當(dāng)不同s值時(shí)，深井射流泵特性曲線pH=3.45MPa，pp=27.6MPa，Qp=97m3/d；pp=41.4MPa，Qp=127m3/d1－s=2.63，pp=41.4Mpa；2－s=2.63，pp=27.6MPa；3－s=5.56，pp=41.4MPa；4-s=5.56，pp=27.6Mpa當(dāng)不同面積比s、噴嘴中損失系數(shù)為0.03和混合室及擴(kuò)散管中損失系數(shù)為0.2時(shí)，射流泵無(wú)因次特性曲線p0－泵給出的有效壓力對(duì)噴嘴處工作壓力的比值；m0－被送液體和工作液體質(zhì)量流量比；η＝p0·m0

射流泵的特性曲線

射流泵的特性曲線“科貝”公司射流泵工作參數(shù)變化圖解1－pH；2－；3－氣蝕區(qū)邊界；4－油井的指示圖（生產(chǎn)效率為）；A－工作點(diǎn)

射流泵的設(shè)計(jì)最優(yōu)面積比是水力射流泵裝置效率最高時(shí)的面積比

當(dāng)工作液體壓頭Hp和流量比q給定時(shí)，最優(yōu)面積比s優(yōu)是相當(dāng)于射流泵造成的最大壓頭值Hmax

φ2——混合室的速度系數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)，φ2＝0.975；φ3——擴(kuò)散管的速度系數(shù)，φ3＝0.9；φ4——混合室進(jìn)口的速度系數(shù)，φ4＝0.925；

將φ2、φ3、φ4值代入上式得

q012345610s優(yōu)1.223.87.2511.616.923.230.366.4n101.361.161.091.071.041.031.02s優(yōu)和q與n的關(guān)系表

射流泵的設(shè)計(jì)

當(dāng)速度系數(shù)φ值不變時(shí)，最優(yōu)面積比s優(yōu)只和流量比q有關(guān)，s優(yōu)值隨q值的增加而增大（近似直線關(guān)系）。當(dāng)q＝0時(shí)s優(yōu)具有最小值，當(dāng)q＝1～4時(shí)，s優(yōu)可用下列近似式來(lái)確定：

當(dāng)水力射流泵的最優(yōu)面積比s優(yōu)，即f3/fp1確定后

，噴嘴的出口面積由下式來(lái)計(jì)算：

射流泵的設(shè)計(jì)噴嘴直徑

混合室的面積f3混合室的直徑d3

射流泵的設(shè)計(jì)水力射流泵中噴嘴出口斷面離開圓柱形混合室入口斷面的最優(yōu)距離Lc和面積比s有關(guān)，當(dāng)s=1.5~3時(shí)，Lc=(0.5~1.5)d3當(dāng)s=4~6時(shí)，Lc=(1~2.5)d3當(dāng)s=7~25時(shí)，

Lc=(1～9)d3混合室長(zhǎng)度l為l=(6~8)d3

射流泵的設(shè)計(jì)擴(kuò)散管一般采用均勻擴(kuò)散，其擴(kuò)散角β＝5°～8°，Dc/d3＝2～4，(Dc為擴(kuò)散管的大端直徑)。對(duì)于面積比f(wàn)3/f