射流排砂泵动态特性分析.pdf

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1、2012年第41卷石油矿场机械第7期第55页OILFIELDEQUIPMENT文章编号：1001—3482(2012)07—0055-04射流排砂泵动态特性分析金博(长庆油田分公司第五采油厂，西安710201)摘要：介绍了射流排砂泵的结构及工作原理，定义了射流排砂泵洗井冲砂的技术参数。建立了射流排砂泵的无因次动态方程，分析了其能量损失和喷嘴、吸人腔室、扩散管的压力损失，并通过分析气体对射流排砂泵的影响，计算得到最小气蚀面积，为射流泵的设计应用提供依据。关键词：射流泵；动态特性；数值模拟中图分类号：TE933．3文献标识码：ADynamic

2、CharacteristicAnalysisforJetSandPumpJINBo(No．5OilProductionPlant，ChangqingOilfieldCompany，Xi’tin710201，China)Abstract：Thestructureandworkingprincipleareintroduced．Andthetechnicalparametersarede—finedtosetupdimensionlessdynamicequationandtheenergylossisanalyzedandthepressu

3、relossatnozzle，suctionchamberanddiffusionpipeaswell，throughwhichthecavitations’areaiscalculatedforhasisofdesign．Keywords：jetpump；dynamiccharacter；datasimulation随着石油工业的发展，将射流泵应用于原油开体之间的动量交换实现能量传递：由喷嘴将动力液采已经成为一种重要手段。射流排砂泵是利用射流高压势能转变为高速动能；在喉管内，高速动力液与原理将注入井内的高压动力液的能量传递给井下产低速产

4、液混合，进行动量交换；通过扩散管将动能转液的无杆泵采油装置，其在井下无运动部件，对于高变为静压，将混合物采到地面。温深井、高产井和含砂、含腐蚀性介质、稠油以及高气液比井具有较强的适应性I1。。射流泵的动态特性与电磁泵的特性相似(压力和排量的关系_8])。射流泵的生产厂家较多，有许多系列的射流泵，每个喷嘴又有5个以上的喉管与之组合，使射流泵的结构、流体性质、工作条件不同，其动态特性也就不同。因1一底管；2一泵底座接头；3一工作液导流座；此，射流泵动态特性曲线数目也就很多。本文采用4一导流座密封环；5一密封圈；6一喷嘴座内接头；无因次化的统一

5、数学模型来模拟射流泵的动态7一喷嘴座；8一喷嘴；9一喷嘴定位环；特性。1O外管接头；11一喉管；12-喉管座；13～内管接头图i射流排砂泵结构1结构组成及特点射流排砂泵主要由喷嘴、喉管和扩散管3部分1)优点没有运动部件，适合于处理腐蚀和组成，其结构如图1所示。射流排砂泵通过2种流含砂流体；结构紧凑，适用于倾斜、水平井；自由投捞收稿日期：2012—01—12作者简介：金博(1973)，男，陕西三原人，工程师，主要从事设备管理工作。石油矿场机械2O12年7月作业，维护费用低；产量范围大，控制灵活方便；适用7)在喷嘴出口和喉管入口射流速度相同。

6、于稠油开采，容易对动力液加热；适用于含气流体；3．2无因次参数的定义适用于高温深井；对非自喷井，可用于产能测试和钻1)无因次面积比即喷嘴面积与喉管面积之杆测试。比为2)缺点为避免气蚀，必须有较高的吸人压R—A／A(1)力，使射流泵的应用受到限制；另外，射流泵泵效较式中，A、A分别为喷嘴和喉管面积，rD_ITI。低，所需要的输入功率比水力活塞泵高；射流泵的设2)无因次压力比即井液获得的压力与动力计计算非常复杂，需要迭代，采用计算机完成。液在泵内损失的压力之比为2射流泵能量损失N一二丛(2)Pn—Pd射流泵的能量损失包括摩阻损失和混合损失2式

7、中，Pa、P、P分别为排出压力、吸人压力、动力液种，其能量损失与流体性质、流量、压力等操作参数压力，MPa。及泵的结构参数有关。泵的结构参数主要有喷嘴形3)无因次质量流量比即井液质量流量与动状、吸入腔室形状、喷嘴与喉管距离、喉管长度、喉管力液质量流量之比。由于假设动力液和井液密度相张角、扩散管长度、扩散管张角、表面光洁度等。同，可表示为在喷嘴、吸入腔室、喉管、扩散管中存在摩阻损M===Q，／Q(3)失，目前设计制造的吸入腔室形状可以使摩阻损失式中，Q。、Q分别为井液流量和动力液流量，m。／d。为零。混合损失主要在喉管内存在，在喷嘴到喉管3

8、．3压力损失距离内及扩散管中存在很少一部分混合损失。射流无因次压力比可表示为泵喉管内的混合流动属于伴随流动的非自由空间紊Pa—P一(Pd—P)+(一P)一(。一P)一一P一Pd(p一P)一(p