人工举升理论第18讲 水力射流泵

射流泵的设计
f3 最优面积比 f 是水力射流泵装置效率最高时的面积 p1 优
比
当工作液体压头Hp和流量比q给定时，最优面积比s优 是相当于射流泵造成的最大压头值Hmax
f3 f p1 优
1 2 (2 )(1 q) 2 2 2 q 4
口断面的最优距离Lc和面积比s有关， 当s=1.5~3时， 当s=4~6时， Lc=(0.5~1.5)d3 Lc=(1~2.5)d3
当s=7~25时，
混合室长度l为
Lc=(1～9)d3
l=(6~8)d3
射流泵的设计
扩散管一般采用均匀扩散，其扩散角β＝5°～8°， Dc/d3 ＝ 2 ～ 4 ， (Dc 为扩散管的大端直径 ) 。对于面积比
射流泵的工作流程
射流泵的基本方程式
混合液体的速度v3为
v3
QH Q p f3
水力射流泵工作示意图
混合室进口和出口断面 上速度分布示意图
射流泵的基本方程式
混合室的进口断面和出口断面动量方程
Qpvp2 QH vH 2 (Qp QH )v3 f3 ( p3 p2 )
混合室的进口断面和出口断面压力降
H 23
2 Qp 2 f p2
2 gf
2 p2
f3
1 f3 f p2 1 f p2
2 2 QH f p 2 QH 1 Q Q f p 3 p
射流泵的特性曲线
当不同面积比s、喷嘴中损失系数为0.03和混合室及扩散管 中损失系数为0.2时，射流泵无因次特性曲线 p0－泵给出的有效压力对喷嘴处工作压力的比值；m0－被 送液体和工作液体质量流量比；η＝p0· m0
射流泵的特性曲线
“科贝”公司射流泵 工作参数变化图解 1－pH；2－；3－气 蚀区边界；4－油井 的指示图（生产效率 为）；A－工作点
p
2p p
1
射流泵的设计
喷嘴直径
d p1
混合室的面积f3
4

f p1 1.13 f p1
f3 f p1 f3 f p1 优
d3 4
混合室的直径d3

f 3 1.13 f 3
射流泵的设计
水力射流泵中喷嘴出口断面离开圆柱形混合室入
射流泵的基本方程式
几何参数或射 流泵的面积比 工况参数或射 流泵的流量比
f3 f3 混合室的断面面积 s ＝ 喷嘴的出口断面面积 f p 2 f p1
被抽取液体的流量 QH q 工作液体的流量 Q p
v2 1 2 1 p2 2 2 1 q (1 q) 2g s s 1 s
人工举升理论
第18讲 水力射流泵
吴晓东
水力射流泵
水力射流泵是一种特殊的水力泵。
普通型水力泵一般是利用与动力活塞连
接的抽油活塞作往复运动进行抽油的，
而射流泵没有运动件，靠动力液与地层 液的动量转换实现抽油动作。
射流泵的结构和工作原理
水力射流泵由喷嘴、吸入室、混合室、扩散 管等几部分组成。高压工作液体经压力管路进入 射流泵中，工作液体经过喷嘴后速度大大增加， 高速液体将喷嘴附近的空气带走，并在喷嘴附近 造成真空，被抽送液体就被吸上来，两种液体在 混合室进口处汇合，共同进入混合室，在混合室 中，工作液体把一部分能量传递给被抽送液体， 使后者能量增加，两种液体在混合室混合后再进 入扩散管中，一部分速度能变为压力能，这种利 用工作液体的射流来输送液体的设备称为射流泵。 通常，射流泵可以按照工作液体和被抽送 液体的种类分为三种：用液体射流来输送液体； 用液体射流来输送气体；用蒸气射的无杆抽油 设备中及油田注水的供水系统中。
射流泵的基本方程式
水力射流泵的效率η i：
液体的有效能量除以输入能量，在不考 虑搅失的条件下，它可用下式来表示
2 s2 1 2 2 i q q ( 1 q ) 2 2 s s ( s 1) s
射流泵的特性曲线
水力射流泵理论特性曲线
当不同s值时，深井射流泵特性 曲线pH=3.45MPa， pp=27.6MPa ，Qp=97m3/d；pp=41.4MPa， Qp=127Fra Baidu bibliotek3/d 1－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
2 3 2
2
φ2——混合室的速度系数，根据试验，φ2＝0.975； φ3——扩散管的速度系数，φ3＝0.9； φ 4——混合室进口的速度系数，φ 4＝0.925；
射流泵的设计
f 3 / f pi f3 f3 s n f n2 f 3 f p1 f 3 / f p1 1 s 1
射流泵的设计
当速度系数φ 值不变时，最优面积比s优只和流量比q有 关，s优值随q值的增加而增大（近似直线关系）。当q＝0时
s优具有最小值，当q＝1～4时，s优可用下列近似式来确定 ：
s优＝3.9q
当水力射流泵的最优面积比s优，即f3/fp1确定后 ，喷嘴
的出口面积由下式来计算 ：
f p1
Qp
将φ 2、φ 3、φ 4值代入上式得
s 1.221 (1 q 2 ) 0.802nq2
q s优 n 0 1.22 10 1 3.8 1.36 s优和q与n的关系表 2 3 4 7.25 1.16 11.6 1.09 16.9 1.07 5 23.2 1.04 6 30.3 1.03 10 66.4 1.02
f3/fp1<4的射流泵，为了减少扩散损失，可以采用分段扩
散。 其中： 扩散管的长度：Ld=7(Dc-d3) 扩散角：β ＝7°
谢谢，再见！
H 23
射流泵的基本方程式
具有圆柱形混合室的射流泵的理论压头表达式
v2 s2 1 p2 2 2 2 Hi q 2 (1 q ) 2 2 g s ( s 1) s s
射流泵的实际压头H等于所求得理论压头Hi减去在吸入 室、混合室和扩散管中的损失，即
H＝H i h吸 h混－h扩