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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 射流泵的工作流程 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。 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 混合液体的速度v3为 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 混合室的进口断面和出口断面压力降 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 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 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 射流泵的基本方程式 水力射流泵的效率ηi： 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 射流泵的基本方程式 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=127m3/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 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 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 射流泵的设计 最优面积比 是水力射流泵装置效率最高时的面积比 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 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； φ4——混合室进口的速度系数，φ4＝0.925； 将φ2、φ3、φ4值代入上式得 q 0 1 2 3 4 5 6 10 s优 1.22 3.8 7.25 11.6 16.9 23.2 30.3 66.4 n 10 1.36 1.16 1.09 1.07 1.04 1.03 1.02 s优和q与n的关系表 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 ： 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 ： 射流泵的设计 喷嘴直径 混合室的面积f3 混合室的直径d3 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口断面的最优距离Lc和面积比s有关， 当s=1.5~3时， Lc=(0.5~1.5)d3 当s=4~6时， Lc=(1~2.5)d3 当s=7~25时， Lc=(1～9)d3 混合室长度l为 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f3/fp14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° 射流泵的设计 谢谢，再见！