水力喷射泵(也称水力射流泵)与水力活塞泵采油系统的组成相似,由地面储液罐、高压地面泵和井下射流泵组成。是利用射流原理将注入井内的高压动力液的能量传递给井下油层产出液的无杆水力采油设备。射流泵的井下装置类型与水力活塞泵一样,包括固定式装置和自由式装置,但水力喷射泵只能采用开式动力液系统。
1.水力喷射泵的结构
水力喷射泵分为泵座和泵芯两部分。泵芯又分为提升总成、泵体和测压部件三部分,泵芯的核心部件是喷嘴、喉管和扩散器。泵座随油管下井到设计深度。泵芯可以通过动力液的正反循环来达到投入和提升的目的。
(1)喷嘴:其作用相当于射流泵的马达.其流动的特性与孔板相似。
(2)喉管:一般为直长圆筒,可以有一定的张角。喉管的作用是使产液和动力液在其中完全混合,交换能量,它实质上是一个混合管。在喷嘴出口和喉管入口之间有一定距离,称为喷嘴一喉管距离,喉管直径要比喷嘴出口直径大,喷嘴与喉管之间的环形面积是产液进入喉管时的吸入面积。
(3)扩散管:其截面积沿流动方向逐渐增大,一般采用一个张角,也可采用多个张角,扩散管是一个将动能转换为压能的能量转换器。
2.水力喷射泵的工作原理
水力喷射泵的工作原理:高压水动力液经过流量控制和计量后,从井口沿油管下行,到达井下水力泵机组,驱动喷射泵工作;当高压动力液通过喷嘴时,由于喷嘴的节流作用,压力急剧下降。在喷嘴周围形成低压区,地层液在沉没压力作用下进入喷射泵内“负压”区,与喷嘴出口的调整射流混合后进人喉管、扩散管。在喉管、扩散管内,地层液从高压动力液中获得能量,将动能转换为压能,其压能将混合液沿油管环形空间举升到地面。
水力喷射泵是通过流体压能与动能之间的流体能量直接转换来传递能量.而不像其他类泵那样,必须有机械能量与流体能量的转换。因此,水力喷射泵没有运动部件,结构紧凑,泵排量范围大,对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性,水力射流泵可用于高凝油、稠油、高含蜡油井。水力喷射泵可以采用自由安装,因而检泵及泵下检测工作都比较方便。尽管水力喷射泵具有以上优点,但由于高压动力液通过喷嘴时的水力阻力损失和高速流动的动力液与低速流动的油层产出液产生的高湍流混合损失,水力喷射泵的效率远低于容积式泵的效率,并且需要建设地面动力液系统,因而,在正常条件下其使用仍受到一定的限制。