气驱动采液射流泵的制作方法

专利名称：气驱动采液射流泵的制作方法技术领域：本发明属于气压射流泵。在六十年代末国内曾报导过射流技术采油的试验。进入七十年代后，美国、苏联等先进国家，先后利用射流技术进行采油生产，逐步推广，这标准着射流泵在采油作业中已进入实用阶段。有关资料报导我国有关单位也进行射流泵在深井提水和采油的研究。我国任丘油田研制的液压射流泵，已进行生产试验，说明射流技术在我国油田采油生产中已开始应用。射流泵的主要优点是没有紧密装配的往复运动部件，不易损坏，适用于恶劣的工作环境；结构简单、紧凑，由中心喷嘴、导气管、导气歧管、截锥抽吸室、圆柱形喉管和倒截锥扩散管等工作部件组成，操作方便、寿命长、维修工作量少。目前防碍射流泵的推广应用是射流泵本身存在二个主要缺点(1)由于气蚀问题造成射流泵必须具有较高吸入压力，地面压力设备能耗高；(2)泵效较低，造成地面的输入功率比普通水力活塞泵高，随着射流泵结构的改进，泵效的不断提高，也由于射流泵本身突出的优点，所以，在采油作业中的重要性，逐渐被人们所认识，做为一种高新技术在发达国家中的推广和应用已被高度重视。目前采油作业应用的射流泵分为两类。一类液压射流泵，用高压动力液形成射流，驱动射流泵工作。另一类是气压射流泵，利用高压气体作动力，形成射流驱动射流泵工作。射流泵的简单工作原理如下当高压液体或气体经导气歧管、导气管由中心喷嘴高速喷出时，在射流泵的文氏管(或称拉瓦尔喷管)的抽吸室内部和喷嘴附近产生低压区，因而形成抽吸作用，带走地层渗出液流，这时混合液或气液混合物高速通过喉管部分进入扩散段，向上举升。采用多级串联，像接力赛一样一级接一级将深埋在地层深处原油提升到地面上来。图1为射流泵抽油的工作原理示意图，其中(1)射流泵，在油管中按一定距离安装一台，(2)产生高压液体或气体的地面动力装置，(3)抽油管，(4)油井套管，(5)安装于油井套管和抽油管之间的封隔圆环块，起密封作用，不让高压液体或气体跑入地层。美国专利4083660介绍了有关气体射流泵的结构形式。第一种射流泵结构如下，在泵体中心有一锥形抽吸室，在抽吸室上面分布着若干个向中心收缩的喷嘴，在抽吸室下面是一个举升辅助装置(相当于一种单向阀)，该辅助装置由歧管，倒锥形凡尔球座和凡尔球组成。显然这种气压泵结构很复杂，若干个喷嘴加工难度大，加工工作量也大，喷嘴多、气流不集中，泵效低。做为对上述比较落后的结构改进，该专利又介绍了一种改进的气压射流泵，其结构如下射流泵的文氏管由截锥扩散管、喉管和由曲面构成的抽吸室组成。在抽吸室中安装一个中心喷嘴，中心喷嘴与流线型人字型歧管相通。当高压气流从人字型歧管导入中心喷嘴高速喷射后，在喷嘴附近形成低压区，此时抽吸室形成抽吸作用，把油气混合液通过环形管吸入喉管，进入扩散段，在扩散段油气混合液进一步混合，平稳地沿油管上升。显然上述的射流泵比前一种在结构和抽油效率上做了很大改进，从多个喷嘴变为一个中心喷嘴，泵效提高了，但是环形通道和流线型人字歧管曲面抽吸室的加工难度大、形状也较复杂，加工工作量也大。本发明的目的进一步简化气压射流泵的结构，减少加工难度及工作量，进一步提高泵的效率，其技术方案是喉管是射流泵的最重要部件之一，加工光洁度高，一般射流泵的喉管长度在300mm到700mm之间，有时甚至更长些，一般射流泵中心喷嘴截面积与喉管横截面之比为11－2.7之间。本发明的气驱动采液射流泵其喉管长度小于30mm大于或等于1mm，中心喷嘴面积与喉管横截面积之比在13－350之间。本发明的导气歧管与导气管的连接结构方式有(1)导气歧管和导气管采用近似垂直连接结构水平型导气歧管在同一竖直平面内单排单边排列，这种结构适用于较小直径抽油管；水平型歧管在同一竖直平面对称双边排列；水平型导气歧管在不同竖直平面内错开单边排列；水平型导歧管在不同竖直平面内错开单边和对称双边排列；水平型导气歧管在同一水平面内，呈放射状分布排列；水平型导气歧管在不同垂直平面内交叉双边对称排列；水平型导气歧管在不同水平面内呈放射分布排列；(2)导气歧管和导气管采用斜交式连接结构斜交式导气歧管在同一竖直平面内单排一边排列；斜交式导气歧管在同一竖直平面内对称双边排列；斜交式导气歧管在不同竖直平面内错开单边排列；斜交式导气歧管在不同竖直平面内错开对称双边排列；斜交式导气歧管在同一锥内呈放射状分布排列；斜交式导气歧管在同一轴线不同锥面内呈放射状分布排列；(3)导气歧管和导气管采用Ω型和半Ω型连接结构Ω型导气歧管在同一竖直平面内分层排列；Ω型导气管在不同竖直平面内呈放射状排列；Ω型导气歧管在不同竖直平面内分层排列；Ω型导气歧管在不同竖直平面，不同水平面中呈放射状分层排列；半Ω型导气管在同一竖直平面内单边分层排列；半Ω型导气管在不同竖直平面内交叉分层排列；半Ω型导气管在不同竖直平面内呈放射状和不同水平面内错开分层排列；导气歧管数可以是一根，但单管有一缺点，若被泥沙堵住以后，射流泵无法工作。一般取歧管数为2，3，4，5，6为宜，歧管数不宜太多，也不宜太少，太多结构复杂，增加加工难度，太少影响泵工作。在同一水平平面呈放射分布的水平型导气歧管比较适合安装在大管径抽油管中。实施例1图2为水平型导气歧管在同一竖直平面内对称双边排列，歧管数为6的气驱采液射流泵结构示意图，其中(1·1)射流泵体，(3)抽油管，(4)油井套管，(6)扩散管，(7)喉管，(8)抽吸室，(9)中心喷嘴，(10)导气管，(11)导气歧管。实施例2，图3为水平型导气歧管同在一水平面呈放射状分布7根歧管气驱采液射流泵结构示意图。各编号代表的具体部件与实施例1相同，其中(9)为中心喷嘴的结构示意图，(11)呈放射分布导气歧管。实施例3，图4为水平型导气歧管在同一竖直平面单排单边排列，歧管数为4的气驱采液射流泵结构示意图。各编号代表具体部件与实施例1相同，其中(11)为水平型在同一竖直平面单排单边排的导气歧管。实施例4，图5为斜交式导气歧管在同一竖直平面内对称双边排列，歧管数为6的气驱采液射流泵结构示意图，其编号代表具体部件与实施例1相同，其中(12)为在同一竖直平面内对称排列的斜交式导气歧管。实施例5，图6为斜交式导气歧管在同一竖直平面单边排列，歧管数为3的气驱采液射流泵结构示意图，图中编号代表具体部件名称与实施例1相同，其中(12)为在同一竖直平面内单边排列斜交式导气歧管。实施例6，图7为Ω型导气歧管在同一竖直平面内排列，歧管数为2的气驱采液射流泵结构示意图，图中编号代表具体部件名称与实施例1相同，其中(13)为Ω型导气歧管。实施例7图8为半Ω型导气歧管在同一竖直平面内单边排列，导气歧管数为2的气驱采液射流泵结构示意图。图中编号代表具体部件名称与实施例1相同，其中(13)为半Ω的导气歧管。权利要求1.一种气驱动采液射流泵，其主要结构由导气歧管、导气管、中心喷嘴、正截锥抽吸室、圆柱形喉管和倒截锥扩散管等主要部件所组成。本发明的特征是(1)导气管中心喷嘴的横截面积和圆柱喉管截面积之比为1∶3-350；(2)圆柱形喉管段的长度为小于或等于30mm，大于或等于1mm。2.根据权利要求1所述的气驱动采液射流泵，其特征是导气歧管和导气管采用近似垂直连接结构；3.根据权利要求1或2所述的气驱动采液射流泵，其特征是水平型导气歧管在同一竖直平面内单排单边与导气管连接；4.根据权利要求1或2所述的气驱动采液射流泵其特征是水平型导气歧管在同一竖直平面内对称两边排列与导气管连接；5.根据权利要求1或2所述的气驱动采液射流泵其特征是水平型导气岐管在不同竖直平面内交叉单边排列与导气管连接；6.根据权利要求1或2所述的气驱动采液射流泵其特征是水平型导气岐管在不同竖直平面内交叉对称双边排列与导气管连接；7.根据权利要求1或2所述的气驱动采液射流泵其特征是水平型导气岐管在同一水平面内呈放射状分布与导气管连接；8.根据权利要求1或2所述的气驱动采液射流泵其特征是水平型导气岐管在不同一水平内呈放射分布与导气管连接；9.根据权利要求1所述的气驱动采液射流泵其特征是导气岐管和导气管采用斜交连接结构；10.根据权利要求1或9所述的气驱动采液射流泵其特征是斜交式导气岐管在同一竖直平面内单排单边排列与导气管连接；11.根据权利要求1或9所述的气驱动采液射流泵其特征是斜交式导气岐管在同一竖直平面内对称双边排列与导气管连接；12.根据权利要求1或9所述的气驱动采液射流泵其特征是斜交式导气岐管在不同竖直平面内交叉单边排列与导气管连接；13.根据权利要求1或9所述的气驱动采液射流泵其特征是斜交式导气岐管在不同竖直平面内交叉对称双边排列与导气管连接；14.根据权利要求1或9所述的气驱动采液射流泵其特征是斜交式导气岐管在同一锥面内呈放射状分布排列与导气管连接；15.根据权利要求1或9所述的气驱动采液射流泵其特征是斜交式导气岐管在同一轴线不同锥面内呈放射状分布排列与导气管连接；16.根据权利要求1所述的气驱动采液射流泵其特征是导气岐管和导气管采用Ω型或半Ω型连接结构；17.根据权利要求1或16所述的气驱动采液射流泵其特征是Ω型导气岐管在同一竖直平面内分层排列与导气管连接；18.根据权利要求1或16所述的气驱动采液射流泵其特征是Ω型导气岐管在不同竖直平面内呈放射排列与导气管连接；19.根据权利要求1或16所述的气驱动采液射流泵其特征是Ω型导气岐管在不同竖直平面内、不同水平面中，呈放射状分层排列与导气管连接；20.根据权利要求1或16所述的气驱动采液射流泵其特征是半Ω型导气岐管在同一竖直平面内单边分层排列与导气管连接；21.根据权利要求1或16所述的气驱动采液射流泵其特征是半Ω型导气岐管在不同竖直平面内交叉分层排列与导气管连接；22.根据权利要求1或16所述的气驱动采液射流泵其特征是半Ω型导气岐管在不同竖直平面内，同一水平面中呈放射状分布排列与导气管连接；23.根据权利要求1或16所述的气驱动采液射流泵其特征是半Ω型导气岐管在不同水平面中错开分层排列与导气管连接。专利摘要气驱动采液射流泵，由中心喷嘴、导气管、导气歧管、抽吸室、喉管和扩散管等主要部件组成，没有往复运动部件，适用于深井采液，特别适用于油田油井采油。文档编号F04F5/00GK2090895SQ8921882公开日1991年12月18日 申请日期1989年11月1日 优先权日1989年11月1日发明者赵谦, 唐济渊, 梁振兴 申请人:赵谦, 唐济渊, 梁振兴