陳松鶴 葉海良 卞月斐

摘 要：石油產業(yè)是一個國家的支柱產業(yè)，石油工業(yè)的發(fā)展關系著一個國家的發(fā)展。在新世紀國際能源競爭日趨激烈的背景下，石油的地位顯得尤為重要。石油產業(yè)簡單來說可分為勘探、采油、儲運、煉化等幾大步驟，采油工藝屬于前期的工作，采油的效率和質量對后續(xù)工作有著很大的影響。文章對新型采油技術——噴射泵采油做了綜合分析，并對其系統(tǒng)優(yōu)化設計做了研究，希望為提高石油產量提出一些有益的建議。

關鍵詞：噴射泵；采油系統(tǒng)；優(yōu)化設計

1 噴射泵采油工藝技術現(xiàn)狀

噴射泵是一種流體動力泵，它是借助一種流體的能量來驅動另一種流體，靠前一種流體的能量來工作。在工業(yè)上，噴射泵又叫射流泵、噴射器，其工作流體可以是氣體、液體。常見的有水蒸氣噴射泵、空氣噴射泵、水力噴射泵等。還有一種噴射泵的介質是介質油，這種噴射泵主要用于獲得高真空和超高真空，是一種高壓設備。科技在發(fā)展，社會在進步，石油工業(yè)的發(fā)展也是一日千里。改革開放以來，我國的石油工業(yè)發(fā)展迅速，相關的配套技術也得到了很大的完善。但隨著石油的開采以及我國石油消耗用量的不斷提高，我國的石油儲量在迅速地減少，隨之而來的頭等問題就是石油開采難度越來越大，油井的結構越來越復雜，開采環(huán)境越來越惡劣，而且油品的質量也越來越復雜。傳統(tǒng)的石油開采方式已經無法適應如今石油開采的需要，發(fā)展新型的石油開采裝備及石油開采技術是我們目前面臨的首要任務。在此背景下，噴射泵被應用在了石油開采上。噴射泵采油主要是依靠另一種流體的能量來舉升原油，達到采油目的的。噴射泵采油能適應復雜的開采環(huán)境、復雜的油井結構以及復雜的油品情況的特點，決定了該技術在以后的石油開采中有很大的應用前景。

2 噴射泵采油工藝簡介及原理分析

2.1 工藝簡介

目前在石油開采中，機械采油仍然占有很大的比例。機械采油又分為有桿采油和無桿采油，常見的驢頭式抽油機是屬于有桿采油，而像噴射泵采油、螺桿泵采油等就屬于無桿采油。雖然說有桿采油相對無桿采油在采油設備中占有很大的比例，但無桿采油的產油量卻和有桿采油不相上下。無桿采油相比有桿采油更適用于高產井、高含水井、稠油井、叢式井及水平井等復雜井況及油品復雜的特殊油井的開采，其經濟效益非常可觀。噴射泵采油屬于無桿采油的一種，該技術是利用介質流體的能量驅動井下石油流動，并將井下石油舉升到地面的采油技術，具有適應性強、流量調節(jié)靈活、可靠性高等特點。但是噴射泵的采油效率相對較低，所以并不適用于高含水油井的開采。

2.2 原理分析

噴射泵是靠介質流體高壓噴射作用來輸送流體的泵，它由噴嘴、混合室以及擴大管等組成。為了保證操作平穩(wěn)安全，在喉管處設置一真空室（吸入室），在此之后設置混合室，用來混合兩種流體。工作時，介質流體由噴嘴噴出，使得真空室處在低壓狀態(tài)，將石油吸入真空室，然后進入混合室。在混合室，介質流體和石油會充分地混合，使二者的能量達到一種平衡狀態(tài)，流速也趨于一致。之后由喉管進入擴散室，混合流體的流速放慢，靜壓力回升，達到輸送、舉升石油的目的。

3 噴射泵采油系統(tǒng)的應用

目前我國的石油開采大部分都是非常規(guī)開采、特殊油井開采，傳統(tǒng)的采油工藝在如今的非常規(guī)、特殊井開采中顯示出越來越多的弊端。針對目前復雜的采油情況，我們需要在采油工藝上不斷地應用新的技術。噴射泵采油工藝在稠油開采、大斜井開采、高腐蝕油藏開采以及海上油田開采等復雜情況油藏開采中都有應用，且能夠很好地適應這些復雜情況，并取得了良好的效果。

3.1 噴射泵在稠油油藏開采中的應用

稠油粘度大、密度大、流動性差的特點決定了稠油的開采需要采用非常規(guī)的采油工藝技術，應針對其自身油井特點制定開采方案。稠油油井的地質結構復雜、斷層多、含油面積小、天然能量差、產能低下；加之原油物性差、粘度高、密度大且含水量少，原油的流動性差，使得稠油井的油藏開采異常困難。噴射泵采油在稠油井油藏的開采中能夠很好地適應這種情況。通過實際的考察及應用，我們可以根據得到的油井數據及油藏數據，調整噴射泵的參數，如噴嘴直徑、泵筒通徑以及介質流體初始壓力，以適應油藏的開采需要。實驗證明，增大介質流體的初始壓力有利于增大油井的產量。

3.2 噴射泵在大斜井油藏開采中的應用

上世紀末開始，順應時代的發(fā)展要求，國內外開始創(chuàng)新發(fā)展斜井、水平井、叢式井技術，并實施應用。由于斜井、水平井可以橫穿油層，大大增加了泄油面積，相比直井，原油產量高出很多，提高了采油效率和采收率，經濟效益可觀。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，斜井和水平井的數量越來越多，給無桿采油發(fā)展提供了機會。對于斜井和水平井采油，噴射泵可以很好地適應其復雜的井身結構：采油時，將噴射泵下放到井底，通過管柱對噴射泵輸送介質流體，實現(xiàn)采油工作；而對于斜井、水平井的彎曲的井身結構，噴射泵也可以很好地適應，工作過程不會受其影響。

3.3 噴射泵在高腐蝕性油藏開采中的應用

地下油藏的成分復雜多變，不同位置、不同深度油層的油藏成分也是千差萬別。有些油井的油藏具有腐蝕性，對有桿式抽油設備的抽油桿腐蝕嚴重，會造成抽油桿的腐蝕、偏磨斷裂，嚴重影響采油效率。應用噴射泵采油技術可以很好地解決有桿抽油設備的問題。噴射泵采油系統(tǒng)靠流體來傳遞能量，可以很好地發(fā)揮介質流體的載體作用，克服了有桿抽油設備抽油桿的腐蝕和偏磨現(xiàn)象。

4 噴射泵采油優(yōu)化設計分析

4.1 噴射泵采油存在的問題

噴射泵采油系統(tǒng)可以適應復雜的井況及特殊的油品情況，但仍然存在一些問題。噴射泵的噴嘴部件屬于易損件，如何提高噴嘴的耐用度？當噴射泵開采油、氣、水、砂及蠟的混合流體時，泵內的多相流體流動機理如何？噴射泵采油的泵效及系統(tǒng)效率相對較低，如何提高噴射泵采油系統(tǒng)的采油效率？諸多問題都需要我們來解決優(yōu)化。

4.2 噴射泵采油系統(tǒng)的優(yōu)化

針對噴射泵采油系統(tǒng)存在的問題，我們應用優(yōu)化設計方法，對噴射泵采油系統(tǒng)做出系統(tǒng)優(yōu)化，提高系統(tǒng)的效率。對噴射泵噴嘴等易損件，我們進行材料及結構上的優(yōu)化，分析噴嘴的受力情況，對應力集中的部位進行結構改造，分散噴嘴的應力，同時應用強度高，韌性好的材料，保證噴嘴的耐用度，提高噴嘴的使用壽命；針對噴射泵效率較低的問題（泵效30%-33%，系統(tǒng)效率10%-15%），我們可以通過調節(jié)噴射泵的參數（如：介質流體初壓、泵筒通徑）來調節(jié)，找到最適合本口油井的參數值，使得噴射泵達到最大的工作效率；對于多相流體的流動機理我們需要通過實驗來進行驗證。多相流體中的蠟會附著在輸送管道內壁，造成管道的擁堵。對此，我們可以對介質流體作出改變，使蠟可以溶解，以解決擁堵問題。

5 結束語

隨著石油行業(yè)的不斷發(fā)展，我國非常規(guī)的油井越來越多。在此背景下，無桿采油技術得到了很好的發(fā)展。噴射泵作為無桿采油的一種，在復雜的井況以及特殊油品的開采中應用廣泛。噴射泵采油系統(tǒng)適用性強，可靠性高，調節(jié)靈活，揚程的調節(jié)范圍也比較大，且噴嘴、喉管等部件換取方便。但噴射泵采油系統(tǒng)的效率較低，對高含水油井并不適用。隨著科技的發(fā)展創(chuàng)新，噴射泵的諸多問題會得到很好的解決。

參考文獻

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