同心管柱水力射流泵系統(tǒng)是在常規(guī)水力射流泵成熟應用基礎(chǔ)上開發(fā)的特殊應用方式，保留核心的射流工藝原理，在井下工藝管柱方面形成新的結(jié)構(gòu)型式-同心雙管柱結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)具有兩方面的優(yōu)點：一是減小產(chǎn)出混合液的過流面積，加大混合液的流速，在砂粒的舉升過程中，井下管柱每個橫截面的液體流速均大于砂粒的沉降末速的兩倍以上，以保證地層砂能順利地排至地面；二是同心管柱結(jié)構(gòu)對原井套管沒有任何傷害，原井套管不承受任何額外的壓力，沒有產(chǎn)液流經(jīng)原井套管，可提高油井生產(chǎn)壽命。
同心管柱水力射流泵系統(tǒng)由井下裝置和地面裝置兩部分組成。井下裝置包括：水力射流泵井下機組、3.5in×1.9in油管。地面裝置包括：井口裝置、高低壓地面流程管線、高壓泵機組、動力液處理裝置、計量儀表、壓力表、過濾器等。系統(tǒng)組成見下圖1
圖1 同心管柱水力射流泵系統(tǒng)組成
圖1 同心管柱水力射流泵系統(tǒng)組成
由于水力射流泵開采系統(tǒng)沒有抽油桿，這樣就從根本上避免了有桿泵抽油中因抽油桿的存在而對采油機械帶來的限制。可將泵掛深度下至開采層頂部附近，對于中、低產(chǎn)能、低液面深井有較強的適應能力；水力泵噴射泵開采工藝是依靠液力傳遞能量的，具有系統(tǒng)效率高、產(chǎn)量適應范圍廣，調(diào)參方便，可液力起、下泵等優(yōu)點；水力泵噴射泵開采工藝，對復雜井況具有很強的適應性，依據(jù)給定排水量、產(chǎn)氣量和吸入壓力，應用成熟的優(yōu)化軟件進行相應參數(shù)匹配，從而達到開采頁巖氣的目的。
1. 配套的井下管柱結(jié)構(gòu)及工作原理
井下管柱結(jié)構(gòu)示意圖見下圖2：
工作原理：高壓水動力液，經(jīng)過流量控制和計量后，從井口沿φ48油管下行，到達井下水力噴射泵機組，驅(qū)動噴射泵工作；地層液在沉沒壓力作用下進入噴射泵內(nèi)“負壓”區(qū)，在喉管、擴散管內(nèi)，地層液從動力液中獲得能量，將速度頭轉(zhuǎn)換為壓力頭，其壓力值將混和液沿φ89和φ48油套管環(huán)形空間舉升至地面。氣體沿著φ89油管和套管環(huán)形空間返出地面。
圖2 同心管柱水力噴射泵井下管柱結(jié)構(gòu)示意圖
1. 配套的井下管柱結(jié)構(gòu)及工作原理
井下管柱結(jié)構(gòu)示意圖見下圖2：
工作原理：高壓水動力液，經(jīng)過流量控制和計量后，從井口沿φ48油管下行，到達井下水力噴射泵機組，驅(qū)動噴射泵工作；地層液在沉沒壓力作用下進入噴射泵內(nèi)“負壓”區(qū)，在喉管、擴散管內(nèi)，地層液從動力液中獲得能量，將速度頭轉(zhuǎn)換為壓力頭，其壓力值將混和液沿φ89和φ48油套管環(huán)形空間舉升至地面。氣體沿著φ89油管和套管環(huán)形空間返出地面。
圖2 同心管柱水力噴射泵井下管柱結(jié)構(gòu)示意圖
2．同心雙管射流泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點及主要技術(shù)參數(shù)
2.1． SPB3.5×1.9×2同心管柱水力射流泵結(jié)構(gòu)特點：
1）井下機組沒有運動件,對動力液的質(zhì)量要求不高；依靠液力傳遞能量，較易發(fā)揮動力液的載體潛能，對特殊油藏的開發(fā)及煤層氣、頁巖氣的排水采氣具有較強的適應能力。
2）投入式井下機組由泵工作筒、投入式沉沒泵和止回閥三部分組成；沉沒泵經(jīng)由液力起下，換泵不需上作業(yè)。
3）泵的核心部件噴嘴、喉管均采用高強度WC合金材料，使用壽命長；通過調(diào)節(jié)動力液流量和更換不同規(guī)格噴嘴、喉管,可滿足多種揚程和排量的油井要求,調(diào)參容易。
2.2．SPB3.5×1.9×2同心管柱水力射流泵主要技術(shù)參數(shù)：
1) 泵工作筒外型尺寸：φ102×875mm；
2) 泵工作筒最小通徑：φ30mm；
3) 沉沒泵外型尺寸：φ37×800mm；
4) 噴嘴直徑：1.9-6.5 mm；
5) 喉管直徑：3.5-10.4 mm;
6) 適用油管規(guī)格：φ89；
7) 適用套管尺寸：>109；
8) 揚程范圍: 0-3000m（可滿足下深2500-3000m要求）；
9）泵掛處溫度＜150℃；
10)排量范圍:0-150m3/d；
11)適應砂粒直徑：≤2mm；
12)適應油井全角變化率：工作筒：25°/30m;沉沒泵：60°/30m;
13)適應井斜角:0-90°；
14)管柱結(jié)構(gòu)及安裝形式：同心雙管柱投入式安裝；
15）動力液類型：清水、回注污水、稀油；
2.1． SPB3.5×1.9×2同心管柱水力射流泵結(jié)構(gòu)特點：
1）井下機組沒有運動件,對動力液的質(zhì)量要求不高；依靠液力傳遞能量，較易發(fā)揮動力液的載體潛能，對特殊油藏的開發(fā)及煤層氣、頁巖氣的排水采氣具有較強的適應能力。
2）投入式井下機組由泵工作筒、投入式沉沒泵和止回閥三部分組成；沉沒泵經(jīng)由液力起下，換泵不需上作業(yè)。
3）泵的核心部件噴嘴、喉管均采用高強度WC合金材料，使用壽命長；通過調(diào)節(jié)動力液流量和更換不同規(guī)格噴嘴、喉管,可滿足多種揚程和排量的油井要求,調(diào)參容易。
2.2．SPB3.5×1.9×2同心管柱水力射流泵主要技術(shù)參數(shù)：
1) 泵工作筒外型尺寸：φ102×875mm；
2) 泵工作筒最小通徑：φ30mm；
3) 沉沒泵外型尺寸：φ37×800mm；
4) 噴嘴直徑：1.9-6.5 mm；
5) 喉管直徑：3.5-10.4 mm;
6) 適用油管規(guī)格：φ89；
7) 適用套管尺寸：>109；
8) 揚程范圍: 0-3000m（可滿足下深2500-3000m要求）；
9）泵掛處溫度＜150℃；
10)排量范圍:0-150m3/d；
11)適應砂粒直徑：≤2mm；
12)適應油井全角變化率：工作筒：25°/30m;沉沒泵：60°/30m;
13)適應井斜角:0-90°；
14)管柱結(jié)構(gòu)及安裝形式：同心雙管柱投入式安裝；
15）動力液類型：清水、回注污水、稀油；
