Simulation of a downhole jet-vortex pump’s working process

Abstract

The article is devoted to the theoretical study of the operation process of the borehole ejection system as part of the tubing string, jet pump and packer installed below; the system implements the hydrojet method of oil well operation. The improved design of the jet pump contains inclined guiding elements placed in its receiving chamber for swirling the injected flow, which results in an increase in the efficiency of the borehole ejection system. Based on the law of conservation of liquid momentum in the mixing chamber of the jet pump and taking into account the inertial pressure component caused by the swirling of the injected flow, there is obtained the relative form of the equation of the ejection system pressure characteristic, the structure of which contains a component that determines the value of the additional dynamic head. According to the results obtained, the additional dynamic head caused by swirling of the injected flow is determined by the ratio of the geometric dimensions of the flow path of the jet pump, the angle of inclination of the elements for creating vortex flows, and the ratio of the power and reservoir fluids. In the case of asymmetric swirling of the injected flow, an increase in the value of the relative displacement of the jet pump decreases the value of the additional dynamic pressure. In order to study the effect of flow swirling on the energy characteristic of the ejection system, the pressure characteristic of the jet pump was transformed into the dependence of its efficiency on the injection coefficient. Jet pump models with the ratio of the cross-sectional areas of the mixing chamber and the nozzle of 5.012 and 6.464, respectively, were used to check the adequacy of the theoretical pressure and energy characteristics obtained during the simulation of the performance process of the concentric ejection system. The average error in the theoretical determination of the pressure and efficiency of the vortex jet does not exceed 8.65% and 6.48%, respectively.

Simulation of asymmetrical rotational flow in the flow part of a well jet pump

“…Використовуючи систему диференціальних рівнянь Нав'є-Стокса компанія China Limited встановила, що оптимальне співвідношення діаметрів робочої насадки та камери змішування становить 0,15. Застосування закону збереження кількості руху рідини дозволило обґрунтувати механізм закручування змішуваних потоків в проточній частині струминного насоса [8]. У випадку використання двоконтурних [9] та триконтурних [10] струминних насосів традиційні рівняння гідродинаміки доповнюються рівняннями балансу витрат та втрат напору в елементах кільцевих гідравлічних систем.…”

Побудова Номограм Для Визначення Характеристик Струминного Насоса При Його Обертанні В Свердловині

“…Суттєве зменшення собівартості нафтовидобутку отримано при застосуванні газового двигуна наземного насосного агрегата, привод якого здійснюється спалюванням відсепарованого нафтового газу. Встановлення в проточній частині струминного насоса направляючих елементів для закручування змішуваних потоків [2,3] дозволило підвищити коефіцієнт корисної дії ежекційної системи.…”

“…Відповідно до отриманої системи номограма рівняння (2) Встановлено, що для низьконапірної ежекційної системи додатковий відносний напір струминного насоса може бути визначений за допомогою основної номограми у складі двох бінарних полів і одинарної шкали та додаткової сіткової номограми у вигляді чотирьох суміщених квадрантів.…”