Способы соединения струйного насоса с приводящим поверхностным насосом в скважинную струйную насосную установку

Струйный насос может двумя стандартными способами быть соединен с приводящим поверхностным (поршневым) насосом: по схеме с отбором полезного расхода до водоструйного насоса (Схема А) и по схеме после него (Схема Б).

Под полезным расходом будем понимать расход подземного флюида (подземной, или пластовой, жидкости), поступившего из продуктивного пласта в скважину и поданного на поверхность с целью опробования или потребления, то есть Q _пол – это дебит скважины.

Работа скважинной СНУ установки с отбором полезного расхода жидкости до водоструйного насоса (Схема А) характеризуется следующими соотношениями.

Q пол / Q = Qн / Qс = u / (1+u),	(9)

где Q _пол – полезный расход; Q – подача приводящего насоса.

ηуст = Nпр / Nз = u · ΔPр · η / ((1+u) · (ΔPр - ΔPс)) = u · η / ((1+u) · (1 - ΔРс / ΔРр)),

(10)

где η_уст – полный КПД работы струйной насосной установки (СНУ); η – полный КПД работы приводящего насоса.

;

(11)

при u > 0 Qпол < Q;	(12)
Qпол = (0 – 0,95) · Q, u = 0 – 19.	(13)

Объемная подача приводящего насоса должна в (1/u + 1) раз превосходить дебит скважины:

Q / Q_пол = Q_с / Q_н = (1 + u) / u = 1/u + 1. (14)

Рассмотренная схема (Схема А) имеет высокий максимальный КПД работы, однако, при всех коэффициентах инжекции струйного насоса полезный расход воды ниже подачи приводящего насоса.

Недостатком данной схемы является необходимость установки задвижки на линии, идущей к потребителю. Частичное закрытие задвижки приводит в действие струйный насос, но уменьшает полезный расход и КПД работы установки.

Работу установки с отбором полезного расхода жидкости после струйного насоса (Схема Б) описывают следующие зависимости.

Q пол / Q = Qн / Qр = u;	(15)
ηуст = Nпр / Nз = ηсн · η;					(16)
			(17)
		(18)
				(19)

Схема А

Схема Б

Скважинные струйные насосные установки «поверхностный приводящий (поршневой) насос – погружной струйный насос»

Схема А – с отбором полезного расхода жидкости до струйного насоса; Схема Б – с отбором полезного расхода жидкости после струйного насоса; h_д, h_п – глубина динамического уровня жидкого подземного флюида в скважине и глубина погружения струйного насоса под уровень жидкости соответственно; Q _пол – полезный расход; Q_н, Q_р, Q_с – инжектируемый, рабочий и смешанный поток соответственно; Р_н, Р_р, Р_с – абсолютное давление инжектируемого, рабочего и смешанного потока соответственно; З – задвижка

Qпол = (0 – 4) · Q, u = 0 – 4.

(20)

Объемная подача приводящего насоса должна в 1/u раз превосходить дебит скважины:

Q / Q_пол = Q_р / Q_н = 1/u. (21)

Установка (Схема Б) имеет низкий максимальный КПД работы. При коэффициентах инжекции, меньших 1, полезный расход также меньше подачи приводящего насоса. И только при коэффициентах инжекции больших 1 полезный расход становится выше задаваемого приводящим насосом.

Следовательно, данная схема, несмотря на сравнительно низкий КПД работы, является во многих случаях более предпочтительной для освоения, опробования скважины и эксплуатации скважин, хотя она и не обеспечивает превышение полезного расхода над задаваемым во всей области значений коэффициентов инжекции.

Данная схема является наиболее распространенной при скважинных откачках, производимых с помощью СНУ.