Стендовые исследования взаимовлияния давления рабочей жидкости и газа в приемной камере на характеристики работы жидкостно-газового эжектора при изменяющихся длинах камеры смешения

Жидкостно-газовые эжекторы широко применяются при водогазовом воздействии на пласт с помощью насосно-эжекторных систем, утилизации попутного нефтяного газа, снижении затрубного давления на нефтяных скважинах, оборудованных установками электроприводных лопастных насосов, и т.д. Однако, несмотря на относительную простоту конструкции эжекторов, остается нерешенным ряд вопросов, связанных с подбором геометрических параметров данных устройств при различных давлениях рабочей жидкости перед соплом и газа в приемной камере. В статье представлены результаты исследования, направленного на изучение взаимовлияния давления рабочей жидкости и газа в приемной камере на характеристики работы жидкостно-газового эжектора при изменяющихся длинах камеры смешения. Лабораторные эксперименты проводились на стенде-макете насосно-эжекторной системы. В качестве рабочей жидкости использовалась проточная вода, в качестве газа - воздух. Струйный аппарат оснащался цилиндрической камерой смешения с диффузором и одноструйным диафрагменным соплом. Исследования проводились при различных длинах камеры смешения, причем отношение диаметра камеры смешения к диаметру сопла варьировалось от 13,13 до 29,7. Давление эжектируемого газа в приемной камере составляло 0,005-0,6 МПа, давление рабочей жидкости перед соплом - 0,705-1,85 МПа. В качестве режимного параметра, учитывающего взаимовлияние давления рабочей жидкости и газа в приемной камере эжектора, использовалось приведенное давление. Было установлено, что использование приведенного давления облегчает подбор оптимальных геометрических и режимных параметров жидкостно-газового эжектора. С уменьшением значения приведенного давления энергоэффективность эжектора возрастает, а оптимальная относительная длина камеры смешения сокращается, и наоборот. Результаты исследований могут быть применены в целях усовершенствования методик подбора оптимальных геометрических и режимных параметров жидкостно-газовых эжекторов.

Liquid-jet gas pumps are widely used for water-gas stimulation with pump-ejector systems, utilization of associated petroleum gas, reduction of annular pressure in oil wells equipped with electric-driven vane pumps, etc. Meanwhile, in spite of relative simplicity of ejector design, a number of questions remain unsolved, related to selection of geometrical parameters of these devices at different pressures of working liquid before the nozzle and gas in the receiving chamber. The paper presents the results of research aimed at examination of mutual influence of working fluid and gas pressures in the receiving chamber on the liquid-jet gas pump's performance at various lengths of mixing chamber. The laboratory experiments were carried out on the test-bench of pump-ejector system. Running water was used as a working fluid, and air was used instead of gas. The jet apparatus was equipped with a cylindrical mixing chamber with a diffuser and a single-jet diaphragm nozzle. Studies were carried out with different mixing chamber lengths, the mixing chamber diameter to nozzle diameter ratio varying from 13.13 to 29.7. Ejected gas pressure in receiving chamber was 0.005-0.6 MPa, pressure of motive fluid in front of the nozzle was 0.705-1.85 MPa. As a mode parameter, which considers the mutual influence of pressure of motive fluid and gas pressure in the receiving chamber, reduced pressure was used. It was found that the use of reduced pressure facilitates the selection of optimal geometric and operating parameters of liquid-jet gas pumps. As the reduced pressure decreases, the energy efficiency of the ejector increases and the optimum relative length of the mixing chamber decreases, and vice versa. The results of the research can be applied to improve methods of selection of optimum geometrical and regime parameters of liquid-gas ejectors.