Метою даної роботи є підвищення ефективності установок штангових насосів шляхом застосування нафтогазових ежекторів, встановлених вище динаміного рівня свердловин, при їх експлуатації нафтовидобувних свердловин. Сформульована мета роботи досягається через реалізацію таких задач: - проведення аналізу наявного рівня розвитку та областей застосування ежекційних технологій в нафтогазовидобувній промисловості і відбір корисних теоретичних та експериментальних результатів для проведення власних досліджень; - виконання теоретичних досліджень зі встановлення параметрів експлуатації штангового насоса та нафтогазового ежектора, отриманні рівнянь, що характеризують його роботу, та визначення критеріїв подібності при роботі ежектора у свердловині зі штанговим насосом; - проведення експериментальних досліджень на прикладі водоповітряних та водогазових ежекторів з метою встановлення взаємозв'язку між їх геометричними та робочими параметрами і перевірка коректності отриманих рівнянь нафтогазових ежекторів; - встановлення раціональних режимів сумісної експлуатації свердловинного штангового насоса (СШН) з ежектором та розробка його перспективних конструктивних схем. ЗМІСТ ВСТУП 4 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ СУЧАСНОГО РІВНЯ РОЗВИТКУ ЕЖЕКЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ НАФТОГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН 10 1.1 Дослідження досвіду застосування струминних апаратів при експлуатації свердловин 10 1.1.1 Застосування нафтопромислових струминних насосів в процесі видобування нафти 11 1.1.2 Застосування газопромислових свердловинних струминних насосів 22 1.1.3 Застосування ежекційних систем для збору нафти і газу 24 1.1.4 Застосування ежекційних систем для інтенсифікації методів нафтовилучення 27 1.2 Узагальнення конструкцій нафтогазогіромислових струминних апаратів 30 1.3 Аналіз методик розрахунку нафтопромислових струминних апаратів 33 ВИСНОВКИ ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ АНАЛІЗУ TA ПОСТАНОВКА ОСНОВНИХ ЗАДАЧ ДОСЛІДЖЕННЯ 39 РОЗДІЛ 2 ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ СТВОРЕННЯ НОВОЇ КОМПОНОВКИ ЗАНУРЕНОЇ НАСОСНО-ЕЖЕКТОРНОЇ СИСТЕМИ 41 2.1 Розробка схеми тандемної установки СШН - ежектор для нафтової свердловини 41 2.2 Визначення закону руху точки підвісу штанг верстатів-качалок 43 2.3 Визначення розподілу тиску, температури та швидкості руху газорідинної суміші вздовж стовбура нафтової свердловини 55 2.4 Розробка уточненого методу визначення розподілу тиску і температури вздовж стовбура нафтової свердловини 67 2.5 Розробка математичної моделі роботи нафтогазових ежекторів у нафтових свердловинах 75 ВИСНОВКИ ДО РОЗДІЛУ 2 102 РОЗДІЛ З ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ РІДИННОЕАЗОВИХ ЕЖЕКЦІЙНИХ СИСТЕМ 104 3.1 Формулювання завдань експериментальних досліджень 104 3.2 Опис лабораторних ежекторних установок для інжекції повітря та вуглекислого газу 106 3.3 Програма і методика проведення експериментальних досліджень 111 3.4 Аналіз результатів лабораторних експериментальних досліджень 113 ВИСНОВКИ ДО РОЗДІЛУ 3 133 РОЗДІЛ 4 ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ МІСЦЯ РОЗТАШУВАННЯ ЕЖЕКТОРА В СВЕРДЛОВИНІ TA ЙОГО ПАРАМЕТРІВ 135 4.1 Вибір раціонального місця розміщення ежектора у свердловині та визначення його геометричних розмірів 135 4.2 Розробка перспективних конструкцій свердловинних струминних апаратів 145 ВИСНОВКИ ДО РОЗДІЛУ 4 144 ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ РОБОТИ 150 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 153 ДОДАТКИ 167