在制作过程中的某个时刻, 大多数井都会遇到储层压力下降的情况，这会阻碍油气生产，因此需要作业者部署人工举升系统. Various artificial lift technologies are available to bring wells back to profitable production rates and to delay the decision to abandon an asset; no single artificial lift technique is applicable for every scenario.

例如, 在斜井中，由于抽油杆与管壁之间的摩擦，有杆抽油机存在局限性. 在产砂量较大的井中，电潜泵(esp)的效率和使用寿命会受到影响, 气体, 或两个. 这些升降机技术也包含不可避免地磨损和必须更换的活动部件, 增加了每口井的成本和延迟生产.

因为它们的井下结构简单，没有活动部件, 在具有挑战性的生产场景中，喷射泵已经成为越来越受欢迎的人工举升选择. 几百年前人们就知道了喷射泵的基本原理, starting in 1738 when Bernoulli's principle was introduced; the principle states that an increase in the speed of a fluid occurs simultaneously with a decrease in its pressure.

尽管油井喷射泵的第一个专利是在19世纪60年代颁发的, 喷射泵技术直到20世纪60年代末才在油田得到应用, 而且只能在陆上油井中使用. 硬件的改进和计算机模型的引入使得泵的设计得以改进，这使得喷射泵在整个20世纪70年代得到了更广泛的应用, 从那时起，它们在其他生产场景中的应用稳步增加.

架构与操作

喷射泵产生高速流体射流，降低井下压力，提高产量. 地下喷射泵的基本工作原理与喷气发动机相似. 泵和发动机都包含一个喷嘴，可以转换为加压, 缓慢流动的流体进入较低的压力, 通过绝热膨胀快速流动的流体. 以喷气发动机为例, 这种快速流动的液体——燃烧的空气和喷气燃料的混合物——产生推动飞机前进的推力. 由高速喷射泵流体运动所产生的推力, 另一方面, 将碳氢化合物带到地面.

喷射泵通过套管柱下入井下，达到浸入井筒生产流体的深度(图1)。. 地面的泵输送一种被称为动力流体的加压流体——通常是成品油, 水或油与采出水的混合物通过油管输送到喷射泵, 流体从哪里流过泵头的喷嘴. 喷嘴在动力流体的流动路径中引入收缩，使流体通过喷嘴的速度根据文丘里效应增加, 伯努利原理的一个推论，它描述了当流体流过管道的收缩部分时流体压力的减小.

因为动力流体以更高的速度离开喷嘴，因此压力低于周围井筒流体的压力, 井筒流体通过生产入口室被吸入泵的低压段. 两种流体流在称为泵喉的短混合管中结合, 动力流体的动量在哪里被转移到产出流体中. 当液体到达喉咙末端时, 小溪已经完全混在一起了, 单个混合流体流具有显著的动能. 然后，流体混合物转移到一个扩展区域扩散器，该扩散器将动能转换为流体中的静压. 该压力足够高，可以通过第二根管柱将流体混合物提至地面.

泵的尺寸

喷射泵的性能主要取决于泵的排出压力, 而动力流体-储层流体混合物返回地面时的气液比又会影响哪一个. 通过考虑储层流体中的气/油比和进入喉部的动力流体体积，优化该比例以最大化举升是一个复杂的过程，需要对混合物进行微调. 动力流体的最佳体积是由喷嘴的大小和供应动力流体的地面泵的工作压力决定的. 平衡动力流体速率, 喷嘴尺寸和泵排出压力是一个迭代过程，需要逐次精确估计.

许多喷射泵供应商已经开发了内部计算机程序，使用这些参数进行应用设计所需的迭代计算. 计算序列的目的是将喷射泵的性能曲线叠加到井的流入动态关系(IPR)曲线上, 它是井底流动压力与产液速率关系的图形表示(图2)。. 两条曲线的交点代表了该井中基于原始参数的泵的性能. 从这里开始, 供应商可以对程序输入进行连续更改，例如喷嘴尺寸和地面压力，直到设计出能够为油井提供所需泵性能的设计.

优点和缺点

在许多现场应用中, 喷射泵提供了多种操作优势, 包括多功能性, 而不是其他形式的提升. 当喷嘴和喉部的尺寸发生变化时, 喷射泵可以生产深度为300米的井[1],000英尺]到5英尺,500 m [18,从低于8立方米/天(50桶/天)到超过3立方米/天,200 m3/d [20,000桶).

因为喷射泵没有运动部件产生机械磨损, 它们可以在低故障风险和最低维护要求下运行数年. 与其他类型的井下举升系统相比，它们也更加坚固耐用，能够耐受腐蚀性和磨蚀性井液. 作为预防措施, 生产化学品可以与注入的动力流体混合，以帮助控制井下腐蚀, 石蜡和乳液问题. 喷射泵可以处理生产流中大量的游离气体. 作业人员通过电缆安装喷射泵，或者使用加压动力流体将泵送入井下. 通过改变动力流体的流动方向, 技术人员可以将喷射泵带回地面进行维修或更换，而无需花费修井或打捞井下泵的费用. 优化泵的效率，以及条件的变化, 可以在钻井现场快速更换泵的喷嘴和喉道，并将泵重新部署到井下.

喷射泵容易出现一些设计缺陷, 包括由于生产流体进入泵体时的快速加速而在喉部入口处形成气穴的风险. 当流体的速度迅速增加时，流体压力可以下降到它的蒸汽压. 在这种低压下形成气腔，导致进入喉部的流量受限. 当泵内压力升高时，这些蒸汽腔可能会坍塌, 造成气蚀损坏-泵内部部件的侵蚀. 现场经验表明，在大多数油井中，空化引起的侵蚀率很低, 但在含水率高、天然气含量少的井中，这一比例可能会增加.

选择油作为动力流体是有问题的. 石油不仅会给井场带来火灾隐患, 但是，这种作业所需的大量石油库存也降低了油井的盈利能力.

因为它们本质上是高速混合装置, 喷射泵容易产生明显的内部湍流和摩擦, 这使得马力效率(用于将流体从井中提出来的总功率的百分比)下降到35%左右. 尽管这比使用容积泵的效率要低, 喷射泵的操作优势使其成为许多井更可靠、更经济的解决方案.

多种应用和井况

喷射泵具有足够的灵活性，可以在各种情况下提高产量，但通常部署在由于具有挑战性的几何形状和流体成分而难以生产的井中. 该泵体积小巧，无需钻机安装，非常适合于水平井和大斜度井. 喷射泵可以每30米(100英尺)旋转24°。, 并且在斜井和直井中均表现出同样的可靠性.

因为泵能够处理高容量, 高气体和高固体, 它非常适合早期油井生产应用. 射流泵可以通过提高地面泵的马力来增加动力流体的流量，从而在大批量生产井中可靠地运行.

喷射泵采用高强度制造, 耐腐蚀合金适用于具有高腐蚀性产出流体和高固体产量的井. 采用高温弹性体作为密封元件, 喷射泵可以在高温生产环境中可靠运行. 加热的动力流体可以通过喷射泵泵送，以稀释粘性原油，并在稠油生产中实现一致的流动.

射流泵已成功应用于边际海上油井，在这些油井中，由于干预成本高，esp难以使用. 这种泵也被用于天然气、煤层气和页岩井的脱水. 在液压增产后的反排作业中, 喷射泵能够以300 m3/d的速度快速、经济地回收流体和支撑剂[2],[000桶/天]或更多.

未来的发展

喷射泵供应商不断改进泵的设计，以帮助油气运营商以最小的运营成本提高产量. 目前的趋势是在一个地点定位多口井, 这给一些传统的电梯系统带来了物流和占地面积问题. 射流泵可以通过管汇系统配置，以运行多口井, 通过限制现场设备的数量来减少租赁运营费用.

尽管早期版本的喷射泵以高能耗和提高操作成本而闻名, 新技术使得地面泵可以直接使用来自井中的天然气作为动力. 针对特定发动机模型预先校准的集成控制系统有助于优化发动机在气体流速或BTU水平波动时的性能，同时确保现场作业通过减少气体燃烧到大气中来保持排放合规.

随着设计创新的不断进行, 喷射泵似乎很好地解决了行业对各种边际生产情况下经济可靠的举升解决方案的需求.