深井高压条件下射流泵气液两相流数值模拟与结构优化研究

为解决深井高压作业中传统人工举升技术的瓶颈问题，研究人员采用CFD方法结合Solidworks建模和ANSYS ICEM网格划分，基于k-ε湍流模型对井下射流泵气液两相流特性展开研究。通过理论公式与现场数据优化，确定面积比0.23–0.28、喷嘴-喉管间隙2–3倍喷嘴直径等关键参数范围，系统验证了压力分布与湍流场演变规律，为深井高效开采提供理论支撑。

　　

这项研究瞄准深井高压环境对人工举升技术的挑战，采用计算流体力学(CFD)手段对井下射流泵内的气液两相流进行精准捕捉。通过Solidworks构建三维模型，ANSYS ICEM生成高质量网格，并运用经典的k-ε湍流模型开展数值解算。研究发现，射流泵性能犹如精密调谐的乐器，其"音准"主要取决于四大结构参数：面积比(喷嘴与喉管截面积之比)、喷嘴-喉管间隙(2-3倍喷嘴直径的黄金距离)、喉管长度(7-8倍喉管直径的"共振腔")以及6°的扩压器倾角。其中面积比堪称"首席演奏家"，对水力效率影响最为显著。

研究团队巧妙融合理论设计经验公式与油田现场数据，通过数值模拟的"数字显微镜"，观察到压力场如等高线般层层递进，速度场似激流勇进般跌宕起伏，湍流场则像风暴漩涡般瞬息万变。这些生动流场特征验证了优化参数的可靠性，为深井开采装备装上了"流体动力学导航仪"，既提升举升效率，又降低开采成本，堪称石油工程与流体力学的一次完美协奏。