3.4. Схема эжекторного снаряда с разделением смешанного потока.

Для снижения гидравлического сопротивления и для повышения эффективности работы снаряда может быть применена следующая схема с разделением смешанного потока. В предлагаемой схеме смешанный поток разделен на два. Одна часть этого потока движется традиционно - к забою по межтрубному пространству, а другая сбрасывается непосредственно в затрубное пространство.

Согласно проведенным опытам [8], применение в снаряде схемы эжектора с разделением смешанного потока позволило повысить эффективность его работы за счет гарантированного создания восходящего потока внутри керноприемной трубы по сравнению с традиционной схемой.

Рис. 3.4. Схема эжекторного снаряда с разделением смешанного потока. 1-керноприемная труба; 2-наружная труба; 3-сопло эжектора; 4-камера смешения; 5- канал восходящего потока; 6-отверстие сброса жидкости. Q₁ – расход рабочего потока; Q₂ - восходящий поток жидкости в керноприемной трубе; Q₃ - смешанный поток; Q₄ - разделенный смешанный поток; Q₅ - поток жидкости в затрубном призабойном пространстве при разделении смешанного потока; Q₆ - поток жидкости направленный в затрубное пространство через сбросовое отверстие

Проведем анализ зависимости расхода эжектируемого потока от геометрических параметров эжектора. Вычислим значения величины эжектируемого потока при различных расходах рабочего потока и различных диаметрах эжекторной насадки. Полученные значения представлены в табл. 3.7.

Таблица 3.7.

Рабочий поток Qр, л/мин	Диаметр эжекторной насадки, мм	Диаметр диффузора, мм	Отношение диаметров	Коэффициент эжекции Кэ	Эжектируемый поток Qэ, л/мин
70	6	11	1,83	0,73	51
	7		1,57	0,45	32
	8		1,38	0,27	19
80	6		1,83	0,73	58
	7		1,57	0,45	36
	8		1,38	0,27	22
90	6		1,83	0,73	66
	7		1,57	0,45	41
	8		1,38	0,27	24

Полученные значения представлены на графике:

Зависимость величины расхода эжектируемого потока Q_э от коэффициента эжекции К_э

Затем из полученных данных необходимо выбрать такое значение расхода, которое обеспечивало бы достаточную скорость восходящего потока в керноприемной трубе. Скорость порядка 0,7-0,8 м/с обеспечивает турбулентный режим течения в кольцевом пространстве и достаточна для активного подъема в трубе частиц размером до 2-3мм [8].

Наиболее подходящей является величина расхода 32 л/мин, которая обеспечивается рабочим расходом 70 л/мин и диаметре сопла 7 мм (коэффициент эжекции 0,45).

Расход эжектируемого потока:

Определим скорость восходящего потока жидкости в заполненной керноприемной трубе:

, (3.2.)

где - расход эжектируемого потока, м³/с; - диаметр скважины, м; - наружный диаметр труб, м.

Определим режим течения в кольцевом пространстве:

- турбулентный режим

, (3.3.)

где - коэффициент динамической вязкости, для малоглинистого раствора = Па·с, - эквивалентный диаметр, , - плотность раствора, =1020 кг/м³.

Для гладкого концентрического кольцевого канала значение R_кр=1100, таким образом, в керноприемной трубе обеспечивается турбулентный режим течения. Полученная величина расхода обеспечивает достаточную скорость восходящего потока 0,83 м/с и способствует эффективному выносу шлама из призабойного пространства.