喷射器因其结构简单,没有运动部件,不易损坏等优点,在石油天然气开采、化工、轻工、制冷等工业技术领域获得了越来越广泛的应用。在原油举升中由于喷射器比传统有杆泵优点更加突出,适应性更强,因此使用量持续攀升并且开始逐步取代传统有杆泵。目前对喷射器工作流体的研究热点主要集中于水、油和水蒸气上,而对空气却鲜有报道。为了确定采油用空气喷射器的几何模型,从各参数的定义出发修正了前苏联索科洛夫提出的气体动力函数法,推导出了基于真实气体的喷射器设计基本方程,使其不仅能够用于低压下的理想气体,而且能够应用于高压下的真实气体,通过案例对比研究表明:低压工况下,两种方法计算结果吻合,但在高压工况下,两种方法的结果却差异明显,说明修正的设计方法不仅覆盖了索科洛夫设计方法,而且弥补了索科洛夫设计方法的局限,可适用于从低压到高压全压范围的喷射器设计。同时运用C#语言开发了空气喷射器的设计程序并进行了空气喷射器模型几何尺寸的计算,极大地简化了喷射器的设计工作。对空气喷射器的速度场与压力场进行了数值模拟,结果显示模拟结果与理论计算结果非常接近,证明了数值模拟方法的可靠性。在此基础上,通过数值模拟分析了空气喷射器的喷嘴距、混合室直径、混合室长度、扩散器长度等重要的几何尺寸对喷射器性能的影响规律,结果表明:喷嘴距和混合室直径都存在一个最合适值,大于或小于该值都会造成性能的下降;混合室与扩散器的长度过长容易造成沿程附加损失,混合室长度过短会导致混合过程的不充分,扩散器长度过短则会造成截面尺寸突变而产生附加损失。利用正交实验分析法对空气喷射器的喷嘴距、面积比、混合室长径比三个因素的三个水平进行正交实验设计,利用数值模拟方法对9个正交实验模型进行了数值模拟,对模拟结果进行极差分析和方差分析确定了喷嘴距、面积比、混合室长径比三个因素的优化组合。针对性能最优结构模拟分析了工作空气入口压力、引射液体入口压力和出口压力等工作参数对喷射器喷射性能的影响规律,为更好的指导现场操作提供了依据。最后对油田现场8口油井的数据进行了调研,将设计工况下性能最优结构的模拟结果与现场调研数据进行了综合比对,结果表明:空气喷射器的安全性、引射液体流量和举升高度均能满足现场生产需求,空气喷射器原油举升工艺具有可行性。