Интегрированная подача в технологическом процессе на буровой площадке

Группа изобретений относится к подземным операциям обработки скважин в нефтяной и газовой промышленности, и в частности к гидроразрыву пласта. Технический результат повышение эффективности операций обработки пласта, в том числе гидроразрыва, и надежности работы устройства. Устройство для формирования смесей предусматривает использование узла смешения. Этот узел содержит раму и узел реологического контроля. Узел реологического контроля содержит средство для приема первого материала из первого транспортирующего механизма, систему диспергирования и/или смешения, соединенную с рамой, и первую дозирующую систему. Эта система выполнена с возможностью дозирования первого материала из принимающего первый материал средства в систему диспергирования и/или смешения. Система диспергирования и/или смешения выполнена с возможностью диспергирования и/или смешивания дозированного первого материала с текучей средой для формирования первой текучей смеси. Имеется узел перемешивания крупной твердой фракции. Этот узел содержит средство для приема второго материала из второго транспортирующего механизма. При этом второй материал является материалом крупной твердой фракции. Имеется система перемешивания твердой фракции, соединенная с рамой, и вторая дозирующая система, выполненная с возможностью дозирования второго материала из принимающего второй материал средства в систему перемешивания твердой фракции. Система перемешивания твердой фракции выполнена с возможностью перемешивания дозированного второго материала с первой текучей смесью для формирования второй текучей смеси. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 22 ил.

 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США № 61/992146, названной “Integrated Process Delivery at Wellsite”, патентный реестр № IS14.8472-US-PSP, поданной 12 мая 2014 г., полное раскрытие которой включено в настоящий документ по ссылке.

Предпосылки изобретения

[0002] Текучие смеси или гели с высокой вязкостью, содержащие гидратируемый материал и/или добавки, смешиваемые с водой и/или другой гидратирующей текучей средой, применяются в гидроразрыве пласта и других подземных операциях обработки скважины. Данные текучие смеси с высокой вязкостью составляются на буровой площадке или транспортируются на буровую площадку с удаленной площадки. Гидратация является процессом, в котором гидратируемый материал сольватируется, абсорбируется и/или иначе вступает в реакцию с гидратирующей текучей средой, создавая текучую смесь с высокой вязкостью. Степень гидратации гидратируемого материала может быть увеличена посредством выдерживания гидратируемый материал в гидратирующей текучей среде во время этапа процесса, называемого временем выдерживания, например, этап может проходить в одной или более емкостях гидратации.

[0003] Гидратация и связанное c ней увеличение вязкости происходит в течение отрезка времени, соответствующего времени выдерживания гидратируемого материала в гидратирующей текучей среде. Таким образом, скорость гидратации гидратируемого материала является внимательно исследуемым фактором в операциях гелеобразования, с помощью которых текучая смесь с высокой вязкостью непрерывно производится на месте работы и по ходу работ на буровой площадке. Для получения достаточной гидратации и/или вязкости применяются баки значительной длины или последовательность крупных баков, обеспечивающих гидратируемому материалу достаточный объем и, следовательно, время выдерживания в гидратирующей текучей среде. Такие емкости транспортируются на буровую площадку или место вблизи площадки. Например, гидратируемый материал может быть смешан с гидратирующей текучей средой до введения в последовательность баков, а в процессе прохода текучей смеси через последовательность баков гидратируемый материал может гидратироваться в достаточной степени.

[0004] Обычный бак гидратации с гравитационным течением не может работать с текучей смесью высокой концентрации. Поэтому применяются другие имеющие большой объем баки для достаточного разбавления текучей смеси до получения достаточно низкой вязкости, обеспечивающей проход текучей смеси через бак гидратации с гравитационным течением. Баки гидратации, имеющие большой объем, занимают большую площадь, создают трудности при транспортировке и/или могут быть нетранспортабельными. Поэтому применяются высокопроизводительные механические смесители для смешивания или перемешивания текучих смесей c высокой вязкостью с проппантами, твердыми добавками и жидкими добавками во время операций перемешивания для формирования других текучих смесей, например, жидкостей для гидроразрыва подземного пласта.

[0005] До перемешивания проппант и твердые добавки транспортируют на буровую площадку с помощью средств доставки и подают в смесители во время операций перемешивания. Для предотвращения прерывания в подаче материала средства доставки периодически прибывают на буровую площадку, создавая скопление транспорта. Кроме того, ограниченное число средств доставки может быть припарковано на буровой площадке смежно со смесителями при разгрузке материалов и их подаче в смесители во время операций перемешивания.

[0006] Отдельные блоки оборудования применяются для выполнения операций гелеобразования и перемешивания. Такое функциональное разделение между оборудованием ведет само по себе к низкой производительности, сниженной надежности, возможности монтажа с отступлением от установленных норм и плохому управлению технологическими процессами. Когда оборудование делится на гелеобразующие и перемешивающие узлы, часто используются блоки оборудования с дублирующими функциями в осуществлении объединенного технологического процесса, что увеличивает площадь, занимаемую буровой площадкой и сложность ее построения.

[0007] Каждый блок оборудования может также содержать свой собственный двигатель, генератор и/или другой источник электропитания, который заправляется независимо и который увеличивает объем работы по эксплуатации. Также усугубляются проблемы безопасности и защиты окружающей среды, например, характерные для крупногабаритных и многочисленных шлангов, труб и/или других трубных изделий, соединяющих различные компоненты для перемешивания и смешивания, каждый из которых является чувствительным к протечкам и монтажу с отступлением от установленных норм.

[0008] Операции гелеобразования и перемешивания также становятся более сложными, поскольку приспосабливаются к конкретным подземным коллекторам. Указанное также увеличивает нагрузку на полевой персонал и организацию, увеличивая число блоков оборудования, которое управляется и обслуживается. Кроме того, поскольку средства управления гелеобразованием и перемешиванием в основном управляются вручную, полевой персонал и организация включает в себя большое число опытных, высококвалифицированных операторов.

Сущность изобретения

[0009] Данный краткий обзор представляет подборку концепций, дополнительно рассмотренных ниже в подробном описании изобретения. Данный обзор в общем не идентифицирует неотъемлемые признаки заявленного объекта изобретения и не ограничивает его объем.

[0010] Настоящее раскрытие предоставляет устройство, которое включает в себя узел смешения имеющий раму, участок реологического контроля и участок перемешивания крупной твердой фракции. Участок реологического контроля включает в себя средство для приема первого материала из первого транспортирующего механизма, систему диспергирования и/или смешения, соединенную с рамой, и первую дозирующую систему для дозирования первого материала из принимающего первый материал средства в систему диспергирования и/или смешения. Система диспергирования и/или смешения выполнена с возможностью диспергирования и/или смешивания дозированного первого материала с текучей средой для формирования первой текучей смеси. Участок перемешивания крупной твердой фракции включает в себя средство для приема второго материала из второго транспортирующего механизма, систему перемешивания твердой фракции, соединенную с рамой, и вторую дозирующую систему для дозирования второго материала из принимающего второй материал средства в систему перемешивания твердой фракции. Система перемешивания твердой фракции выполнена с возможностью перемешивания дозированного второго материала с первой текучей смесью для формирования второй текучей смеси. Второй материал может являться материалом крупной твердой фракции, например, таким как проппант или другой зернистый материал.

[0011] Настоящее раскрытие также представляет способ, в котором первые транспортирующие механизмы задействуются для перемещения соответствующих материалов, принимаемых c соответствующих средств доставки в соответствующие емкости. Каждый из материалов имеет отличающийся состав. Вторые транспортирующие механизмы задействуются для перемещения одного из упомянутых соответствующих материалов из одной из упомянутых соответствующих емкостей в узел смешения. Узел смешения задействуется для по меньшей мере частичного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта с использованием каждого из материалов, принимаемых из каждого из вторых транспортирующих механизмов.

[0012] Настоящее раскрытие также предоставляет устройство, которое включает в себя систему для буровой площадки для применения в операции гидроразрыва подземного пласта. Система для буровой площадки включает в себя мобильную раму основания, имеющую открытую зону, простирающуюся по меньшей мере частично через нее, и многочисленные емкости, размещенные на мобильной раме основания на упомянутой открытой зоной. Емкости предназначены для содержания твердых материалов большого объема. Система для буровой площадки также включает в себя узел смешения, имеющий первый и второй смесители. Узел смешения выполнен с возможностью передвижения внутри открытой зоны так, что в открытой зоне принимающее средство первого смесителя совмещается с выгрузкой гравитационной подачи твердых материалов большого объема из по меньшей мере одной из емкостей.

[0013] Настоящее раскрытие также предоставляет способ, который включает в себя развертывание мобильной рамы основания на буровой площадке. Мобильная рама основания включает в себя открытую зону, простирающуюся по меньшей мере частично через нее. Многочисленные емкости монтируются на мобильной основной раме. Емкости предназначены для содержания твердых материалов большого объема. Узел смешения транспортируется в открытую зону так, что принимающие материал средства узла смешения совмещаются с выгрузкой гравитационной подачи твердых материалов большого объема из по меньшей мере одной из емкостей. Узел смешения включает в себя раму, первый смеситель соединен с рамой, а второй смеситель соединен с рамой и проточно связан с первым смесителем. Принимающие материал средства принимают и направляют выгрузку гравитационной подачи твердых материалов большого объема в по меньшей мере один из первого и второго смесителей.

[0014] Данные и дополнительные аспекты настоящего раскрытия изложены в описании, приведенном ниже, и/или могут рассматриваться специалистом в данной области техники при прочтении материалов в данном документе и/или осуществлении на практике принципов, описанных в данном документе. По меньшей мере некоторые аспекты настоящего раскрытия могут быть реализованы средствами, указанными в приложенной формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

[0015] Настоящее раскрытие становится понятным из следующего подробного описания с прилагаемыми фигурами. Специально указываем, что согласно стандартной практикe в промышленности, различные элементы вычерчены без соблюдения масштаба. Фактически, размеры различных элементов могут быть произвольно увеличены или уменьшены для ясности при рассмотрении.

[0016] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение по меньшей мере части примерного варианта исполнения устройства согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0017] Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение по меньшей мере части примерного варианта исполнения устройства согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0018] Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение части примерного варианта исполнения устройства, показанного на фиг. 2 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0019] Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение части примерного варианта исполнения устройства, показанного на фиг. 2 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0020] Фиг. 5 представляет собой развернутый вид примерного варианта исполнения части устройства, показанного на фиг. 2 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0021] Фиг. 6 представляет собой развернутый вид примерного варианта исполнения части устройства, показанного на фиг. 2 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0022] Фиг. 7 представляет собой схематическое изображение примерного варианта исполнения части устройства, показанного на фиг. 3 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0023] Фиг. 8 представляет собой схематическое изображение по меньшей мере части примерного варианта исполнения устройства согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0024] Фиг. 9-12 представляют собой схему последовательности операций по меньшей мере частей примерного варианта исполнения способа согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0025] Фиг. 13 представляет собой вид в перспективе примерного варианта исполнения устройства, показанного на фиг. 1, согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0026] Фиг. 14 представляет собой вид в перспективе примерного варианта исполнения части устройства, показанного на фиг. 13 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0027] Фиг. 15 представляет собой вид в перспективе примерного варианта исполнения по меньшей мере части устройства согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0028] Фиг. 16 представляет собой вид в перспективе примерного варианта исполнения устройства, показанного на фиг. 15 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0029] Фиг. 17 представляет собой вид в перспективе примерного варианта исполнения устройства, показанного на фиг. 2, 3 и 4, согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0030] Фиг. 18 представляет собой схему последовательности операций по меньшей мере части примерного варианта исполнения способа согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0031] Фиг. 19 представляет собой схему последовательности операций по меньшей мере части примерного варианта исполнения способа согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0032] Фиг. 20 представляет собой схему последовательности операций по меньшей мере части примерного варианта исполнения способа согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0033] Фиг. 21 представляет собой схему последовательности операций по меньшей мере части примерного варианта исполнения способа согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

[0034] Фиг. 22 представляет собой схему последовательности операций по меньшей мере части примерного варианта исполнения способа согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия.

Подробное описание изобретения

[0035] Понятно, что следующее раскрытие дает много отличающихся вариантов исполнения или примеров для исполнения отличающихся элементов различных вариантов исполнения. Конкретные примеры компонентов и конструкций описаны ниже для упрощения понимания настоящего раскрытия. В данном описании естественно приведены только примеры, не накладывающие ограничений. В дополнение, в настоящем раскрытии в различных примерах могут повторяться ссылочные цифры и/или буквы. Данное повторение обеспечивает простоту и ясность и не диктует взаимосвязей между различными рассматриваемыми вариантами исполнения и/или конфигурациями. Кроме того, выполнение первого элемента над или на втором элементе в описании, приведенном ниже, может включать в себя варианты исполнения, в которых первый и второй элементы выполняются в прямом контакте и могут также включать в себя варианты исполнения, в которых дополнительные элементы могут быть введены между первыми и вторыми элементами так, что первый и второй элементы могут не иметь прямого контакта.

[0036] Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение по меньшей мере части примерного варианта исполнения системы 100 для буровой площадки, установленной на поверхности 101 буровой площадки согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Система 100 для буровой площадки содержит узел 200 смешения, функционально соединенный с множеством емкостей 102 для бестарного хранения, наполняемых различными текучими средами, твердыми фракциями, добавками, зернистыми материалами и/или другими материалами (ниже в данном документе вместе называются “множеством материалов”) с помощью множества транспортирующих механизмов 104. Транспортирующие механизмы 104 выполнены с возможностью перемещения или иной доставки множества материалов из соответствующей одной из емкостей 102 для бестарного хранения в узел 200 смешения. Узел 200 смешения выполнен с возможностью приема и смешивания или иного перемешивания множества материалов для формирования одной или более текучих смесей, которые могут формировать по меньшей мере часть практически непрерывного потока жидкости для гидроразрыва подземного пласта, применяемой в операциях гидравлического разрыва подземного пласта.

[0037] Например, система 100 для буровой площадки может содержать емкость 110 для бестарного хранения, такую как бункер или бак для содержания гидратируемого материала, например, гелеобразующих агентов, гуара, полимеров, синтетических полимеров, галактоманнана, полисахаридов, целлюлозы и глины среди других примеров. Емкость 110 для бестарного хранения может быть функционально соединена с узлом 200 смешения через транспортирующий механизм 112, простирающийся между емкостью 110 для бестарного хранения и узлом 200 смешения. Транспортирующий механизм 112 может включать в себя дозирующий питатель, шнековый питатель, винтовой транспортер, конвейер и/или т.п., и может простираться между емкостью 110 для бестарного хранения и узлом 200 смешения, так что впуск транспортирующего механизма 112 может быть расположен в целом ниже емкости 110 для бестарного хранения, а выпуск может быть расположен в целом над узлом 200 смешения. Лопасть, простирающаяся по длине транспортирующего механизма 112, например, может быть функционально соединена с двигателем, выполненным с возможностью вращения лопасти. При работе узла 200 смешения вращающаяся лопасть может двигать гидратируемый материал от впуска к выпуску, в результате чего гидратируемый материал может сбрасываться, подаваться или иначе вводиться в узел 200 смешения.

[0038] Транспортирующий механизм 112 может также или вместо этого включать в себя систему пневматической подачи, в которой сжатый газ, например воздух, используется для приведения в движение гидратирующего материала из емкости 110 для бестарного хранения в узел 200 смешения. Система пневматической подачи может содержать вакуумный насос, который может создавать вакуум, предназначенный для вытягивания гидратирующего материала из емкости 110 для бестарного хранения и перемещения гидратирующего материала в узел 200 смешения по системе труб.

[0039] Емкость 110 для бестарного хранения может являться мобильной емкостью или полуприцепом, который может позволять ее транспортировку на поверхность 101 буровой площадки. Вместе с тем, емкость 110 для бестарного хранения может быть передвигаемой или же стационарной и/или может быть временно или постоянно установлена на поверхности 101 буровой площадки.

[0040] Система 100 для буровой площадки может дополнительно содержать емкость 120 для бестарного хранения, которая может включать в себя множество емкостей для хранения жидких добавок, таких как сшиватели, разбавители геля, поверхностно-активные вещества, стабилизаторы неустойчивых глин, хлористоводородная кислота и понизители трения среди других примеров. Емкость 120 для бестарного хранения может быть функционально соединена с узлом 200 смешения через транспортирующий механизм 122, простирающийся между одной или более из емкостей 120 для бестарного хранения и узлом 200 смешения. Транспортирующий механизм 122 может включать в себя одну или более труб для текучей среды, простирающихся между емкостью 120 для бестарного хранения и узлом 200 смешения. Транспортирующий механизм 122 может дополнительно содержать один или более насосов для текучей среды, выполненных с возможностью перемещения жидкой добавки из емкости 120 для бестарного хранения в узел 200 смешения.

[0041] Емкость 120 для бестарного хранения может образовывать часть мобильной емкости или полуприцепа, который может позволять транспортировку на поверхность 101 буровой площадки. Вместе с тем, емкость 120 для бестарного хранения может быть передвигаемой или же стационарной и/или может быть временно или постоянно установлена на поверхности 101 буровой площадки.

[0042] Система 100 для буровой площадки может также содержать емкость 130 для бестарного хранения, которая может включать в себя бункер или короб для хранения большого объема сыпучего материала (ниже в данном документе называемого твердой добавкой). Твердая добавка может являться сухой или частично сухой и может включать в себя волокнистые материалы, например, стекловолокно, фенолформальдегиды, полиэстеры, полимолочную кислоту, кедровую кору, измельченные стебли сахарного тростника, минеральное волокно и волос среди других примеров. Твердая добавка может быть упакована в небольшие оболочки, например, пакеты, таблетки, мешки и/или другие упаковочные средства, которые могут улучшить обращение во время процесса перемещения и/или течения внутри емкости 130 для бестарного хранения, и которые могут уменьшать пылеобразование. Упаковочные средства могут растворяться или разрываться после введения в узел 200 смешения.

[0043] Емкость 130 для бестарного хранения может быть функционально соединена с узлом 200 смешения через транспортирующий механизм 132, простирающийся между емкостью 130 для бестарного хранения и узлом 200 смешения. Транспортирующий механизм 132 может включать в себя дозирующий питатель, шнековый питатель, винтовой транспортер, конвейер и/или подобное и может простираться между емкостью 130 для бестарного хранения и узлом 200 смешения, так что впуск транспортирующего механизма 132 может быть расположен в целом ниже емкости 130 для бестарного хранения, а выпуск может быть расположен в целом над узлом 200 смешения. Лопасть, простирающаяся по длине транспортирующего механизма 132, например, может быть функционально соединена с двигателем, выполненным с возможностью вращения лопасти. При работе узла 200 смешения вращающаяся лопасть может передвигать твердую добавку от впуска к выпуску, при помощи чего твердая добавка может сбрасываться, подаваться или иначе вводиться в узел 200 смешения.

[0044] Транспортирующий механизм 132 может также или вместо этого включать в себя механизм с гравитационной подачей. Например, нижняя часть емкости 130 для бестарного хранения может иметь сужающуюся конфигурацию, заканчивающуюся спускным лотком, расположенным в целом над узлом 200 смешения или в загрузочной воронке или другой принимающей материал части узла 200 смешения. Во время операций смешивания спускной лоток может быть открыт и закрыт исполнительным механизмом для обеспечения сброса, подачи или иного введение твердых добавок в узел 200 смешения. Емкость 130 для бестарного хранения может быть ориентирована вертикально и расположена в поднятом положении над узлом 200 смешения, так чтобы обеспечить размещение узла 200 смешения по меньшей мере частично ниже емкости 130 для бестарного хранения. Такой вариант исполнения может обеспечивать расположение спускного лотка емкости 130 для бестарного хранения над узлом 200 смешения или в принимающей материал части узла 200 смешения, чтобы обеспечить сброс, подачу или иное введение твердых добавок в приемную часть узла 200 смешения. Емкость 130 для бестарного хранения может являться мобильной емкостью или полуприцепом, который может позволять его транспортировку на поверхность 101 буровой площадки. Вместе с тем, емкость 130 для бестарного хранения может быть передвигаемой или же стационарной, и/или может быть временно или постоянно установлена на поверхности 101 буровой площадки.

[0045] Система 100 для буровой площадки может также содержать емкость 140 для бестарного хранения, которая может включать в себя множество бункеров или коробов для хранения зернистого материала. Зернистый материал может представлять собой или содержать твердый и/или сухой материал, например проппант, включающий в себя песок, подобные песку частицы, диоксид кремния и кварц среди других примеров. Зернистый материал может также или вместо этого содержать слюду и/или волокнистые материалы. Зернистый материал также может быть инкапсулирован, как описано выше по отношению к материалам твердой добавки. Зернистый материал также называется в данном документе как крупная твердая фракция.

[0046] Емкость 140 для бестарного хранения может быть функционально соединена с узлом 200 смешения через транспортирующий механизм 142, простирающийся между емкостью 140 для бестарного хранения и узлом 200 смешения. Транспортирующий механизм 142 может включать в себя дозирующий питатель, шнековый питатель, винтовой транспортер, конвейер и т.п., и может простираться между емкостью 140 для бестарного хранения и узлом 200 смешения, так что впуск транспортирующего механизма 142 может быть расположен в целом под емкостью 140 для бестарного хранения, а выпуск может быть расположен в целом над узлом 200 смешения. Лопасть, простирающаяся по длине транспортирующего механизма 142, например, может быть функционально соединена с двигателем, выполненным с возможностью вращения лопасти. При работе узла 200 смешения вращающаяся лопасть может передвигать зернистый материал от впуска к выпуску, с помощью чего зернистый материал может сбрасываться, подаваться или иначе вводиться в узел 200 смешения .

[0047] Транспортирующий механизм 142 может также или вместо этого включать в себя механизм с гравитационной подачей. Например, нижняя часть емкости 140 для бестарного хранения может содержать сужающуюся конструкцию, заканчивающуюся спускным лотком, расположенным в целом над узлом 200 смешения или в загрузочной воронке или другой принимающей материал части узла 200 смешения. Во время операций смешивания спускной лоток может быть открыт и закрыт исполнительным механизмом обеспечивая сброс, чтобы позволить сброс, подачу или иное введение зернистого материала в узел 200 смешения. Емкость 140 для бестарного хранения может быть ориентирована вертикально и расположена в поднятом положении над узлом 200 смешения, так что можно обеспечивать установку узла 200 смешения по меньшей мере частично ниже емкости 140 для бестарного хранения. Такая конфигурация может обеспечивать установку спускного лотка емкости 140 для бестарного хранения над узлом 200 смешения или в принимающей материал части узла 200 смешения, чтобы обеспечивать сброс, подачу или иное введение зернистого материала в приемную часть узла 200 смешения.

[0048] Емкость 140 для бестарного хранения может являться мобильной емкостью или полуприцепом, который может позволять его транспортировку на поверхность 101 буровой площадки. Вместе с тем, емкость 140 для бестарного хранения может быть передвигаемой или же стационарной и/или может быть временно или постоянно установлена на поверхности 101 буровой площадки.

[0049] Система 100 для буровой площадки может также содержать емкость 150 для бестарного хранения, которая может включать в себя множество емкостей для хранения гидратирующей текучей среды, например, текучей среды на водной основе или содержащего воду раствора среди других примеров. Емкость 150 для бестарного хранения может быть проточно соединена с узлом 200 смешения через транспортирующий механизм 152, выполненный с возможностью перемещения гидратирующей текучей среды из емкости 150 для бестарного хранения в узел 200 смешения. Транспортирующий механизм 152 может содержать одну или более труб для текучей среды, простирающихся между емкостью 150 для бестарного хранения и узлом 200 смешения. Транспортирующий механизм 152 может дополнительно содержать один или более насосов для текучей среды, выполненных с возможностью перемещения гидратирующей текучей среды из емкости 150 для бестарного хранения в узел 200 смешения.

[0050] Емкость 150 для бестарного хранения может являться мобильной емкостью или полуприцепом, который может позволять его транспортировку на поверхность 101 буровой площадки. Вместе с тем, емкость 150 для бестарного хранения может быть передвигаемой или же стационарной и/или может быть временно или постоянно установлена на поверхности 101 буровой площадки.

[0051] Система 100 для буровой площадки может дополнительно содержать множество дополнительных транспортирующих механизмов 106, выполненных с возможностью перемещения или иной доставки одного из множества материалов из соответствующего одного из множества средств 108 доставки в соответствующие емкости для бестарного хранения. В примерном варианте исполнения, показанном на фиг. 1, транспортирующие механизмы 106 включают в себя транспортирующий механизм 162, транспортирующий механизм 172, транспортирующий механизм 182 и транспортирующий механизм 192. Во время операций смешивания средства 108 доставки могут входить в зону 103 доставки материала на поверхности 101 буровой площадки для разгрузки множества материалов. Зона 103 доставки материала может находиться смежно с каждым из транспортирующих механизмов 106 и на расстоянии от узла 200 смешения и/или емкостей 102 для бестарного хранения. Емкости 102 для бестарного хранения могут находиться между узлом 200 смешения и зоной 103 доставки материала.

[0052] Гидратируемый материал может периодически доставляться на поверхность 101 буровой площадки средством 160 доставки, содержащим емкость, хранящую гидратируемый материал. Во время подачи средство 160 доставки может быть расположено смежно с транспортирующим механизмом 162, чтобы обеспечивать возможность переноса гидратируемого материала транспортирующим механизмом 162 из средства 160 доставки в емкость 110 для бестарного хранения. Например, каждое средство 160 доставки может содержать емкость, имеющую нижнюю часть с сужающейся конфигурацией, заканчивающейся в одном или более лотках. Во время подачи лотки могут быть размещены над впускной частью транспортирующего механизма 162 и затем открыты, обеспечивая сброс, подачу или иное введение гидратируемого материала в транспортирующий механизм 162.

[0053] Транспортирующий механизм 162 может включать в себя дозирующий питатель, шнековый питатель, винтовой транспортер, ковшовый конвейер, и/или т.п. Транспортирующий механизм 162 может простираться между средством 160 доставки и емкостью 110 для бестарного хранения, так что впуск транспортирующего механизма 162 может быть расположен в целом под средством 160 доставки, а выпуск транспортирующего механизма 162 может быть расположен в целом над емкостью 110 для бестарного хранения. Лопасть, простирающаяся по длине транспортирующего механизма 162, например, может быть функционально соединена с двигателем, выполненным с возможностью вращения лопасти, которая может двигать гидратируемый материал от впуска к выпуску, с помощью чего гидратируемый материал может сбрасываться, подаваться или иначе вводиться в емкость 110 для бестарного хранения.

[0054] Транспортирующий механизм 162 может также или вместо этого включать в себя систему пневматической подачи, в которой сжатый газ, например воздух, применяется для переноса гидратируемого материала из средства 160 доставки в емкость 110 для бестарного хранения. Система пневматической подачи может содержать вакуумный генератор, который может генерировать вакуум, предназначенный для вытягивания гидратируемого материала из средства 160 доставки и перемещения гидратируемого материала в емкость 110 для бестарного хранения по системе труб.

[0055] Емкость средства 160 доставки может являться емкостью 110 для бестарного хранения. Например, средство 160 доставки может подавать полную емкость 110 для бестарного хранения на поверхность 101 буровой площадки для замены или с выгрузкой пустой емкости 110 для бестарного хранения.

[0056] Жидкая добавка может быть периодически доставляемой на поверхность 101 буровой площадки средством 170 доставки, содержащим емкость, хранящую жидкую добавку. Во время подачи средство 170 доставки может быть расположено смежно с транспортирующим механизмом 172, чтобы обеспечивать возможность переноса жидкой добавки транспортирующим механизмом 172 из средства 170 доставки в емкость 120 для бестарного хранения.

[0057] Транспортирующий механизм 172 может включать в себя одну или более труб для текучей среды, простирающихся между средством 170 доставки и емкостью 120 для бестарного хранения. Транспортирующий механизм 172 может дополнительно содержать один или более насосов для текучей среды, выполненных с возможностью перемещения жидкой добавки из средства 170 доставки в емкость 120 для бестарного хранения.

[0058] Твердая добавка может быть периодически доставляемой на поверхность 101 буровой площадки средством 180 доставки, содержащим емкость, хранящую твердую добавку. Во время подачи средство 180 доставки может быть расположено смежно с транспортирующим механизмом 182, чтобы обеспечить возможность переноса твердой добавки транспортирующим механизмом 182 из средства 180 доставки в емкость 130 для бестарного хранения. Например, каждое средство 180 доставки может содержать емкость, имеющую нижнюю часть с сужающейся конфигурацией, заканчивающейся в одном или более лотках. Во время подачи, лотки могут быть размещены над впускной частью транспортирующего механизма 182 и затем открыты, обеспечивая сброс, подачу или иное введение твердых добавок в транспортирующий механизм 182.

[0059] Транспортирующий механизм 182 может включать в себя беспыльный конвейер, дозирующий питатель, шнековый питатель, винтовой транспортер, ковшовый конвейер и/или т.п. и может простираться между средством 180 доставки и емкостью 130 для бестарного хранения, так что впуск транспортирующего механизма 182 может быть расположен в целом под средством 180 доставки, а выпуск транспортирующего механизма 182 может быть расположен в целом над емкостью 130 для бестарного хранения. Лопасть, простирающаяся по длине транспортирующего механизма 182, например, может быть функционально соединена с двигателем, выполненным с возможностью вращения лопасти, которая может двигать твердую добавку от впуска к выпуску, с помощью чего твердая добавка может сбрасываться, подаваться или иначе вводиться в емкость 130 для бестарного хранения.

[0060] Транспортирующий механизм 182 может также или вместо этого включать в себя систему пневматической подачи, в которой сжатый газ, например воздух, используется для переноса твердой добавки из средства 180 доставки в емкость 130 для бестарного хранения. Система пневматической подачи может содержать вакуумный генератор, который может создавать вакуум, предназначенный для вытягивания твердой добавки из средства 180 доставки и перемещения твердой добавки в емкость 130 для бестарного хранения по системе труб.

[0061] Зернистый материал может быть периодически доставляемым на поверхность 101 буровой площадки средством 190 доставки, содержащим емкость, хранящую зернистый материал. Во время подачи средство 190 доставки может быть расположено смежно с транспортирующим механизмом 192, чтобы обеспечивать возможность переноса зернистого материала транспортирующим механизмом 192 из средства 190 доставки в емкость 140 для бестарного хранения. Например, каждое средство 190 доставки может содержать емкость, имеющую нижнюю часть с сужающейся конфигурацией, заканчивающейся в одном или более лотках. Во время подачи лотки могут быть размещены над впускной частью транспортирующего механизма 192 и затем открыты, обеспечивая сброс, подачу или иное введение зернистого материала в транспортирующий механизм 192.

[0062] Транспортирующий механизм 192 может включать в себя дозирующий питатель, шнековый питатель, винтовой транспортер, ковшовый конвейер, и/или т.п. и может простираться между средством 190 доставки и емкостью 140 для бестарного хранения, так что впуск транспортирующего механизма 192 может быть расположен в целом под средством 190 доставки, а выпуск транспортирующего механизма 192 может быть расположен в целом над емкостью 140 для бестарного хранения. Лопасть, простирающаяся по длине транспортирующего механизма 192, например, может быть функционально соединена с двигателем, выполненным с возможностью вращения лопасти, которая может двигать зернистый материал от впуска к выпуску, с помощью чего зернистый материал может сбрасываться, подаваться или иначе вводиться в емкость 140 для бестарного хранения.

[0063] Транспортирующий механизм 192 может также или вместо этого включать в себя систему пневматической подачи, в которой сжатый газ, например воздух, используется для переноса зернистого материала из средства 190 доставки в емкость 140 для бестарного хранения. Система пневматической подачи может содержать вакуумный генератор, который может создавать вакуум, предназначенный для вытягивания зернистого материала из средства 190 доставки и перемещения зернистого материала в емкость 140 для бестарного хранения по системе труб.

[0064] Хотя на фиг. 1 каждое из средств 160, 170, 180, 190 доставки показано с размерами большими, чем некоторые размеры соответствующих емкостей 110, 120, 130, 140 для бестарного хранения, понятно, что каждая из емкостей 110, 120, 130, 140 для бестарного хранения может иметь объем хранения примерно равный или больший, чем объем хранения соответствующего средства 160, 170, 180, 190 доставки. Соответственно, каждая из емкостей 110, 120, 130, 140 для бестарного хранения может быть выполнена с возможностью приема всего количества соответствующего материала, транспортированного соответствующим средством 160, 170, 180, 190 доставки.

[0065] Кроме того, поскольку емкости 110, 120, 130, 140 для бестарного хранения могут быть выполнены с возможностью хранения множества материалов, узел 200 смешения может быть выполнен с возможностью практически непрерывно формировать одну или более текучих смесей, когда один или более из транспортирующих механизмов 106 не перемещают соответствующий материал из соответствующего средства 160, 170, 180, 190 доставки. Другими словами, каждый из транспортирующих механизмов 106 может быть выполнен с возможностью периодически или с перерывами перемещать соответствующие материалы из средств 160, 170, 180, 190 доставки в соответствующие емкости 110, 120, 130, 140 для бестарного хранения, в то время как транспортирующие механизмы 104 могут быть выполнены с возможностью практически непрерывно перемещать соответствующие материалы из соответствующих емкостей 110, 120, 130, 140 для бестарного хранения в узел 200 смешения.

[0066] Система 100 для буровой площадки может также содержать источник 195 электропитания, который может быть выполнен с возможностью обеспечения централизованного распределения электропитания в узел 200 смешения и/или другие компоненты системы 100 для буровой площадки. Источник 195 электропитания может представлять собой или содержать блок двигателя с генератором, который может включать в себя газотурбинный генератор, генератор с двигателем внутреннего сгорания и/или другие источники электропитания. Электрическая энергия может передаваться между источником 195 электропитания и узлом 200 смешения и/или другими компонентами системы 100 для буровой площадки по различным электрическим проводникам 197. Источник 195 электропитания может быть размещен на соответствующем грузовике, полуприцепе, и/или другом транспортере, который предоставляет возможность его транспортировки на поверхность 101 буровой площадки. Вместе с тем, источник 195 электропитания моет быть передвигаемым или же стационарным, и/или может быть временно или постоянно установлен на поверхности 101 буровой площадки.

[0067] Система 100 для буровой площадки может включать в себя более чем один источник 195 электропитания, который может предоставлять возможность расположения каждого источника 195 электропитания как можно ближе к точке энергопотребления. Например, один источник 195 электропитания может быть использован для запитывания одного или более из множества транспортирующих механизмов 106, в то время как другой источник 195 электропитания может быть использован для запитывания узла 200 смешения и/или одного или более из другого множества транспортирующих механизмов 104. Два или более источников 195 электропитания могут также обеспечивать резервирование работы системы 100 для буровой площадки.

[0068] Узел 200 смешения содержит участок 202 реологического контроля. Например, участок 202 реологического контроля может быть выполнен с возможностью диспергировать и гидратировать гидратируемый материал в гидратирующей текучей среде для формирования первой текучей смеси, которая может представлять собой или содержать то, что известно в области техники как гель или суспензия.

[0069] Узел 200 смешения дополнительно содержит участок 210 перемешивания крупной твердой фракций. Например, участок 210 перемешивания крупной твердой фракций может быть выполнен с возможностью перемешивания выгрузки из участка 202 реологического контроля с жидкими добавками, твердыми добавками и/или зернистым материалом для формирования второй текучей смеси, которая может представлять собой или содержать то, что известно в области техники, как жидкость для гидроразрыва подземного пласта. Вторая текучая смесь может затем быть выгружена из узла 200 смешения, например, для дополнительной переработки и/или нагнетания в ствол скважины во время гидроразрыва пласта и/или других операций на буровой площадке.

[0070] Узел 200 смешения может дополнительно содержать участок 212 управления. Например, участок 212 управления может быть выполнен с возможностью контроля и управления рабочими параметрами множества компонентов узла 200 смешения и возможно другими компонентами системы 100 для буровой площадки для формирования первой и второй текучих смесей.

[0071] Система 100 для буровой площадки показана на фиг. 1 и описана выше, как выполненная с возможностью хранения и смешивания множества материалов для формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта. Вместе с тем, понятно, что система 100 для буровой площадки может быть выполнена с возможностью смешивания других текучих сред и материалов для формирования других смесей, которые могут находиться под давлением и/или индивидуально или совместно нагнетаться в ствол скважины во время других нефтепромысловых операций, например, бурения, цементирования, кислотной обработки и/или гидромониторной резки среди других примеров.

[0072] Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение по меньшей мере части примерного варианта исполнения узла 200 смешения согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Узел 200 смешения может быть применен в различных вариантах исполнения буровой площадки. Вместе с тем, для ясности и упрощения понимания узел 200 смешения описан ниже в контексте системы 100 для буровой площадки, показанной на фиг. 1. Таким образом, следующее описание дает ссылки на фиг. 1 и 2, совместно.

[0073] Узел 200 смешения может содержать средство 204 для приема и/или хранения первого твердого материала. Первый твердый материал может быть направлен в средство 204 приема и/или хранения посредством обычного и/или освоенного в будущем средства. Например, первый твердый материал может являться гидратируемым материалом, принимаемым из емкости 110 для бестарного хранения через транспортирующий механизм 112.

[0074] Первый твердый материал может затем быть перемещен в систему 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции. Такое перемещение может происходить с заранее заданным расходом, например, с применением системы 206 дозирования твердой фракции.

[0075] Вода и/или другая текучая среда также могут быть перемещены в систему 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции. Например, текучая среда может вытягиваться или иначе перемещаться из всасывающего коллектора и/или другого впуска (впусков) 218 узла 200 смешения.

[0076] Система 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции может затем быть задействована для диспергирования первого материала твердой фракции в текучей среде, принятой из одного или более впусков 218. Например, в вариантах исполнения, в которых первый твердый материал является гуаром или другим гидратируемым материалом, система 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции может смешивать гидратируемый материал с водой для формирования первой текучей смеси, описанной выше.

[0077] Текучая среда, выгруженная из системы 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции, затем может быть направлена к гидратирующей системе 220. Например, гидратирующая система 220 может являться системой баков, работающей в режиме первый на входе - первый на выходе (FIFO), содержащей одну или более емкостей для гидратации, а первая текучая смесь, выгруженная из системы 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции, может быть направлена через одну или более емкостей гидратации гидратирующей системы 220 для обеспечения гидратация первой текучей смеси.

[0078] В примере исполнения, показанном на фиг. 1 и 2, участок 202 реологического контроля узла 200 смешения включает в себя емкость 204, систему 206 дозирования твердой фракции, систему 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции и гидратирующую систему 220. Участок 202 реологического контроля может также включать в себя дозирующую систему 245 для дозирования выгрузки из участка 202 реологического контроля. Вместе с тем, гидратирующая система 220 и дозирующая система 245 являются необязательными компонентами и могут быть пропущены в некоторых вариантах исполнения участка 202 реологического контроля.

[0079] Текучая среда, выгружаемая из участка 202 реологического контроля может быть перемещена на участок 210 перемешивания крупной твердой фракции узла 200 смешения. Например, текучая среда, выгружаемая из участка 202 реологического контроля, может быть перемещена в буферный бак 260 участка 210 перемешивания крупной твердой фракции. Узел 200 смешения может также содержать транспортирующий насос 240, выполненный с возможностью направления дополнительной воды (или другой текучей среды из одного или более впусков 218) в буферный бак 260. Транспортирующий насос 240 может также выполнять выгрузку в один или более выпусков 275 узла 200 смешения.

[0080] Участок 210 перемешивания крупной твердой фракции может содержать средство 266 для приема и/или хранения крупной твердой фракции. Крупная твердая фракции может быть направлена в средство 266 приема и/или хранения с помощью гравитационной подачи, например, из бункера хранения, установленного над средством 266 приема и/или хранения. Например, крупная твердая фракция может являться зернистым материалом, принятым из емкости 140 для бестарного хранения.

[0081] Крупная твердая фракция может быть затем перемещена в систему 265 перемешивания твердой фракции. Такое перемещение может происходить с заранее заданным расходом, например, с применением системы 267 дозирования крупной твердой фракции. Участок 210 перемешивания крупной твердой фракции может включать в себя более, чем одну систему 265 перемешивания твердой фракции, а перемещение крупной твердой фракции через систему 267 дозирования крупной твердой фракции может происходить в одну или более систем 265 перемешивания твердой фракции.

[0082] Участок 210 перемешивания крупной твердой фракции может также содержать средство 280 для приема и/или хранения второго твердого материала. Второй твердый материал может быть направлен в средство 280 приема и/или хранения обычного типа или освоенного в будущем средства. Например, второй твердый материал может быть принят из емкости 130 для бестарного хранения через транспортирующий механизм 132.

[0083] Второй твердый материал может затем быть перемещен в одну или более систем 265 перемешивания твердой фракции. Такое перемещение может происходить при заранее заданном расходе, например, с применением другой системы 281 дозирования твердой фракции.

[0084] Одну или более систем 265 перемешивания твердой фракции затем можно задействовать для перемешивания двух или более из: выгрузки из участка 202 реологического контроля (например, через буферный бак 260); крупной твердой фракции и второго твердого материала. Например, в вариантах исполнения, в которых выгрузка из участка 202 реологического контроля является гидратированным гелем, а крупная твердая фракция содержат проппант или другой зернистый материал, одна или более из систем 265 перемешивания твердой фракции могут смешивать гидратированный гель с зернистым материалом для формирования второй текучей смеси, описанной выше.

[0085] Текучая среда, выгружаемая из участка 210 перемешивания крупной твердой фракции, может быть выгружена из узла 200 смешения через одно или более выпускных отверстий 275. Разные выпуски 275 могут быть использованы для различных смесей, выгружаемых системами 265 перемешивания твердой фракции. Смеси, выгружаемые из системы 265 перемешивания твердой фракции, могут быть соединены или сохраняться разделенными до передачи к одному или более выпусков 275 для выгрузки из узла 200 смешения.

[0086] Узел 200 смешения может также содержать одну или более систем 208 дозирования жидкости для избирательного введения одной или более жидких добавок в операциях, описанных выше. Например, система 208 дозирования жидкости может избирательно вводить одну или более жидких добавок в текучую среду, поступающую из одного или более впусков 218 в систему 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции. Система 208 дозирования жидкости может также или вместо этого избирательно вводить одну или более жидких добавок в первую текучую смесь, выгружаемую из системы 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции, например, выше по потоку от гидратирующей системы 220. Система 208 дозирования жидкости может также или вместо этого избирательно вводить одну или более жидких добавок в текучую среду, поступающую из одного или более впусков 218 в транспортирующий насос 240. Система 208 дозирования жидкости может также или вместо этого избирательно вводить одну или более жидких добавок в текучую среду, выгружаемую из участка 202 реологического контроля для использования в одной или более системах 265 перемешивания твердой фракции, например, ниже по потоку от буферного бака 260. Система 208 дозирования жидкости может также или вместо этого избирательно вводить одну или более жидких добавок в текучую среду, выгружаемую с участка 210 перемешивания крупной твердой фракции. Вместе с тем, это является только примерами, и система 208 дозирования жидкости может вводить одну или более жидких добавок в других местах, чем описано выше и показано на фиг. 2.

[87] Фиг. 3 и 4 совместно представляют собой схематическое изображение по меньшей мере части примерного варианта исполнения узла 200 смешения, показанного на фиг. 2. На фиг. 3 в целом показан участок 202 реологического контроля, а на фиг. 4 в целом показан участок 210 перемешивания крупной твердой фракции. Для ясности и упрощения понимания узел 200 смешения также описан ниже в контексте системы 100 для буровой площадки, показанной на фиг. 1. Таким образом, следующее описание относится к фиг. 1-4 совместно.

[0088] На фиг. 3 показано средство 204 приема и/или хранения, исполненное как емкость 204 для гидратируемого материала, показана система 206 дозирования твердой фракции, исполненная как транспортирующее гидратируемый материал устройство 206 и показана система 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции, исполненная как первый смеситель 214, выполненный с возможностью приема и смешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды. Например, гидратируемый материал может быть смешан с гидратирующей текучей средой с расходом около 120 фунтов гидратируемого материала на примерно 1000 фунтов гидратирующей текучей среды, таким образом, создавая 120 фунтовую текучую смесь. Вместе с тем, текучая среда, сформированная и выгруженная первым смесителем 214 может иметь от примерно 80 до примерно 300 фунтов гидратируемого материала на 1000 галлонов гидратирующей текучей среды, среди других соотношений также в объеме настоящего раскрытия.

[0089] Первый смеситель 214 может принимать гидратируемый материал из емкости 204 для гидратируемого материала. Емкость 204 для гидратируемого материала может содержать бункер, короб, загрузочную воронку и/или другую емкость, которая может обеспечивать хранение гидратируемого материала, чтобы обеспечивать практически непрерывную подачу гидратируемого материала в первый смеситель 214. Нижняя часть емкости 204 для гидратируемого материала может иметь сужающуюся конфигурацию, заканчивающуюся заслонкой или другим выпускным устройством, обеспечивающим гравитационную подачу гидратируемого материала и/или иное практически непрерывное перемещение в первый смеситель 214. Гидратируемый материал может быть непрерывно или периодически перемещаемым в емкость 204 для гидратируемого материала из емкости 110 для бестарного хранения посредством транспортирующего механизма 112.

[0090] Гидратируемый материал может быть дозирован и/или иначе перемещен в первый смеситель 214 с помощью транспортирующего гидратируемый материал устройства 206. Например, если гидратируемый материал в основном содержит жидкость, транспортирующее гидратируемый материал устройство 206 может содержать дозирующий насос и/или дозирующий клапан, которые выполнены с возможностью регулирования расхода потока, с которым гидратируемый материал вводится в первый смеситель 214.

[0091] Вместе с тем, если гидратируемый материал в основном содержит твердые или инкапсулированные частицы, транспортирующее гидратируемый материал устройство 206 может содержать дозирующее устройство с измерением объема или сухой массы, выполненное с возможностью регулирования объемного или массового расхода потока гидратируемого материала, подаваемого из емкости 204 для гидратируемого материала в первый смеситель 214. В таких вариантах исполнения транспортирующее гидратируемый материал устройство 206 может включать в себя дозирующий питатель, шнековый питатель, винтовой транспортер, конвейер и/или т.п. и может простираться между емкостью 204 для гидратируемого материала и первым смесителем 214 так, что впуск транспортирующего гидратируемый материал устройства 206 может быть расположен в целом под емкостью 204 для гидратируемого материала, а выпуск транспортирующего гидратируемый материал устройства 206 может быть расположен в целом над первым смесителем 214. Лопасть, простирающаяся по длине транспортирующего гидратируемый материал устройства 206, например, может быть функционально соединена с двигателем, выполненным с возможностью вращения лопасти. При работе первого смесителя 214 вращающаяся лопасть может передвигать гидратируемый материал от впуска к выпуску, с помощью чего гидратируемый материал может сбрасываться, подаваться или иначе вводиться в первый смеситель 214.

[0092] В вариантах исполнения, в которых первый смеситель 214 используется для смешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды для формирования геля, например, первый смеситель 214 может являться смесителем вихревого типа, как дополнительно описано ниже. Вместе с тем, как в целом описано выше по отношению к фиг. 2, понятно, что первый смеситель 214 может быть исполнен в виде смесителя химреагентов или другого “модификатора реологии”, выполненного с возможностью смешивания различных модифицирующих реологию материалов, которые могут включать в себя добавки, которые обеспечивают высокую вязкость при низких скоростях сдвига. Такие модификаторы реологии могут включать в себя гидратируемый материал, используемый для формирования геля, как описано выше. Модификаторы реологии могут также включать в себя добавки в виде волокна, наночастиц, сухих понизителей трения, димерных и тримерных жирных кислот, имидазолинов, амидов и/или синтетических полимеров среди других примеров в объеме настоящего раскрытия. В таких вариантах исполнения первый смеситель 214 может являться смесителем вихревого типа и/или смесителем другого типа.

[0093] Хотя это не показано на фиг. 3, узел 200 смешения может содержать более чем одну емкость 204 для гидратируемого материала и соответствующие транспортирующие устройства 206. Например, узел 200 смешения может содержать первую емкость 204 для гидратируемого материала, хранящую гидратируемый материал, который в основном содержит жидкость, и вторую емкость 204 для хранения гидратируемого материала, хранящую гидратируемый материал, который в основном содержит твердые частицы. В таких вариантах исполнения транспортирующее гидратируемый материал устройство 206, соответствующее первой емкости 204 для гидратируемого материала, может содержать дозирующий насос и/или дозирующий клапан, а транспортирующее гидратируемый материал устройство 206, соответствующее второй емкости 204 для гидратируемого материала, может содержать дозирующее устройство с измерением объема или сухой массы.

[0094] Емкость 204 для гидратируемого материала может содержать один или более датчиков 216 силы, таких как датчики нагрузки и/или другие датчики, выполненные с возможностью генерирования информации, относящейся к массе или другому параметру, указывающему на количества гидратируемого материала в емкости 204 для гидратируемого материала. Такую информацию можно использовать для контроля фактической скорости перемещения гидратируемого материала из емкости 204 для гидратируемого материала в первый смеситель 214, контроля точности транспортирующего гидратируемый материал устройства 206 и/или управления скоростью перемещения гидратируемого материала, выгружаемого из емкости 204 для гидратируемого материала и/или транспортирующего гидратируемый материал устройства 206 для подачи в первый смеситель 214.

[0095] На фиг. 3 показан один или более впусков 218 узла 200 смешения, исполненный как источник 218 гидратирующей текучей среды, который может быть выполнен с возможностью приема гидратирующей текучей среды из емкости 150 для бестарного хранения через транспортирующий механизм 152. Источник 218 гидратирующей текучей среды может содержать приемный короб, бак хранения, короб, трубу, коллектор и/или другой компонент для хранения и/или приема гидратирующей текучей среды. Например, источник 218 гидратирующей текучей среды может содержать множество впускных каналов 249, которые могут быть выполнены с возможностью проточного соединения с транспортирующим механизмом 152 и приема гидратирующей текучей среды из емкости 150 для бестарного хранения.

[0096] Подаваемая гидратирующая текучая среда может вытягиваться в первый смеситель 214 силой всасывания, создаваемой турбинной мешалкой и/или другим внутренним компонентом первого смесителя 214. Сила всасывания может являться достаточной для передачи гидратирующей текучей среды из источника 218 гидратирующей текучей среды в первый смеситель 214. Вместе с тем, передача гидратирующей текучей среды из источника 218 гидратирующей текучей среды в первый смеситель 214 может вместо этого или в дополнение осуществляться насосом (не показано), который, например, выполнен с возможностью нагнетания давления в гидратирующей текучей среде и/или ее переноса из источника 218 гидратирующей текучей среды в первый смеситель 214.

[0097] Узел 200 смешения может дополнительно содержать множество клапанов, выполненных с возможностью регулирования расхода гидратирующей текучей среды, концентрированной первой текучей смеси, выгружаемой из первого смесителя 214, или разбавленной подачи первой текучей смеси, в зависимости от их местоположения. Клапаны могут представлять собой шаровые клапаны, проходные запорные вентили, двухстворчатые заслонки и/или клапаны другого типа, выполненные с возможностью перекрывать поток текучей среды или иначе регулировать расход текучей среды, проходящей через них. Клапаны могут приводиться в действие дистанционно с помощью электрического исполнительного механизма, например, соленоида, электродвигателя или гидравлического исполнительного механизма, а также пневматическим цилиндром или вращательным исполнительным механизмом. Клапаны могут также управляться вручную человеком-оператором. Например, впускные каналы 249 могут быть избирательно открыты и закрыты множеством соответствующих клапанов 239, установленных на каждом из впускных каналов 249, которые могут избирательно обеспечивать перемещение гидратирующей текучей среды в источник 218 гидратирующей текучей среды. Аналогично, другой клапан 219 может быть проточно подсоединен между источником 218 гидратирующей текучей среды и первым смесителем 214, который может быть выполнен с возможностью перекрывать поток или иначе регулировать поток гидратирующей текучей среды в первый смеситель 214.

[0098] Узел 200 смешения может дополнительно содержать множество датчиков давления, выполненных с возможностью генерирования электрических сигналов или информации, относящейся к давлению гидратирующей текучей среды, концентрированной первой текучей смеси или разбавленной первой текучей смеси в разных местах на узле 200 смешения. Например, датчик давления 227 может быть размещен на впуске первого смесителя 214, который может быть выполнен с возможностью генерировать сигналы или информацию, относящуюся к давлению гидратирующей текучей среды на впуске первого смесителя 214.

[0099] Узел 200 смешения может также содержать множество расходомеров, выполненных с возможностью генерировать электрические сигналы или информацию, относящуюся к расходам потоков выбранных текучих сред во множестве мест на узле 200 смешения. Например, расходомер 291 может быть размещен между источником 218 гидратирующей текучей среды и первым смесителем 214 для осуществления контроля расхода потока гидратирующей текучей среды, вводимой в первый смеситель 214.

[0100] Первый смеситель 214 может быть выполнен с возможностью смешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды и нагнетания давления в полученной в результате первой текучей смеси, достаточного для прокачки первой текучей смеси через гидратирующую систему 220. На фиг. 5 показан развернутый вид примерного варианта исполнения по меньшей мере части первого смесителя 214 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Следующее описание относится к фиг. 3 и 5 совместно.

[0101] Первый смеситель 214 может включать в себя кожух 302, впуск 304 текучей среды и впуск 306 материала, простирающиеся в кожух 302. Впуск 304 текучей среды может быть проточно соединен с источником 218 гидратирующей текучей среды для приема гидратирующей текучей среды из него. Впуск 306 материала обычно может включать в себя или работать в соединении с приемной конструкцией 308, которая может являться или включать в себя конус, камеру, бачок, загрузочную воронку или т.п. Приемная конструкция 308 может иметь внутреннюю поверхность 309, которая принимает материалы (например, гидратируемый материал, перемещаемый из емкости 204 для гидратируемого материала с помощью транспортирующего гидратируемый материал устройства 206), перемещаемые в кожух 302. Материалы могут являться сухими, частично сухими, кристаллическими, текучими, брикетированными, инкапсулированными, и/или пакетированными, а также могут представлять собой жидкости или суспензии, и/или другие материалы, подлежащие диспергированию и/или иному смешиванию в первом смесителе 214. Материалы, принимаемые через впуск 306 материала, могут также предварительно смачиваться, с возможным формированием частичной суспензии, например, для предотвращения образования комков и/или скопления материала.

[0102] Первый смеситель 214 может дополнительно содержать узел 310 турбинной мешалки/отражателя с приводом от вала 312. Кожух 302 может образовывать камеру 314 смешения, сообщающуюся с впусками 304, 306, и узел 310 турбинной мешалки/отражателя может быть размещен в 314 камере смешения. Вращение узла 310 турбинной мешалки/отражателя может обеспечивать втягивание гидратирующей текучей среды из впуска 304 текучей среды, смешивание втянутой гидратирующей текучей среды с материалом, подаваемым из впуска 306 материала в камеру 314 смешения, и откачивание полученной в результате первой текучей смеси через выпуск 316. Выпуск 316 может направлять первую текучую смесь через одну или более труб для текучей среды в гидратирующую систему 220.

[0103] Вал 312 может простираться вверх через впуск 306 и выходить из приемной конструкции 308 для соединения с электрическим двигателем и/или другим первичным приводом (не показано на фиг. 5). Вал 312 может быть соединен с узлом 310 турбинной мешалки/отражателя, так что вращение вала 312 вращает узел 310 турбинной мешалки/отражателя в 314 камере смешения.

[0104] Первый смеситель 214 может также включать в себя статор 318, размещенный вокруг узла 310 турбинной мешалки/статора. Статор 318 может быть выполнен в виде кольцевого или дугообразного участка, примеры деталей которого описаны ниже.

[0105] Первый смеситель 214 может дополнительно содержать промывочную линию 320, проточно подсоединенную между приемной конструкцией 308 и областью камеры 314 смешения, которая находится близко к узлу 310 турбинной мешалки/отражателя. Промывочная линия 320 может отводить гидратирующую текучую среду из камеры 314 смешения в области относительно высокого давления и подавать ее на внутреннюю поверхность 309 приемной конструкции 308, которая может находиться под пониженным (например, окружающей среды) давлением. В дополнение к поддержанию при относительно высоком давлении гидратирующая текучая среда, отводимая промывочной линией 320, может являться относительно “беспримесной” (т.e., иметь относительно низкое содержание добавок, что описано ниже). При этом гидратирующая текучая среда, отводимая промывочной линией 320, может быть использована для предварительного смачивания приемной конструкции 308 и исключения образования комков материала, подаваемого через приемную конструкцию 308. Промывочная линия 320 может подавать предварительно смачивающую текучую среду без использования дополнительных откачивающих устройств (не считая откачки, обеспечиваемой узлом 310 турбинной мешалки/отражателя) или дополнительных источников гидратирующей текучей среды или линий из источника 218 гидратирующей текучей среды. Однако один или более насосов могут быть предусмотрены в дополнение или взамен отвода гидратирующей текучей среды из камеры 314 смешения.

[0106] Кожух 302 может содержать верхнюю часть кожуха 322 и нижнюю часть кожуха 324. Соединение верхней и нижней частей кожуха 322, 324 может образовывать камеру 314 смешения между ними. Нижняя часть кожуха 324 может образовывать нижнюю зону 326 смешения, а верхняя часть кожуха 322 может образовывать верхнюю зону 328 смешения (показано пунктирными линиями), которая может быть по существу совмещена с нижней зоной 326 смешения. Зоны 326, 328 смешения могут вместе образовывать камеру 314 смешения, в которой может быть размещен узел 310 турбинной мешалки/отражателя и статор 318. Нижняя часть кожуха 324 может также включать в себя внутреннюю поверхность 330, образующую дно нижней зоны 326 смешения.

[0107] Верхняя часть кожуха 322 может быть соединена с приемной конструкцией 308 и может обеспечивать впуск 306 материала. Нижняя часть кожуха 324 может включать в себя впуск 304 текучей среды, который может простираться через нижнюю часть кожуха 324 к обычно размещенному по центру отверстию 332. Отверстие 332 может быть образовано во внутренней поверхности 330. Выпуск 316 может простираться от отверстия 334, связанного с нижней зоной 326 смешения.

[0108] Узел 310 турбинной мешалки/отражателя может включать в себя отражатель 336 и турбинную мешалку 338. Отражатель 336 и турбинная мешалка 338 могут иметь впускные поверхности 340, 342, соответственно, и задние поверхности 344, 346, соответственно. Впускные поверхности 340, 342 могут каждая являться открытыми (как показано) или по меньшей мере частично закрытыми экраном (не показано), который может образовывать впуск в радиальной внутренней части отражателя 336 и/или турбинной мешалки 338. Задние поверхности 344, 346 могут быть размещены близко друг к другу и соединены вместе так, что, например, турбинная мешалка 338 и отражатель 336 могут быть размещены в конфигурации “спина к спине”. Таким образом, впускная поверхность 340 отражателя 336 может быть обращена к впуску 306 материала, в то время как впускная поверхность 342 турбинной мешалки 338 может быть обращена к впуску 304 текучей среды. Соответственно, впускная поверхность 342 турбинной мешалки 338 может быть обращена к внутренней поверхности 330, а отверстие 332, образованное на внутренней поверхности 330, может быть выставлено по оси с радиально центральной частью турбинной мешалки 338.

[0109] Отражатель 336 может по существу иметь форму тарелки обычно с горизонтальным (или плоским) средним участком и дугообразными или наклонными боковыми сторонами, вместе образующими по меньшей мере часть впускной поверхности 340. Боковые стороны могут быть выполнены, например, в форме аналогичной тору или части тора, которая простирается вокруг середины отражателя 336. Отражатель 336 может также иметь форму чаши (например, обычно участка сферы). Отражатель 336 включает в себя шесть лопастей 348 на впускной поверхности 340, хотя другое число лопастей 348 также соответствует объему настоящего раскрытия. Лопасти 348 могут простираться радиально практически прямо или по кривой. При вращении отражателя 336 гидратируемый материал, принятый из впуска 306, приводится в движение радиально от центра, благодаря взаимодействию с лопастями 348, и аксиально вверх под воздействием формы впускной поверхности 340.

[0110] Хотя указанное скрыто на фиг. 5, турбинная мешалка 338 может также включать в себя одну или более лопастей на впускной поверхности 342. Вращение турбинной мешалки 338 может втягивать гидратирующую текучую среду через отверстие 332 и затем выталкивать гидратирующую текучую среду аксиально вниз и радиально от центра. Как следствие, область относительно высокого давления может создаваться между нижней частью 324 кожуха и турбинной мешалкой 338, приводя в движение гидратирующую текучую среду вокруг камеры 314 смешения и в направлении к отражателю 336.

[0111] Промывочная линия 320 может включать в себя отверстие 350, образованное в нижней части 324 кожуха вблизи этой области высокого давления. Например, отверстие 350 может быть образовано во внутренней поверхности 330 на месте между внешней радиальной протяженностью турбинной мешалки 338 и отверстием 332 впуска 304 текучей среды. Промывочная линия 320 может представлять собой или содержать трубу 352, проточно соединенную с впуском 354 приемной конструкции 308, например, так что гидратирующая текучая среда перемещается из отверстия 350 в приемную конструкцию 308 по трубе 352. Гидратирующая текучая среда может затем проходить по обычно спиральному пути вдоль внутренней поверхности 309 приемной конструкции 308 в результате вращения отражателя 336 и/или вала 312 до прохода через впуск 306 материала на отражатель 336. Таким образом, гидратирующая текучая среда, принятая через впуск 354, может, как правило, образовывать стену текучей среды вдоль внутренней поверхности 309 приемной конструкции 308.

[0112] Расход потока гидратирующей текучей среды через трубу 352 и, таким образом, вдоль внутренней поверхности 309 приемной конструкции 308, может быть увеличен и уменьшен с помощью устройства 217 регулирования расхода (показано на фиг. 3). Устройство 217 регулирования расхода может содержать один или более клапанов регулирования расхода разных типов, в том числе игольчатые клапаны, дозирующие задвижки, двухстворчатые заслонки, шаровые клапаны или другие клапаны, выполненные с возможностью регулирования расхода текучей среды.

[0113] Во время работы между турбинной мешалкой 338 и нижней частью 324 кожуха может создаваться градиент давления, при этом давление в текучей среде увеличивается радиально наружу от отверстия 332. Другой градиент, относящийся к концентрации, может также создаваться в этой области, при этом концентрация гидратируемого материала увеличивается радиально наружу. В некоторых случаях высокий гидростатический напор и низкая концентрация могут быть предусмотрены такими, чтобы обеспечить поток относительно беспримесной текучей среды через промывочную линию 320, приводимый в движение узлом 310 турбинной мешалки/отражателя. Соответственно, отверстие 350 для промывочной линии 320 может быть размещено в точке вдоль этой области, реализующей оптимальный компромисс между гидростатическим напором гидратирующей текучей среды и концентрацией материала из впуска 306 в гидратирующей текучей среде, принимаемой в промывочную линию 320.

[0114] Статор 318 может образовывать сдвигающее кольцо, простирающееся вокруг узла 310 турбинной мешалки/отражателя в камере 314 смешения. Статор 318 может удерживаться, как правило, стационарным по отношению к вращающемуся узлу 310 турбинной мешалки/отражателя, например, скрепленным с верхней частью 322 кожуха. Вместе с тем, статор 318 может вместо этого опираться на узел 310 турбинной мешалки/отражателя и может и вращаться вместе с ним. В любом из данных примерных вариантов исполнения статор 318 может перемещаться на впускной поверхности 340 отражателя 336 или может отделяться от нее.

[0115] Статор 318 может включать в себя первый и второй кольцевые участки 356, 358, которые могут быть выполнены интегрально или в виде дискретных компонентов, соединенных вместе. Первый кольцевой участок 356 может минимизировать препятствия проходу потока и может включать в себя экран 360 и перемычки 362, образующие относительно широкие пазы 364, для обеспечения относительно свободного прохода потока текучей среды через них. В отличие от указанного, второй кольцевой участок 358 может максимизировать сдвиг течения, например, для обеспечения турбулентного смешивания. Например, второй кольцевой участок 358 может содержать ряд лопастей 366 статора, расположенных близко друг к другу, в отличие от широких интервалов между перемычками 362 первого кольцевого участка 356. Таким образом, узкие пути 368 потока могут быть образованы между лопастями 366 статора в отличие от широких проемов 364 первого кольцевого участка 356.

[0116] Сумма площадей рабочего сечения путей 368 потока может быть меньше суммы площадей лопастей 366. Соотношение общей площади затрудняющих проход потока лопастей 366 статора и общей площади рабочего сечения путей 368 потока может составлять около 1,5:1, например. Вместе с тем, соотношение может находиться в диапазоне между примерно 1:2 и примерно 4:1 среди для других примеров в объеме настоящего раскрытия. Затрудняющая проход потока площадь каждой лопасти 366 может быть больше чем площадь рабочего сечения каждого из путей 368 потока.

[0117] Лопасти 366 статора могут быть размещены под различными шаговыми углами по отношению к окружности статора 318. Например, аксиально простирающиеся поверхности лопастей 366 статора могут являться практически прямыми (например, практически параллельными диаметру статора 318) или наклонными (например, для увеличения сдвига), как по направлению вращения узла 310 турбинной мешалки/отражателя, так и противоположным ему.

[0118] Как также показано на фиг. 3, первый смеситель 214 может выгружать первую текучую смесь, ниже в данном документе называемую концентрированной первой текучей смесью, под давлением в гидратирующую систему 220. Гидратирующая система 220 показана на фиг. 3 как исполненная в виде множества первых емкостей 220. Клапан 215 может быть проточно подсоединен ниже по потоку от первого смесителя 214, например, может быть выполнен с возможностью гидравлической изоляции первого смесителя 214 от других частей узла 200 смешения и/или регулирования расхода концентрированной первой текучей смеси, выгружаемой из первого смесителя 214. Другой клапан 225 может быть проточно подсоединен по длине трубы 226 байпаса текучей среды, так что может обеспечивать гидратирующей текучей среде или другой текучей среде обход первого смесителя 214 во время смешивания или других операций, например, во время операций промывки. Другой клапан 221 может быть проточно подсоединен выше по потоку от первых емкостей 220, например может быть выполнен с возможностью регулирования расхода концентрированной первой текучей смеси в первые емкости 220. Датчик 228 давления может быть размещен на выпуске первого смесителя 214, например, может быть выполнен с возможностью генерировать сигналы или информацию, относящуюся к давлению концентрированной первой текучей смеси на выпуске первого смесителя 214.

[0119] Каждая из первых емкостей 220 может представлять собой или содержать непрерывный канал или путь потока для передачи или доставки концентрированной первой текучей смеси в течение времени, достаточного для обеспечения адекватной гидратации, при которой концентрированная первая текучая смесь может достигать заранее заданной степени гидратации и/или вязкости. Каждая первая емкость 220 может иметь режим работы первый на входе - первый на выходе, и может содержать наружный кожух, закрывающий приемный короб, имеющий удлиненный путь потока или пространство, предусмотренное для хранения и передачи концентрированной первой текучей смеси через него.

[0120] На фиг. 6 показан развернутый вид примерного варианта исполнения первой емкости 220 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Первая емкость 220 может содержать множество полостей 410, 420, 430, 440, которые включают в себя первую полость 410, вторую полость 420 и одну или более промежуточных полостей 430, 440. Первая емкость 220 может дополнительно содержать первый канал 412, размещенный на наружной стенке 414 первой полости 410 и выполненный с возможностью приема концентрированной первой текучей смеси, и второй канал 422, размещенный на наружной стенке 424 второй полости 420 и выполненный с возможностью выгрузки концентрированной первой текучей смеси после гидратации. Каналы 412, 422 могут выполняться заподлицо или простираться наружу от наружных стенок 414, 424, включая варианты исполнения, где каналы 412, 422 в простираются наружу в тангенциальном направлении относительно наружных стенок 414, 424.

[0121] Полости 410, 420, 430, 440 могут содержать разделенные отсеки, через которые концентрированная текучая смесь может продвигаться на некоторое расстояние за период времени, достаточный для осуществления адекватной гидратации. Полости 410, 420, 430, 440 могут быть проточно связаны вместе, например, так что могут обеспечивать, чтобы концентрированная текучая смесь была введена через первый канал 412 в первую полость 220 и затем последовательно текла через первую полость 410, через промежуточную полость 430, через промежуточную полость 440 и вторую полость 420, а затем была выгружена через второй канал 422.

[0122] Первая емкость 220 может дополнительно содержать первую пластину 450, соединенную с первой полостью 410, чтобы удерживать концентрированную первую текучую смесь в первой полости 410 при проходе через первую полость 410. Первая пластина 450 может быть соединена с первой полостью 410 различными средствами, в том числе съемными крепежными элементами, прикрепляющимися к фланцу 418 первой полости 410 сваркой и/или другим средством, или может быть сформирована в виде интегрированного участка первой полости 410. Полости 410, 420, 430, 440 могут быть соединены друг с другом теми же или аналогичными средствами. Например, каждая из полостей 410, 420, 430, 440 может содержать фланец 416, 418, 426, 428, 436, 438, 446, 448 простирающийся по верху и низу наружных стенок 414, 424, 434, 444, например, выполненный с возможностью приема резьбовых крепежных элементов и/или других средств скрепления полостей 410, 420, 430, 440 друг с другом.

[0123] Каждая из полостей 410, 420, 430, 440 может содержать внутреннее пространство 460, 470, 480, 490. Каждое внутреннее пространство 460, 470, 480, 490 может представлять собой или образовывать по меньшей мере один канал непрерывной подачи текучей среды или другой проход 462, 472, 482, 492, соответственно, каждый имеющий длину больше длины по окружности соответствующей наружной стенки 414, 424, 434, 444. Например, каждый проход 462, 472, 482, 492 может быть образован в соответствующем внутреннем пространстве 460, 470, 480, 490 стенкой 464 спиральной или иной формы. Проходы 462, 472, 482, 492 могут быть ориентированы и соединены так, что первый и второй каналы 412, 422 проточно связаны.

[0124] Для примера, во время операции гидратации концентрированная первая текучая смесь может быть введена в первый канал 412, проходить через проход 462 и выходить или иначе выгружаться из первой полости 410 через практически центральный канал 466 (показан пунктирными линиями). Концентрированная первая текучая смесь может затем течь в первую промежуточную полость 430 на центральном конце 484 прохода 482, проходить через проход 482 и выходить из первой промежуточной полости 430 во вторую промежуточную полость 440 через канал 486 (показан пунктирными линиями), простирающийся вертикально через первую промежуточную полость 430. Концентрированная первая текучая смесь может затем проходить через проход 492 и выходить из второй промежуточной полости 440 во вторую полость 420 через канал 496 (показан пунктирными линиями), простирающийся вертикально через вторую промежуточную полость 440. Концентрированная первая текучая смесь может затем проходить через проход 472 и выходить через второй канал 422.

[0125] Хотя На фиг. 6 показаны четыре полости 410, 420, 430, 440, первая емкость 220 может содержать одну, две, три, пять или больше полостей в объеме настоящего раскрытия. Кроме того, хотя на фиг. 3 показано четыре первых емкости 220, узел 200 смешения может содержать одну, две, три, пять или больше первых емкостей 220, которые могут быть соединены параллельно и/или последовательно, если, например, предполагается дополнительный расход потока и/или более долгая гидратация.

[0126] Когда применяются многочисленные первые емкости 220, узел 200 смешения может содержать множество датчиков 224 давления, выполненных с возможностью генерирования сигналов или информации, относящейся к давлению между инстанциями первых емкостей 220. Информация, генерируемая датчиками 224 давления, может быть использована для определения концентрации, вязкости и/или уровня гидратации концентрированной первой текучей смеси, подаваемой через первые емкости 220. На выпуске самой нижней по потоку первой емкости 220 может быть размещен другой датчик 229 давления, который может быть выполнен с возможностью генерирования сигналов или информации, относящейся к давлению концентрированной первой текучей смеси на выпуске самой нижней по потоку первой емкости 220. Каждая из первых емкостей 220 может дополнительно содержать разгрузку или переточную трубу 222, которая может быть избирательно открыта и закрыта соответствующим клапаном 223. Когда открыта, каждая разгрузка или переточная труба 222 может быть выполнена с возможностью сбрасывать давление или перепускать концентрированную первую текучую смесь из соответствующей первой емкости 220 во вторую емкость 260.

[0127] В вариантах исполнения узла 200 смешения, где применяются многочисленные инстанции первых емкостей 220, один или более находящихся в составе системы сдвигающих и/или других устройств смешения (не показано) могут быть проточно подсоединены между первыми емкостями 220, например, для увеличения скорости гидратации в одной или более первых емкостях 220. Тепло, отводимое от одного или более компонентов узла 200 смешения и/или других компонентов системы 100 для буровой площадки, например, двигателей или моторов, может также или вместо этого быть передано в одну или более из первых емкостей 220, например, для нагрева концентрированной первой текучей смеси в одной или более первых емкостях 220, чтобы ускорить гидратацию.

[0128] Хотя узел 200 смешения показан содержащим гидратирующую систему /первые емкости 220, некоторые варианты исполнения узла 200 смешения могут исключать гидратирующую систему/первые емкости 220. Например, в некоторых работах или вариантах применения используют твердые материалы или модификаторы реологии, для которых не используют гидратацию или время гидратации. Соответственно, концентрированная первая текучая смесь, выгружаемая из первого смесителя 214 может обходить гидратирующую систему/первые емкости 220, или гидратирующую систему/первые емкости 220 могут быть исключены из состава узла 200 смешения.

[0129] После выгрузки концентрированной первой текучей смеси из первых емкостей 220 концентрированная первая текучая смесь может быть перемещена или передана через разбавитель 230. На фиг. 7 показано схематическое изображение примерного варианта исполнения разбавителя 230 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Как показано совместно на фиг. 3 и 7, разбавитель 230 может быть выполнен с возможностью смешивания или иного соединения концентрированной первой текучей смеси с дополнительной гидратирующей текучей средой или другой текучей средой на водной основе для разбавления концентрированной первой текучей смеси или иного уменьшения концентрации гидратируемого материала в концентрированной первой текучей смеси до уровня заранее заданной концентрации. Разбавитель 230 может представлять собой или содержать устройство слияния текучей среды, соединение в виде тройника, Y-образное соединение, эдуктор, смесительный клапан, линейный смеситель и/или другое устройство, выполненное с возможностью объединения и/или смешивания двух или больше текучих сред.

[0130] Как показано в примерном варианте исполнения на фиг. 7, разбавитель 230 может содержать первый проход 231, выполненный с возможностью приема практически непрерывной подачи концентрированной первой текучей смеси, второй проход 232, выполненный с возможностью приема практически непрерывной подачи гидратирующей текучей среды, и третий проход 233, выполненный с возможностью выгрузки при практически непрерывной подаче разбавленной первой текучей смеси. Первый проход 231 может быть проточно соединен с выпускным каналом 422 самой нижней по потоку первой емкости 220 напрямую или через одну или более труб, обеспечивающих перемещение концентрированной первой текучей смеси в разбавитель 230, как указано стрелкой 236. Второй проход 232 может быть проточно соединен с источником 218 гидратирующей текучей среды посредством одной или более труб, обеспечивающими перемещение гидратирующей текучей среды в разбавитель 230, как указано стрелкой 237. Третий проход 233 может быть проточно соединен с впуском второй емкости 260 посредством одной или более труб, обеспечивающих перемещение разбавленной первой текучей смеси во вторую емкость 260, как указано стрелкой 238.

[0131] Гидратирующая текучая среда может быть передана в разбавитель 230 транспортирующим насосом 240, который может быть выполнен с возможностью нагнетать давление и/или переносить гидратирующую текучую среду из источника 218 гидратирующей текучей среды в разбавитель 230. Транспортирующий насос 240 может представлять собой или содержать центробежный насос или насос другого типа, выполненный с возможностью перемещения или иного практически непрерывного переноса гидратирующей текучей среды из источника 218 в разбавитель 230 и/или другие места в узле 200 смешения. Например, транспортирующий насос 240 может переносить гидратирующую текучую среду из источника 218 с расходом потока в диапазоне от примерно нуля баррелей в минуту (BPM) до примерно 150 баррелей в минуту. Вместе с тем, производительность узла 200 смешения является настраиваемой, и транспортирующий насос 240 может работать с другими расходами потока.

[0132] Узел 200 смешения может также содержать датчик 235 давления на выпуске источника 218 гидратирующей текучей среды, который может быть выполнен с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к давлению гидратирующей текучей среды на выпуске источника 218 гидратирующей текучей среды. Другой датчик 253 давления может быть размещен на впуске транспортирующего насоса 240, например, может быть выполнен с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к давлению гидратирующей текучей среды на впуске транспортирующего насоса 240. Клапан 248 может быть проточно подсоединен между транспортирующим насосом 240 и источником 218 гидратирующей текучей среды, например, может быть выполнен с возможностью регулирования расхода гидратирующей текучей среды из источника 218 гидратирующей текучей среды в транспортирующий насос 240 и/или гидравлической изоляции источника 218 гидратирующей текучей среды от транспортирующего насоса 240. Датчик давления 254 также может быть размещен на выпуске транспортирующего насоса 240, например, может быть выполнен с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к давлению гидратирующей текучей среды на выпуске транспортирующего насоса 240.

[0133] Соотношение концентрированной первой текучей смеси и гидратирующей текучей среды, подаваемых в разбавитель 230, который определяет концентрацию полученной в результате разбавленной первой текучей смеси, может управляться регулированием дозирующей системы 245, которая показана на фиг. 3, исполненной, как первое устройство 245 регулирования расхода, выполненное с возможностью регулирования расхода концентрированной первой текучей смеси, подаваемой в разбавитель 230. Соотношение концентрированной первой текучей смеси и гидратирующей текучей среды, подаваемых в разбавитель 230 может также или вместо этого управляться вторым устройством 250 регулирования расхода, выполненным с возможностью регулирования расхода гидратирующей текучей среды, подаваемой в разбавитель 230. Например, если выбрано уменьшение концентрации разбавленной первой текучей смеси для применения ниже по потоку относительно текущей концентрации разбавленной первой текучей смеси, выгружаемой из разбавителя 230, концентрация разбавленной первой текучей смеси может быть уменьшена с помощью уменьшения расхода потока концентрированной первой текучей смеси в разбавитель 230, благодаря работе первого устройства 245 регулирования расхода, и/или с помощью увеличения расхода потока гидратирующей текучей среды в разбавитель 230, благодаря работе второго устройства 250 регулирования расхода. Расход потока концентрированной первой текучей смеси, подаваемой в разбавитель 230, может быть уменьшен благодаря закрытию или иному уменьшению проходного сечения первого устройства 245 регулирования расхода, и расход потока гидратирующей текучей среды в разбавитель 230, может быть увеличен, открывая или иначе увеличивая проходное сечение второго устройства 250 регулирования расхода.

[0134] Аналогично, если концентрация разбавленной первой текучей смеси выбрана увеличивающейся для применения ниже по потоку относительно текущей концентрации разбавленной первой текучей смеси, выгружаемой из разбавителя 230, концентрация разбавленной первой текучей смеси может быть увеличена с помощью увеличения расхода потока концентрированной первой текучей смеси в разбавитель 230 и/или с помощью уменьшения расхода потока гидратирующей текучей среды в разбавитель 230. Расход потока концентрированной первой текучей смеси в разбавитель 230 может быть увеличен путем открывания или иного увеличения проходного сечения первого устройства 245 регулирования расхода и расход потока гидратирующей текучей среды в разбавитель 230 может быть уменьшен путем закрывания или иного уменьшения проходного сечения второго устройства 250 регулирования расхода.

[0135] Первый и второй устройства 245, 250 регулирования расхода могут содержать клапаны регулирования расхода разных типов, в том числе игольчатые клапаны, дозирующие задвижки, двухстворчатые заслонки, шаровые клапаны или другие клапаны, выполненные с возможностью регулирования расхода текучей среды, протекающей через них. Каждое из устройств 245, 250 регулирования расхода может содержать прерывающий поток элемент 246, 251, например, пластину или другой элемент, имеющий по существу круглую конфигурацию с возможным центральным отверстием или проходом 247, 252 простирающимся через нее. Прерывающие поток элементы 246, 251 могут избирательно поворачиваться относительно проходов 231, 232 для избирательного изменения эффективного проходного сечения и/или расхода проходов 231, 232. Такой поворот может выполняться с помощью соответствующих соленоидов, двигателей и/или других исполнительных механизмов (не показано). Прерывающие поток элементы 246, 251 можно также использовать для ввода турбулентности в проходящий поток текучей среды, которая может помогать смешиванию и/или дополнительному гидратированию разбавленной первой текучей смеси, выгружаемой из разбавителя 230.

[0136] На фиг. 7 показано введение концентрированной первой текучей смеси в разбавитель 230 через первый проход 231 разбавителя 230 и введение гидратирующей текучей среды в разбавитель 230 через второй проход 232. Вместе с тем, концентрированная первая текучая смесь может вместо этого вводиться через второй проход 232, и гидратирующая текучая среда может вместо указанного вводиться через первый проход 231 текучей среды.

[0137] Как дополнительно показано на фиг. 3, расходомер 292, который выполнен с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к расходу потока концентрированной первой текучей смеси, вводимой в разбавитель 230, может быть размещен выше по потоку от первого прохода 231 разбавителя 230. Другой расходомер 293, который может быть выполнен с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к расходу потока гидратирующей текучей среды, вводимой в разбавитель 230, может быть размещен выше по потоку от второго прохода 232 разбавителя 230.

[0138] Узел 200 смешения может содержать дозирующий насос 241 выше по потоку или ниже по потоку от первого устройства 245 регулирования расхода, который может быть выполнен с возможностью переноса концентрированной первой текучей смеси из первой емкости 220 в разбавитель 230 при заранее заданном расходе потока. Дозирующая система 245, показанная на фиг. 2 может включать в себя как первое устройство 245 регулирования расхода, так и дозирующий насос 241, показанные на фиг. 3. В других вариантах исполнения, вместе с тем, дозирующая система 245, показанная на фиг. 2, может включать в себя дозирующий насос 241 взамен устройства 245 регулирования расхода, показанного на фиг. 3.

[0139] Дозирующий насос 241 может являться лопастным насосом, шестеренчатым насосом, поршневым насосом или другим насосом прямого вытеснения, выполненным с возможностью переноса жидкостей с выбранным расходом потока. Датчик 242 давления, который выполнен с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к давлению концентрированной первой текучей смеси на выпуске дозирующего насоса 241, может быть размещен на выпуске дозирующего насоса 241.

[0140] Узел 200 смешения может дополнительно содержать байпасную трубу 243 для текучей среды, которая может обеспечивать обход концентрированной первой текучей смесью или другой текучей средой дозирующего насоса 241 во время смешивания или других операций, например, во время операций промывки. Клапан 244 может быть проточно подсоединен по длине байпасной трубы 243 для текучей среды для избирательного открытия и закрытия байпасной трубы 243.

[0141] Во время смешивания или других операций концентрированная первая текучая смесь может быть перенаправлена через первые емкости 220 по рециркуляционному пути 258 потока, содержащему одну или более труб, шлангов и/или других трубных изделий подачи текучей среды, например, когда чрезмерная подача разбавленной первой текучей смеси имеет место в буферном баке 260, или для обеспечения дополнительного времени гидратации для концентрированной первой текучей смеси. Соответственно, клапан 259 может быть избирательно открыт для обеспечения рециркуляции концентрированной первой текучей смеси через рециркуляционный путь 258 потока, а затем первые емкости 220. Во время таких операций рециркуляции дозирующий насос 241 может выполнять функцию рециркуляции или иного передвижения концентрированной первой текучей смеси через рециркуляционный путь 258 потока и первые емкости 220.

[0142] Третье устройство 255 регулирования расхода может быть размещено на выгрузке или ниже по потоку от разбавителя 230. Третье устройство 255 регулирования расхода может быть выполнено с возможностью увеличения или уменьшения расхода выходящего потока разбавленной первой текучей смеси, выгружаемой из разбавителя 230 и вводимой в буферный бак 260. Отмечается, что комбинация первого устройства 245 регулирования расхода и дозирующего насоса 241, показанного на фиг. 3, и/или другие варианты исполнения дозирующей системы 245, показанной на фиг. 2, дополнительно могут быть выполнены с возможностью увеличения и уменьшения времени выдерживания концентрированной первой текучей смеси в первых емкостях 220 и, таким образом, увеличения степени гидратации и вязкости концентрированной первой текучей смеси, выгружаемой первыми емкостями 220. Например, пониженные расходы потока могут обеспечивать удержание концентрированной первой текучей смеси в первых емкостях 220 в течение более продолжительного периода времени до введения в разбавитель 230 и/или буферный бак 260.

[0143] Аналогично первому и второму устройству 245, 250 регулирования расхода третье устройство 255 регулирования расхода может содержать прерывающий поток элемент 256, который может содержать пластину или другой элемент практически круглой конфигурации и возможно имеющий центральное сквозное отверстие или проход 257, простирающийся через нее. Прерывающий поток элемент 256 может избирательно поворачиваться относительно третьего прохода 233, избирательно изменяя эффективное проходное сечение и/или расход третьего прохода 233, возможно, в порядке, аналогичном избирательному повороту первого и второго прерывающих поток элементов 246, 251. Прерывающий поток элемент 256 можно также использовать для создания турбулентности в проходящем потоке текучей среды, которая может содействовать смешиванию и/или дополнительному гидратированию разбавленной первой текучей смеси, перемещающейся во вторую емкость 260.

[0144] Разбавленная первая текучая смесь, выгружаемая разбавителем 230, может быть передана в буферный бак 260, например, для хранения запаса разбавленной первой текучей смеси до использоватьd на участке 210 перемешивания крупной твердой фракции. Буферный бак 260 может также обеспечивать дополнительное гидратирование до выгрузки разбавленной первой текучей смеси. Буферный бак 260 может иметь открытое или закрытое исполнение и содержать одно или более пространств, предусмотренных для приема и содержания разбавленной первой текучей смеси. Вместе с тем, буферный бак 260 можно исключить, если достаточный уровень гидратации и/или вязкости достигается одной или более инстанциями первой емкости 220 и/или разбавителем 230. В таких вариантах исполнения разбавленная первая текучая смесь может быть передана напрямую на участок 210 перемешивания крупной твердой фракции.

[0145] Буферный бак 260 может иметь одинаковые или аналогичные первым емкостям 220 конструкцию и/или функции, или буферный бак 260 может быть исполнен, как емкость или бак другого типа, работающий в режиме первый на входе - первый на выходе, который может обеспечивать дополнительное время гидратации для разбавленной первой текучей смеси. Буферный бак 260 может также содержать один или более датчиков 262 уровня текучей среды, выполненных с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к количеству разбавленной первой текучей смеси, содержащейся в буферном баке 260.

[0146] На фиг. 4, описанной выше, показан участок 210 перемешивания крупной твердой фракции узла 200 смешения. На фиг. 4 показаны системы 265 перемешивания твердой фракции, исполненные, как два вторых смесителя 265, проточно соединенные с буферным баком 260 одной или более трубами 270 подачи. Каждый из вторых смесителей 265 может иметь конструкцию и/или функции одинаковые или аналогичные первому смесителю 214, показанному на фиг. 5 и описанному выше. Вместе с тем, вторые смесители 265 могут не иметь статора 218 и/или промывочной линии 320. Узел 200 смешения может также содержать одну или более чем две инстанций вторых смесителей 265 в объеме настоящего раскрытия.

[0147] Аналогично первому смесителю 214 каждый второй смеситель 265 может быть выполнен с возможностью приема текучей среды и твердых материалов и смешивания или иного перемешивания текучей среды и твердых материалов для образования текучей смеси. Например, вторые смесители 265 могут быть выполнены с возможностью приема разбавленной первой текучей смеси из участка 202 реологического контроля, твердых добавок из емкости 130 для бестарного хранения и крупной твердой фракции из емкости 140 для бестарного хранения для формирования второй текучей смеси. Как описано выше, вторая текучая смесь может включать в себя жидкость для гидроразрыва подземного пласта, применяемую в операциях гидравлического разрыва подземного пласта, текучую смесь, применяемую в жидкости гидроразрыва пласта и/или другие текучие смеси.

[0148] Разбавленная первая текучая смесь может быть передана из буферного бака 260 во вторые смесители 265 через одну или более труб 270 подачи, простирающихся между ними. Разбавленная первая текучая смесь может быть вытянута через трубы 270 подачи и во впуск текучего материала вторых смесителей 265, благодаря силе всасывания, создаваемой вторыми смесителями 265. Расходомер 294 может быть размещен на трубе 270 подачи ниже по потоку от второй емкости 260, например, может быть выполнен с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к расходу потока разбавленной первой текучей смеси, вводимой во вторые смесители 265 из второй емкости 260.

[0149] Вторые смесители 265 могут принимать крупную твердую фракцию из транспортирующего механизма 142 через средство 266 приема и/или хранения. Средства 266 приема и/или хранения показаны на фиг. 4, исполненные как бункеры, короба, и/или другие емкости, выполненные с возможностью удержания и/или хранения крупной твердой фракции, выгружаемой выпускными частями транспортирующего механизма 142. Нижняя часть средства 266 приема и/или хранения может являться сужающейся или иначе обеспечивающей гравитационную подачу крупной твердой фракции и/или иную практически непрерывную перегрузку в камеру смешения (не показано) из вторых смесителей 265.

[0150] До введения в камеру смешения система 267 дозирования крупной твердой фракции может дозировать и/или иначе перемещать крупную твердую фракцию с выбранным расходом. Система 267 дозирования крупной твердой фракции может быть размещена в средстве 266 приема и/или хранения и может включать в себя дозирующий питатель, шнековый питатель, винтовой транспортер, конвейер, и т.п., который может обеспечивать заранее заданный поток крупной твердой фракции в камеру смешения из вторых смесителей 265. Система 267 дозирования крупной твердой фракции может включать в себя дозирующие заслонки в емкостях средства 266 приема и/или хранения, которые могут быть избирательно открыты или закрыты для избирательного регулирования расхода потока крупной твердой фракции в камеру смешения. Транспортирующий механизм 142 может представлять собой или содержать нижнюю часть емкости 140 для бестарного хранения, заканчивающуюся в средстве 266 приема и/или хранения, которое может обеспечивать гравитационную подачу крупной твердой фракции в средство 266 приема и/или хранения.

[0151] Вторые смесители 265 могут принимать твердые добавки из транспортирующего устройства 132 через средство 280 приема и/или хранения. Средство 280 приема и/или хранения показано на фиг. 4 исполненным в виде бункеров, коробов и/или других емкостей, выполненных с возможностью удержания и/или хранения твердых добавок, выгружаемых выпускными участками перегружающего устройства 132. Нижний участок средства 280 приема и/или хранения может иметь сужающуюся конфигурацию, заканчивающуюся заслонкой или другим выпуском, обеспечивающим гравитационную подачу твердых добавок и/или иное практически непрерывное перемещение в систему 281 дозирования твердой фракции, которая может быть выполнена с возможностью дозировать и/или иным образом перемещать твердые добавки во вторые смесители 265. Система 281 дозирования твердой фракции может включать в себя шнековый питатель, винтовой транспортер, конвейер, и т.п. и может простираться между средством 280 приема и/или хранения и впуском твердого материала вторых смесителей 265.

[0152] Узел 200 смешения может дополнительно содержать датчики 285, 286 давления, установленные на впусках в и выпусках вторых смесителей 265, которые могут быть выполнены с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к давлению текучей среды на впусках и выпусках из вторых смесителей 265. С впусками и выпусками вторых смесителей 265 могут быть проточно соединены клапаны 285, 286, выполненные с возможностью регулировать расход разбавленной первой текучей смеси и второй текучей смеси через вторые смесители 265 и/или гидравлически изолировать один или оба из вторых смесителей 265 от других частей узла 200 смешения.

[0153] Узел 200 смешения может дополнительно содержать плотномер 268, соединенный с выпусками из вторых смесителей 265. Плотномер 268 может быть выполнен с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к плотности или количеству частиц во второй текучей смеси, которая может включать в себя упомянутое количество твердой добавки и крупной твердой фракции. Плотномер 268 может испускать излучение, поглощаемое различными частицами во второй текучей смеси. Различные коэффициенты поглощения могут существовать для различных частиц, что затем может быть использовано для расшифровки сигналов или информации для определения измеренной плотности.

[154] Узел 200 смешения может также содержать расходомеры 295, размещенные на выпусках из вторых смесителей 265. Расходомеры 295 могут быть выполнены с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к расходу потока второй текучей смеси, выгружаемой из каждого из вторых смесителей 265.

[0155] Системы 208 нагнетания жидкости, показанные на фиг. 2, также в общем показаны на фиг. 4 как содержащие одну или более труб 272 подачи жидкой добавки для введения жидких добавок в разбавленную первую текучую смесь выше по потоку от вторых смесителей 265 и/или во вторую текучую смесь ниже по потоку от вторых смесителей 265. Система 208 нагнетания жидкости может проточно соединена с транспортирующим механизмом 122 для приема жидкой добавки из емкости 120 для бестарного хранения. Жидкая добавка может быть перемещаемой или иначе переносимой через трубу 272 подачи жидкой добавки насосом 273 для жидкой добавки. Трехходовой клапан 274 может быть проточно соединен с трубой 272 подачи жидкой добавки, например, может быть выполнен с возможностью избирательного управления для введения жидкой добавки в разбавленную первую текучую смесь выше по потоку от вторых смесителей 265 или во вторую текучую смесь ниже по потоку от вторых смесителей 265. Ниже по потоку от насоса 273 для жидкой добавки может быть проточно подсоединен расходомер 296, который выполнен с возможностью генерирования сигналов или информации, относящихся к расходу потока жидкой добавки, вводимой в разбавленную первую текучую смесь или вторую текучую смесь.

[0156] Система 208 нагнетания жидкости может содержать дополнительные трубы 272 подачи жидкой добавки, насосы 273 и/или расходомеры 296, которые можно использовать, когда требуется введение дополнительных и/или других жидких добавок в разбавленную первую текучую смесь или вторую текучую смесь. Дополнительные трубы 272 подачи жидкой добавки, насосы 273 и/или расходомеры 296 могут быть выполнены с возможностью введения жидких добавок в разных местах вдоль узла 200 смешения. Например, жидкие добавки могут быть введены на впуске и/или выпуске первого смесителя 214, на впуске в насос 240, на выпусках источника 218 гидратирующей текучей среды и на впусках и/или выпусках из вторых смесителей 265. Например, система 208 нагнетания жидкости может быть использована для введения химреагента в источник 218 гидратирующей текучей среды для модифицирования pH и других свойств гидратирующей текучей среды, такой как вода.

[0157] Узел 200 смешения может дополнительно содержать байпасную трубу 271 для текучей среды, которая может обеспечивать первой разбавленной текучей смеси или другой текучей среде обход вторых смесителей 265 во время смешивания или других операций, например, во время операций промывки. Клапан 269 может быть проточно соединен с байпасной трубой 271 для текучей среды для избирательного открытия и закрытия байпасной трубы 271 для текучей среды.

[0158] Когда вторые смесители 265 формируют вторую текучую смесь, вторая текучая смесь может практически непрерывно выгружаться вторыми смесителями 265 и передаваться в напорный коллектор или другие выпуски 275 перед нагнетанием в забойную зону скважины. Хотя узел 200 смешения показан содержащим два вторых смесителя 265, оба вторых смесителя 265 могут не использоваться одновременно и/или не использоваться для смешивания одинаковых материалов. Например, вторые смесители 265 можно применять для смешивания двух разных текучих смесей, например, двух отличающихся химическим составом жидкостей для гидроразрыва подземного пласта и выгрузки их из узла 200 смешения отдельно или вместе. Можно выполнять такие “операции с разделением потоков”, где один из вторых смесителей 265 выгружает беспимесную текучую среду (без проппанта), а другой из вторых смесителей 265 выгружает текучую среду с примесями (с проппантом). Другие операции включают в себя подачу совместимых химреагентов в оба вторых смесителя 265 отдельно, а затем смешивание их ниже по потоку для создания проппантной набивки в магистрали в варианте применения реагента на водной основе для снижения поверхностного натяжения. В таком варианте применения можно создавать, например, островки сшитой текучей среды полной проппанта в базовой текучей среде, подобной воде.

[0159] Выпуски 275 могут содержать множество выпускных каналов 276, выполненных с возможностью выгрузки второй текучей смеси и/или других смесей из узла 200 смешения. Выпускные каналы 276 могут быть избирательно открыты и закрыты множеством соответствующих клапанов 277, размещенных на каждом из выпускных каналов 276.

[0160] Выпуски 275 могут дополнительно содержать множество дополнительных клапанов 278, 279, которые могут быть выполнены с возможностью избирательно изолировать один или более выпусков 275 и/или выбирать источник текучей среды, выгружаемой из них. Например, когда клапаны 278 открываются, а клапаны 279 закрываются, выпуски 275 могут быть выполнены с возможностью выгружать второй поток текучей смеси, выгружаемый из вторых смесителей 265. Вместе с тем, когда клапаны 279 открываются, а клапаны 278 закрываются, выпуски 275 могут быть выполнены с возможностью выгружать гидратирующую текучую среду, выгружаемую из транспортирующего насоса 240.

[0161] Расходомеры 291-296, датчики 262 уровня, датчики 216 силы, плотномер 268 и датчики давления могут генерировать сигналы или информацию, относящуюся к соответствующим рабочим параметрам (ниже в данном документе вместе называются “параметрической информацией”), как описано выше, и передавать параметрическую информацию на контроллер 510. Параметрическая информация может использоваться контроллером 510 как сигналы обратной связи, которые могут содействовать регулированию по замкнутому циклу узла 200 смешения. Например, параметрическая информация может использоваться для определения точности работы насосов 240, 241, 273 и/или устройств 245, 250, 255 регулирования расхода, а также регулирования расходов потоков выбранных текучих сред, так что концентрация и расходы потоков концентрированной первой текучей смеси, разбавленной первой текучей смеси и второй текучей смеси, совпадают с заданным значением, которое может быть заранее заданным, выбранным человеком-оператором и/или определенным контроллером 510 во время операций смешивания.

[0162] На фиг. 8 схематично показана по меньшей мере часть примерного варианта исполнения контроллера 510, поддерживающего связь с транспортирующими устройствами 206, 267, 281, смесителями 214, 265, насосами 240, 241, 273, устройствами 217, 245, 250, 255 регулирования расхода, расходомерами 291-296, клапанами, датчиками 216 силы, датчиками 262 уровня, датчиками давления и плотномером 268 (ниже в данном документе вместе называются “компонентами узла смешения”), согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Такая связь может поддерживаться проводными и/или беспроводными средствами связи. Вместе с тем, для ясности и упрощения понимания средство связи не показано на фиг. 4, и специалисту в данной области техники понятно, что множество таких средств связи относятся к объему настоящего раскрытия.

[0163] Контроллер 510 может быть выполнен с возможностью исполнения примерных машиночитаемых инструкций для выполнения по меньшей мере части одного или более способов и/или технологических процессов, описанных в данном документе, и/или выполнения части одного или более примерных нефтепромысловых устройств, описанных в данном документе. Контроллер 510 может представлять собой или содержать, например, один или более процессоров, вычислительных устройств специального назначения, серверов, персональных компьютеров, персональных цифровых помощников (“PDA”), смартфонов, устройств для доступа в интернет и/или вычислительных устройств других типов.

[0164] Контроллер 510 может содержать процессор 512, например, универсальный программируемый процессор. Процессор 512 может содержать локальное запоминающее устройство 514, и может исполнять кодированные инструкции 532, находящиеся на локальном запоминающем устройстве 514 и/или другом запоминающем устройстве. Процессор 512 может исполнять кодированные инструкции 532, которые помимо других примеров могут включать в себя машиночитаемые инструкции или программы выполнения способов и/или процессов, описанных в данном документе. Процессор 512 может являться, содержать или реализовываться с помощью одного или множества процессоров различных типов, подходящих для локального прикладного окружения, и может включать в себя один или более компьютеров общего назначения, компьютеров специального назначения, микропроцессоров, цифровых сигнальных процессоров (“DSP”), логических микросхем, программируемых в условиях эксплуатации (“FPGA”), специализированных интегральных микросхем (“ASIC”) и процессоров на основе многоядерной архитектуры в качестве не ограничивающих примеров. Естественно, другие процессоры из других семейств также являются подходящими.

[0165] Процессор 512 может поддерживать связь с основным запоминающим устройством, которое, например, может включать в себя энергозависимое запоминающее устройство 518 и энергонезависимое запоминающее устройство 520, возможно через шину 522 и/или другое средство связи. Энергозависимое запоминающее устройство 518 может являться, содержать, или реализоваться в виде оперативного запоминающего устройства (RAM/ОЗУ), статического запоминающего устройства с произвольной выборкой (SRAM), синхронного динамического оперативного запоминающего устройства (SDRAM), динамического оперативного запоминающего устройства (DRAM), динамического оперативного запоминающего устройства с произвольной выборкой (RDRAM) и/или оперативных запоминающих устройств других типов. Энергонезависимое запоминающее устройство 520 может являться, содержать или реализоваться в запоминающем устройстве только для считывания, флэш портативном запоминающем устройстве и/или запоминающих устройствах других типов. Один или более контроллеров запоминающих устройств (не показано) могут регулировать доступ к энергозависимому запоминающему устройству 518 и/или к энергонезависимому запоминающему устройству 520. Процессор 512 может дополнительно выполняться с функциональной возможностью обеспечения контроллером 510 приема, сбора и/или записи заданных значений концентрации и расхода и/или другой информации, генерируемой компонентами системы гидратации и/или другими датчиками и передаваемой на основное запоминающее устройство.

[0166] Контроллер 510 может также содержать интерфейсную схему 524. Интерфейсная схема 524 может являться, содержать или реализоваться в стандартных интерфейсах разных типов, таких как интерфейс локальной сети Ethernet, универсальная последовательная шина (USB), интерфейс ввода/вывода третьего поколения (3GIO), беспроводной интерфейс, и/или интерфейс мобильной связи помимо других примеров. Интерфейсная схема 524 может также содержать плату графического драйвера. Интерфейсная схема 524 может также содержать связное устройство, например, модем или плату сетевого интерфейса для осуществления обмена данных с внешними вычислительными устройствами через сеть (например, через соединение Ethernet, цифровую абонентскую линию связи (“DSL”), телефонную линию, коаксиальный кабель, систему мобильной телефонной связи, спутник, и т.д.).

[0167] Один или более компонентов узла смешения могут быть соединены с контроллером 510 через интерфейсную схему 524 для осуществления связи между ними. Например, один или более компонентов узла смешения могут содержать соответствующую интерфейсную схему (не показано), которая может осуществлять связь с контроллером 510. Каждая соответствующая интерфейсная схема может обеспечивать передачу сигналов или информации, генерируемых компонентами узла смешения, на контроллер 510, как сигналов обратной связи для контроля и/или управления работой одного или более из компонентов узла смешения, или возможно в целом узла 200 смешения. Каждая соответствующая интерфейсная схема может обеспечивать прием управляющих сигналов с контроллера 510 различными двигателями, приводами и/или другими исполнительными механизмами (не показано) связанными с компонентами узла смешения для управления работой соответствующих компонентов узла смешения и для управления в целом узлом 200смешения.

[0168] Одно или более вводных устройств 526 могут также быть подсоединены к интерфейсной схеме 524. Вводные устройства 526 могут обеспечивать человеку-оператору ввод данных и команд в процессор 512, которые могут включать в себя заданное значение, соответствующее заранее заданной концентрации гидратируемого материала в разбавленной первой текучей смеси (ниже в данном документе называемую “первым заданным значением концентрации”), заданное значение, соответствующую заранее заданной концентрации зернистого материала во второй текучей смеси (ниже в данном документе называемую “второе заданное значение концентрации”), и заданное значение, соответствующую заранее заданному расходу потока разбавленной первой текучей смеси, формируемой узлом 200 смешения (ниже в данном документе называемую “заданным значением расхода”). Вводные устройства 526 могут являться, содержать или реализоваться в клавиатуре, компьютерной мыши, сенсорном экране, сенсорном планшете, шаровом указателе, стилусе и/или системе распознавания голоса, помимо других примеров. Одно или более выходное устройство 528 могут также быть соединены с интерфейсной схемой 524, например, для отображения первого и второго заданного значения концентрации и заданного значения расхода, а также информации, генерируемой одним или более из компонентов узла смешения. Выходные устройства 528 могут являться, содержать или реализоваться в устройствах визуальной индикации (например, жидкокристаллическом дисплее (LCD) или дисплее с электронно-лучевой трубкой (CRT), среди прочего), принтерах и/или громкоговорителях, помимо других примеров.

[0169] Контроллер 510 может также быть соединен с одним или более массовыми запоминающими устройствами 530 и/или съемным носителем 534 информации, которые могут являться или включать в себя дискеты, жесткие диски, компакт диски (CD), цифровые универсальные диски (DVD) и/или USB и/или другие флэш-носители помимо других примеров. Заданные значения и параметрическая информация могут сохраняться на одном или более массовых запоминающих устройствах 530 и/или съемном носителе 534 информации.

[0170] Запрограммированные инструкции 532 могут сохраняться в массовом запоминающем устройстве 530, энергозависимом запоминающем устройстве 518, энергонезависимом запоминающее устройстве 520, локальном запоминающее устройство 514 и/или съемном носителе 534 информации. Таким образом, компоненты контроллера 510 можно реализовать согласно аппаратному обеспечению (возможно осуществленном в одном или более чипах, включающих в себя интегральную схему, например, связанную с конкретным приложением интегральную схему), или можно реализовать в виде программного обеспечения или встроенного программного обеспечения для исполнения одним или более процессорами. В варианте встроенного программного обеспечения или программного обеспечения реализация может обеспечиваться в виде программного продукта, включающего в себя машиночитаемый носитель или структуру сохранения данных, осуществляющую код компьютерной программы (т.e., программное обеспечение или встроенное программное обеспечение) на нем для исполнения процессором 512.

[0171] Запрограммированные инструкции 532 могут включать в себя программные инструкции или код компьютерной программы, которые при исполнении процессором 512 заставляют узел 200смешения (или по меньшей мере его компонентами) выполнять задачи, описанные в данном документе. Например, запрограммированные инструкции 532 при исполнении могут заставлять контроллер 510 принимать и обрабатывать заданные значения первой и второй концентрации и заданное значение расхода и на основе заданных значений заставлять узел 200 смешения формировать разбавленную первую текучую смесь с заранее заданной концентрацией гидратируемого материала, разбавленную первую текучую смесь с заранее заданной концентрацией зернистого материала и вторую текучую смесь при заранее заданном расходе потока. При исполнении запрограммированные инструкции 532 могут заставлять контроллер 510 принимать параметрическую информацию, генерируемую компонентами узла смешения и обрабатывать информацию в виде сигналов обратной связи, которые могут содействовать управлению по замкнутому циклу узлом 200 смешения и/или компонентами узла смешения. Например, информация может быть использована для определения точности насосов 240, 241, 273, и/или устройств 245, 250 255 регулирования расхода и регулирования расходов потоков выбранных текучих сред так, что концентрации и расходы потоков концентрированной первой текучей смеси, разбавленной первой текучей смеси и второй текучей смеси соответствуют заданным величинам, выбранным оператором и/или другим заданным значениям, определенным контроллером 510 во время операций смешивания.

[0172] Хотя в данном документе рассматриваются заданные значения расхода и концентрации, понятно, что контроллер 510 может принимать и обрабатывать другие заданные значения в объеме настоящего раскрытия. Контроллер 510 может также контролировать и регулировать другие параметры и операции узла 200 смешения которые могут быть реализованы для формирования второй текучей смеси.

[0173] Фиг. 9-12 представляют собой схему последовательности операций по меньшей мере частей примерного способа 600 управления, сохраняемого в виде запрограммированных инструкций 532 и исполняемого контроллером 510 и/или одним или более другими контроллерами, связанными с компонентами узла смешения согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Следующее описание относится к также к фиг. 3, 4 и 8-12, соответственно.

[0174] Способ 600 может быть исполнен узлом 200 смешения для формирования разбавленной первой текучей смеси, имеющей заранее заданную концентрацию гидратируемого материала, второй текучей смеси, имеющей заранее заданную концентрацию зернистого материала, и разбавленной первой текучей смеси при заранее заданном расходе потока на основе заданных значений первой и второй концентрации и заданного значения расхода, введенных в контроллер 510. На фиг. 9-12 показаны части способа 600, который может содержать последовательность взаимосвязанных этапов или подпроцессов 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 680, где каждый такой подпроцесс может задействовать отдельный контур управления, такой как пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) контур управления. Например, один или более подпроцессов 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 680 могут использовать контур управления для достижения намеченной отдачи или результата. Подпроцессы 610, 620, 630, 640, 650 могут являться взаимосвязанными, как показано стрелками 622, 632, 642, 652, или иначе.

[0175] Подпроцесс 610 может содержать определение заданного значения концентрации концентрированной первой текучей смеси (“CFFM”) и степень разбавления. Вводные параметры подпроцесса могут включать в себя заданное значение 612 концентрации первой разбавленной текучей смеси (“DFFM”) (ниже в данном документе “заданное значение концентрации”) и заданное значение 614 максимального расхода потока первой разбавленной текучей смеси (ниже в данном документе “заданное значение расхода”), которые можно сравнивать с информацией, генерируемой расходомером 294. Заданные значения 612, 614 расхода и концентрации могут быть заранее заданными или выбранными параметрами, специфичными для подлежащей исполнению операции на буровой площадке с использованием системы 100 для буровой площадки, например, гидравлического разрыва пласта. Заданные значения 612, 614 расхода и концентрации могут быть определены на основе другой информации, релевантной для работы на буровой площадке, такой как, характеристики подземного пласта (например, размеры, местоположение, содержимое, и т.д.) в который подлежит нагнетанию разбавленная текучая смесь, выгружаемая узлом 200 смешения. Заданные значения 612, 614 расхода и концентрации могут быть введены в контроллер 510 в подходящем режиме, например, через вводные устройства 526. Контроллер 510 может затем определять и выводить параметры, которые можно использовать во время операций гидратации на основе введенных заданных значений 612, 614 расхода и концентрации и/или других вводных данных. Контроллер 510 может затем передавать другие параметры на один или более контроллеров оборудования (не показано), связанных с компонентами узла смешения, которые в свою очередь, могут исполнять дополнительные подпроцессы.

[0176] Подпроцесс 620 может содержать управление транспортирующим гидратируемый материал устройством 206 для перемещения гидратируемого материала в первый смеситель 214. Вводные параметры в подпроцессе 620 могут включать в себя один или более выходных параметров (т.e., заданных значений), генерируемых подпроцессом 610, наряду с фактическим расходом 626 потока гидратирующей текучей среды, подаваемой в первый смеситель 214, определенным расходомером 291. Сигналы, генерируемые одним или более датчиками 216 силы, например, датчиками нагрузки, которую несет емкость 204 гидратируемого материала, можно использовать в подпроцессе 620 для обеспечения введения подходящего количества гидратируемого материала в первый смеситель 214, и/или сравнения прогнозируемого количества гидратируемого материала с фактическим количеством гидратируемого материала, введенного в первый смеситель 214.

[0177] Подпроцесс 630 может содержать определение заданного значения расхода потока первой разбавленной текучей смеси, которое включает в себя определение заданного значения расхода потока концентрированной первой текучей смеси и заданного значения расхода потока гидратирующей текучей среды (указано на фиг. 9, как “заданное значения скорости разбавления”). Вводные параметры в подпроцессе 630 могут включать в себя один или более выходных параметров, генерируемых в подпроцессе 610, наряду с общим расходом 634 потока гидратирующей текучей среды, подаваемой в разбавитель 230, определенным расходомерами 291, 293, и уровнем 636 первой разбавленной текучей смеси во второй емкости 260, определенным датчиком 262 уровня.

[0178] Подпроцесс 640 может содержать регулирование расхода потока концентрированной первой текучей смеси в разбавитель 230, что может являться функцией устройства 245 регулирования расхода и/или дозирующего насоса 241. Вводные параметры в подпроцессе 640 могут включать в себя заданное значение 642 расхода потока концентрированной первой текучей смеси, генерируемое подпроцессом 630 наряду с фактическим расходом потока концентрированной первой текучей смеси 644, определенным расходомером 292.

[0179] Подпроцесс 650 может содержать регулирование расхода потока концентрированной первой текучей смеси, подаваемой в разбавитель 230, так чтобы регулировать разбавление концентрированной первой текучей смеси. Вводные параметры в подпроцес 650 могут включать в себя заданное значение 652 скорости разбавления, генерируемую подпроцессом 630 наряду с расходом 654 потока гидратирующей текучей среды, подаваемой в разбавитель 230, определенным расходомером 293.

[0180] Подпроцесс 660 может содержать управление транспортирующими зернистый материал (“PM”) устройствами 267, которое может быть выполнено с помощью дозирующих заслонок, предназначенных для дозирования зернистого материала во вторые смесители 265. Вводные параметры в подпроцесс 660 могут включать в себя заданное значение 662 концентрации зернистого материала. Другой ввод в подпроцесс 660 может включать в себя расход 664 потока зернистого материала, что может быть основано на или содержать управляющий сигнал, отправленный на транспортирующие зернистый материал устройства 267. Другой ввод может включать в себя сигнал 666 генерируемый плотномерами 268. Сигнал 666 плотномера можно сравнивать с заданным значением 662 для зернистого материала.

[0181] Подпроцесс 670 может содержать управление перегружающими транспортирующими твердую добавку (“SA”) устройствами 281 для дозирования твердой добавки, подаваемой во вторые смесители 214. Вводные параметры в подпроцесс 670 могут включать в себя заданное значение 672 концентрации твердой добавки. Другой ввод в подпроцесс 670 может включать в себя расход 674 потока твердой добавки, что может основываться на или содержать управляющий сигнал, отправленный на транспортирующие твердую добавку устройства 281. Расход 674 потока твердой добавки можно сравнивать с заданным значением 672 концентрации твердой добавки.

[0182] Подпроцесс 680 может содержать управление насосом 273 для жидкой добавки (“LA”) для дозирования жидкой добавки в разбавленную первую текучую смесь или вторую текучую смесь. Вводные параметры в подпроцесс 680 могут включать в себя заданное значение 682 концентрации жидкой добавки. Другой ввод в подпроцесс 680 может включать в себя расход 684 потока жидкой добавки, определяемый расходомером 296. Расход 684 потока жидкой добавки можно сравнивать с заданным значением 682 концентрации жидкой добавки.

[0183] Аналогично заданным значениям 612, 614 расхода и концентрации заданное значение 662 концентрации зернистого материала, заданное значение 672 концентрации твердой добавки и заданное значение 682 концентрации жидкой добавки могут быть заранее заданными или выбранными параметрами, которые являются специфичными для работы на буровой площадке, подлежащей исполнению с использованием системы 100 для буровой площадки, например, гидравлического разрыва пласта. Заданные значения 662, 672, 682 могут быть определены на основе другой информации, релевантной для работы на буровой площадке, например, характеристик подземного пласта (таких как, размер, местоположение, содержание и т.д.), в которой вторая текучая смесь, выпускаемая узлом 200 смешения, подлежит нагнетанию. Заданные значения 662, 672, 682 могут быть введены в контроллер 510 в подходящем режиме, например, через вводные устройства 526, при этом контроллер 510 может определять и выводить параметры, используемые во время операций смешивания на основе введенных заданных значений 662, 672, 682, и/или других вводных данных. Контроллер 510 может затем передавать другие параметры одному или более контроллерам оборудования (не показано), связанными с компонентами узла смешения.

[0184] На фиг. 13 показан вид в перспективе примерного варианта исполнения системы 100 для буровой площадки, установленной на поверхности 101 буровой площадки, показанной на фиг. 1 согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Система 100 для буровой площадки содержит узел 200 смешения, размещенный в несущей конструкции 760 и функционально соединенный с контейнерами для бестарного хранения, хранящими различные текучие среды, твердые добавки и зернистые материалы (ниже в данном документе вместе называются “множеством материалов”), через транспортирующие механизмы (не показано), выполненные с возможностью перемещения или иного переноса множества материалов из емкостей для бестарного хранения в узел 200 смешения.

[0185] Емкость 110 для бестарного хранения показана на фиг. 13 как бак для хранения гидратируемого материала. Емкость 120 для бестарного хранения показана на фиг. 13 как множество емкостей для хранения жидких добавок. Емкость 130 для бестарного хранения показана на фиг. 13 как вертикальный бункер для хранения твердых добавок и размещена в верхней части несущей конструкции 760. Емкость 140 для бестарного хранения показана на фиг. 13 как множество бункеров для хранения зернистого материала, например, проппанта, и размещена в верхней части несущей конструкции 760. Емкость 150 для бестарного хранения показана на фиг. 13 как множество емкостей для хранения гидратирующей текучей среды.

[0186] Как описано выше и показано на фиг. 1, система 100 для буровой площадки содержит множество транспортирующих механизмов, выполненных с возможностью перемещения или иного переноса множества материалов из соответствующего средства 108 доставки в емкости 110, 120, 130, 140, 150 для бестарного хранения. Во время операций смешивания средство 108 доставки может входить в зону 103 доставки материала на поверхности 101 буровой площадки для разгрузки множества материалов.

[0187] Гидратируемый материал может периодически доставляться на буровую площадку средством доставки (не показано на фиг. 13) содержащим емкость, хранящую гидратируемый материал. Во время подачи средство доставки может быть расположено смежно с соответствующим транспортирующим механизмом (не показано на фиг. 13) в порядке, обеспечивающем перенос гидратируемого материала транспортирующим механизмом из средства доставки в емкость 110 для бестарного хранения.

[0188] Жидкая добавка может периодически доставляться на буровую площадку другим средством доставки (не показано на фиг. 13) содержащим емкость, хранящую жидкую добавку. Во время подачи средство доставки может быть расположено смежно с соответствующим транспортирующим механизмом (не показано на фиг. 13) в порядке, обеспечивающем перемещение жидкой добавки транспортирующим механизмом из средства доставки в емкость 120 для бестарного хранения.

[0189] Твердая добавка может периодически доставляться на буровую площадку средством 180 доставки, содержащим емкость, хранящую твердую добавку. Во время подачи средство 180 доставки может быть расположено смежно с транспортирующим механизмом 182 в порядке, обеспечивающем перемещение твердой добавки транспортирующим механизмом 182 из средства 180 доставки в емкость 130 для бестарного хранения.

[0190] Зернистый материал может периодически доставляться на буровую площадку средством 190 доставки, содержащим емкость, хранящую зернистый материал. Во время подачи средство 190 доставки может быть расположено смежно с транспортирующим механизмом 192 в порядке, обеспечивающем перемещение зернистого материала транспортирующим механизмом 192 из средства 190 доставки в емкость 140 для бестарного хранения.

[0191] На фиг. 13 показаны средства 180, 190 доставки, которые больше чем емкости 130, 140 для бестарного хранения. Вместе с тем, понятно, что емкости 130, 140 для бестарного хранения имеют объем хранения, который может быть примерно равен или больше, чем объем хранения соответствующего средства 180, 190 доставки.

[0192] На фиг. 14 показан вид в перспективе по меньшей мере часть несущей конструкции 760, показанной на фиг. 13. Несущая конструкция 760 может быть транспортирована на поверхность 101 буровой площадки и может соответствовать нормам и правилам для перевозки по различным дорогам и шоссе штатов, федеральным и международным. Следующее описание относится к фиг. 13 и 14, рассматриваемым совместно.

[0193] Несущая конструкция 760 может включать в себя несущее основание 761, рамную конструкцию 762, участок 763 дышла и множество колес 764 для опоры несущего основания 761, рамной конструкции 762 и участка 763 дышла. Участок 763 дышла может быть прикреплен к первичному приводу (не показано) так, что первичный привод может передвигать несущую конструкцию 760 между различными местоположениями, например, между поверхностью 101 буровой площадки и поверхностью другой буровой площадки. Несущая конструкция 760 может таким образом быть транспортирована на поверхность 101 буровой площадки и затем монтирована, чтобы нести одну или более емкостей 130, 140 для бестарного хранения. Хотя в показанном примере несущая конструкция 760 может нести до четырех емкостей 130, 140 для бестарного хранения, понятно, что несущая конструкцию 760 может быть выполнена с возможностью нести большее или меньшее число емкостей 130, 140 для бестарного хранения.

[0194] Несущее основание 761 может включать в себя первый конец 765, второй конец 766 и верхнюю поверхность 767. Рамная конструкция 762 может простираться над несущим основанием 761, образуя проход 768, в целом расположенный между верхней поверхностью 767 несущего основания 761 и рамной конструкцией 762. Рамная конструкция 762 включает в себя один или более принимающих бункер зон 769, каждая из которых выполнена с возможностью приема емкостей 130, 140 для бестарного хранения. Например, рамная конструкция 762 показана образующей четыре принимающих бункер зоны 769, каждая из которых выполнена с возможностью нести соответствующую одну из емкостей 130, 140 для бестарного хранения.

[0195] Участок 763 дышла может простираться от первого конца 765 несущего основания 761. Оси 770, несущие колеса 764, могут быть расположены вблизи второго конца 766 несущего основания 761, вблизи первого конца 765 несущего основания 761 и/или на других местах несущего основания 761. Хотя на фиг. 14 показана несущая конструкция 760, содержащая две группы колес 764 и осей 770 (вторая группа не видна), понятно, что может быть использовано более двух групп колес 764 и осей 770, расположенных в различных местах несущего основания 761.

[0196] Несущая конструкция 760 может дополнительно содержать первое выдвижное основание 771 с одной стороны несущего основания 761, и второе выдвижное основание 772 с противоположной стороны несущего основания 761. В таких вариантах исполнения первое и второе выдвижные основания 771, 772 могут содействовать боковой поддержке или стабилизации рамной конструкции 762 и, следовательно, емкостей 130, 140 для бестарного хранения, предотвращая опрокидывание емкостей 130, 140 для бестарного хранения и рамной конструкции 762. Первое и второе выдвижные основания 771, 772 могут также служить в качестве погрузочного основания для грузового автомобиля во время монтажа емкостей 130, 140 для бестарного хранения на несущую конструкцию 760, как описано ниже.

[0197] Первое и второе выдвижные основания 771, 772 могут быть подвижно соединены с рамной конструкцией 762 и несущим основанием 761 с помощью одного или более рычажных механизмов 773 так, что первое и второе выдвижные основания 771, 772 можно быть избирательно расположены в транспортную конфигурацию, где основания 771, 772 занимают поднятое положение, и рабочую конфигурацию, где основания 771, 772 занимают опущенное положение, показанное на фиг. 14. В рабочей конфигурации первое и второе выдвижные основания 771, 772 могут простираться практически горизонтально от рамной конструкции 762, так что могут содействовать боковой поддержке емкостей 130, 140 для бестарного хранения и/или обеспечивать погрузочное основание для транспортеров (не показано), выполненных с возможностью монтажа емкостей 130, 140 для бестарного хранения на несущую конструкцию 760.

[0198] Рамная конструкция 762 может содержать множество рам 774, 775, 776, 777, соединенных друг с другом множеством раскосов 778. Рамы 774, 775, 776, 777 могут являться практически параллельными друг к другу и могут по существу иметь аналогичные конструкции и функции. Каждая рама 774, 775, 776, 777 может содержать множество рамных элементов, которые могут быть соединены для образования конструкции закрытого типа, окружающей по меньшей мере участок прохода 768. Каждая рама 774, 775, 776, 777 может образовывать арку, так что может увеличивать конструкционную прочность каждой рамы 774, 775, 776, 777. Каждая рама 774, 775, 776, 777 может включать в себя верхнюю часть 779, расположенную сверху по центру каждой рамы 774, 775, 776, 777, при этом каждая верхняя часть 779 может быть соединена с другой верхней частью 779 первым и вторым соединительными элементами 780, 781. Каждая рама 774, 775, 776, 777 может быть выполнена из подходящих материалов, выполненных с возможностью нести нагрузку от емкостей 130, 140 для бестарного хранения. Например, рамы 774, 775, 776, 777 могут быть сконструированы из стальных труб, двутавров, швеллеров и/или других подходящих материалов и могут быть взаимно соединены с помощью различных методик с применением механического крепежа, например, можно применять один или более резьбовых крепежных элементов, пластин, сварочных швов и/или других соединительных средств.

[0199] Первый комплект соединительных устройств 782 может быть расположен на верхней части 779 каждой рамы 774, 775, 776, 777 в соответствующих принимающих бункер зонах 769, при этом каждое из первого комплекта соединительных устройств 782 может соединяться или зацепляться с соответствующим соединительным устройством на емкостях 130, 140 для бестарного хранения или соответствующих участках емкостей 130, 140 для бестарного хранения во время и после установки. Второй комплект соединительных устройств 783 может быто размещен в соответствующих принимающих бункер зонах 769 на первом выдвижном основании 771 и/или втором выдвижном основании 772 на отметке ниже первого комплекта соединительных устройств 782. Каждый из вторых комплектов соединительных устройств 783 может быть соединен или сцеплен с соответствующим соединительным устройством на емкости 130, 140 для бестарного хранения или соответствующим участком емкостей 130, 140 для бестарного хранения во время и после установки.

[0200] Первый и второй комплекты соединительных устройств 782, 783 в каждой из принимающих бункер зон 769 могут быть выполнены с возможностью скрепления или иного сцепления с емкостями 130, 140 для бестарного хранения. Когда емкости 130, 140 для бестарного хранения соединены с соединительными устройствами 782, 783 сверху рамной конструкции 762, несущее основание 761 и первое и второе выдвижные основания 771, 772 могут быть развернуты в рабочую конфигурацию и первичный привод может быть отсоединен от участка 763 дышла несущей конструкции 760. Затем, участком 763 дышла можно манипулировать для укладки на грунт, возможно по существу копланарно с несущим основанием 761, например, для создания рампы для содействия расположению узла 200 смешения по меньшей мере частично в проходе 768, как показано на фиг. 13. Узел 200 смешения может быть расположен в проходе 768, образованном рамной конструкцией 762 так, что принимающая твердый материал часть 266 центрируется относительно транспортирующего механизма 132, 142, что делает возможной гравитационную подачу к разгрузочному лотку емкостей 130, 140 для бестарного хранения. Затем другие транспортирующие механизмы 112, 122 могут быть соединены с узлом 200 смешения.

[0201] На фиг. 15 и 16 показан вид в перспективе примерного варианта исполнения по меньшей мере части транспортирующих механизмов 182, 192, показанных на фиг. 1, согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. На фигурах показаны транспортирующие механизмы 182, 192, исполненные в виде мобильного транспортирующего узла 720, содержащего шасси 722, несущие одну или более горизонтальных конвейерных систем 724 и вышку 726, несущую одну или более вертикальных конвейерных систем 728. Следующее описание относится к фиг. 15 и 16, рассматриваемым совместно.

[0202] Шасси 722 может быть исполнено как множество взаимно соединенных прокатных стальных балок в виде швеллеров, двутавровых балок, широкополочных двутавровых балок или любых других подходящих конструкций. Первый конец шасси 722 может содержать участок дышла 730, выполненный с возможностью соединения с первичным приводом, который может обеспечивать перевозку мобильного транспортирующего узла 720 на поверхность 101 буровой площадки. Второй конец шасси 722, противоположный первому концу, может содержать множество колес 732 вращательно соединенных с шасси 722 и служащих опорой шасси 722 на поверхности 101 буровой площадки. Горизонтальные конвейерные системы 724 могут простираться между первым и вторым концами шасси 722. Горизонтальные конвейерные системы 724 могут включать в себя шнековые питатели, винтовые транспортеры, конвейеры, ленточные конвейеры и/или другие транспортирующие средства, выполненные с возможностью перемещения твердых добавок и/или зернистого материала. Участок горизонтальных конвейерных систем 724 может перекрываться или закрываться экраном 740, а другой участок горизонтальных конвейерных систем 724 может простираться через платформу 734 разгрузки материала.

[0203] Платформа 734 разгрузки материала может быть соединена с и/или размещена на шасси 722 смежно с первым концом шасси 722. Платформа 734 разгрузки материала может закрывать или ограждать участок горизонтальных конвейерных систем 724 и содержит множество вертикальный отверстий 736 на своей верхней поверхности, которые могут обеспечивать твердым добавками, зернистому материалу и/или другому большого объема или насыпному материалу сброс, подачу или иное введение на горизонтальные конвейерные системы 724, простирающиеся через платформу 734 разгрузки материала или под ней. Платформа 734 разгрузки материала может дополнительно включать в себя одну или более рамп 738, которые могут помогать движению средств 180, 190 доставки сверху или на платформу 734 разгрузки материала и обеспечивать центрирование лотков 191 емкостей средств 180, 190 доставки над отверстиями 736. Рампы 738 могут быть шарнирно или иначе подвижно соединены с платформой 734 разгрузки материала. Во время подачи лотки могут быть размещены над отверстиями 736 и затем открыты для обеспечения сброса, подачи или иного введения твердых добавок и/или зернистого материала на горизонтальные конвейерные системы 724.

[0204] Как дополнительно показано на фиг. 15 и 16, вышка 726 может быть шарнирно соединена с шасси 722 с помощью одного или более рычажных механизмов и наряду с вертикальными конвейерными системами 728, может быть передвигаемой между поднятым и опущенным положениями с помощью одного или более исполнительных механизмов 742, простирающихся между вышкой 726 и шасси 722. Рычажные механизмы могут иметь различные варианты исполнения, такие как с направляющими, гидравлическими или пневматическими рычагами, шестернями, червячными домкратами, тросами или их комбинациями. В некоторых вариантах исполнения исполнительные механизмы 742 могут являться гидравлическими или пневматическими исполнительными механизмами. Вышка 726 может иметь исполнение в виде множества взаимно соединенных прокатных стальных балок в виде швеллеров, двутавровых балок, широкополочных двутавровых балок или любых других подходящих конструкций. Вертикальные конвейерные системы 728 могут включать в себя шнековые питатели, винтовые транспортеры, ленточные конвейеры, ковшовые подъемники, пневмопроводы и/или другие транспортирующим средства, выполненные с возможностью вертикально передвигать твердые добавки и/или зернистый материал. Вертикальные конвейерные системы 728 могут также закрываться или ограждаться одним или более защитными кожухами 744.

[0205] Вышка 726 и вертикальные конвейерные системы 728 могут быть выполнены с возможностью укладки практически параллельно шасси 722 и поддерживаться по меньшей мере частично участком 763 дышла 730, когда мобильный транспортирующий узел 720 транспортируется. Диапазон движения вышки 726 и вертикальных конвейерных систем 728 может простираться от практически горизонтального положения до положения незначительного отклонения от вертикали (например, в диапазоне движения больше 90 градусов) при развертывании с учетом углового несовпадения вследствие перепадов высоты грунта.

[0206] Горизонтальные конвейерные системы 724 могут быть выполнены с возможностью передвигать во время работы твердые добавки и/или зернистый материал, введенный через отверстия 736 к вертикальным конвейерным системам 728. Когда твердые добавки и/или зернистый материал достигают конца горизонтальных конвейерных систем 724, твердые добавки и/или зернистый материал могут быть перемещены на вертикальные конвейерные системы 728 и передвигаться в направлении вверх. Например, горизонтальные конвейерные системы 724 могут заканчиваться одним или более выпусками 746, которые могут обеспечивать транспортирующему средству сброс, подачу или иной ввод твердых добавок и/или зернистого материала в один или более впусков 748 вертикальных конвейерных систем 728. Впуски 748 в свою очередь могут направлять твердые добавки и/или зернистый материал на транспортирующие средства вертикальных конвейерных систем 728 для передвижения вертикально к выпускам 750 вертикальных конвейерных систем 726.

[207] Верхние конвейерные системы 752 могут быть выполнены с возможностью перемещать твердые добавки и/или зернистый материал от вертикальных конвейерных систем 728 в емкости 130, 140 для бестарных материалов, как только твердые добавки и/или зернистый материал достигают верха вертикальных конвейерных систем 728. Например, верхние конвейерные системы 752 могут содержать винтовые конвейеры 754 с приводом от двигателей 756, чтобы двигать твердые добавки и/или зернистый материал горизонтально от вертикальной конвейерной системы 728. Верхняя конвейерная система 752 может содержать впуски (не видны), которые могут быть выполнены с возможностью принимать твердые добавки и/или зернистый материал из выпусков 750 вертикальных конвейерных систем 728 и направлять твердые добавки и/или зернистый материал в винтовые конвейеры 754. Верхняя конвейерная система 752 может дополнительно содержать выпуски 758, которые могут быть размещены над или иначе совмещены с впусками в емкости 130, 180 для бестарного хранения, которые выполнены с возможностью, направлять твердые добавки и/или зернистый материал из верхней конвейерной система 752 в емкости 130, 180 для бестарного хранения.

[0208] На фиг. 17 показан вид в перспективе примерного варианта исполнения узла 200 смешения, показанный на фиг. 1-4 и 13, согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Узел 200 смешения показан на фиг. 17 исполненным, как мобильный узел смешения, разъемно соединенный с первичным приводом 701. Узел 200 смешения содержит мобильный транспортер 702, имеющий раму 704 и множество колес 706, вращательно соединенных с рамой 704 и служащих опорой рамы 704 на поверхность 101 буровой площадки. Мобильный узел 200 смешения может дополнительно содержать кабину 708 управления, которая в уровне технике может называться как «электрощитовым блоком», соединенную с рамой 704. Кабина 708 управления может содержать один или более контроллеров, например, контроллер 510, показанный на фиг. 4 и 8, выполненный с возможностью контроля и управления узлом 200 смешения как описано выше.

[0209] Емкость 204 для гидратируемого материала показана на фиг. 17 исполненной в виде загрузочной воронки или короба, выполненного с возможностью приема гидратируемого материала. Емкость 204 для гидратируемого материала соединена с рамой 704 множеством опорных элементов 710.

[210] Узел 200 смешения дополнительно содержит первый смеситель 214 и транспортирующее гидратируемый материал устройство 206, например, шнековый питатель и/или другой прибор, выполненный с возможностью дозированной подачи гидратируемого материала в первый смеситель 214. Первый смеситель 214 соединен с рамой 704 и содержит двигатель 712, выполненный с возможностью привода первого смесителя 214. Первый смеситель 214 может представлять собой или содержать первый смеситель 214 твердой фракции и текучей среды, показанный на фиг. 5, или другой смеситель, выполненный с возможностью смешивания или перемешивания гидратирующей текучей среды с гидратируемым материалом. Гидратирующая текучая среда может подаваться в первый смеситель 214 из источника 218 гидратирующей текучей среды, который показан на фиг. 13 исполненным в виде коллектора, выполненного с возможностью приема гидратирующей текучей среды через каналы 249. Каждый канал 249 может содержать клапан 239, который может быть выполнен с возможностью регулировать расход гидратирующей текучей среды в источник 218 гидратирующей текучей среды.

[0211] После перемешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды в первом смесителе 214 для формирования концентрированной первой текучей смеси концентрированная первая текучая смесь может быть перемещена в одну или более инстанций первой емкости 220 и через них. Первая емкость 220 показана на фиг. 13, исполненной в виде четырех гидратирующих емкостей закрытого типа, каждая из которых содержит практически непрерывный путь потока, проходящий через нее, такой как пример исполнения показанный на фиг. 6. Таким образом, каждая первая емкость 220 может содержать первый и второй каналы 412, 422, выполненные с возможностью приема или выгрузки концентрированной первой текучей смеси в каждую первую емкость 220 или из нее. Каждая первая емкость 220 может быть соединена с рамой 704, например, множеством опорных элементов 714.

[0212] После пропускания концентрированной первой текучей смеси через первые емкости 220 концентрированная первая текучая смесь может быть передана во вторую емкость 260, которая показана на фиг. 17, исполненной в виде бака для подачи воды самотеком. Вторая емкость 260 может быть соединена с рамой 704, например, множеством опорных элементов 716.

[0213] До введения во вторую емкость 260 дополнительная гидратирующая текучая среда может быть соединена с концентрированной первой текучей смесью или добавляться в нее с помощью разбавителя 230 (не виден на фиг. 13). Гидратирующая текучая среда может быть перемещена из источника 218 гидратирующей текучей среды в разбавитель 230 насосом (не виден на фиг. 13). Гидратирующая текучая среда и концентрированная первая текучая смесь могут быть соединены в разбавителе 230 для формирования первой разбавленной текучей смеси, как описано выше, и переданы во вторую емкость 260.

[0214] Разбавленная первая текучая смесь может быть выгружена из второй емкости 260 и введена во вторые смесители 265 по трубе 270 подачи. Зернистый материал может быть введен во вторые смесители 265 через принимающую твердый материал часть 266, а твердые добавки могут быть введены во вторые смесители 265 через дополнительные принимающие твердый материал части 280.

[0215] На фиг. 17 также показана система 208 нагнетания жидкости, которая может быть использована для введения жидких добавок в разбавленную первую текучую смесь или вторую текучую смесь. Поскольку разбавленная первая текучая смесь, твердые добавки, жидкие добавки и зернистый материал практически непрерывно смешиваются во вторых смесителях 265, вторая текучая смесь практически непрерывно перемещается в напорный коллектор 275. Когда клапаны 277 открыты, вторая текучая смесь может быть выгружена из напорных коллекторов 275 через каналы 276. Система 100 для буровой площадки может также содержать по меньшей мере одну емкость хранения бестарных жидких химреагентов, которая может быть выполнена с возможностью гравитационной подачи жидких химреагентов в систему 208 нагнетания жидкости по комплекту шлангов.

[0216] На фиг. 17 также показан источник 195 электропитания, описанный выше, который может быть выполнен с возможностью обеспечивать централизованное распределение электропитания на узел 200 смешения и/или другие компоненты системы 100 для буровой площадки. Использование источника 195 централизованного электропитания на буровой площадке для привода одной или более частей задней стороны перерабатывающего оборудования системы 100 для буровой площадки может делать компоненты узла смешения агностическими по электропитанию, приспособленными к получению электропитания как с дизель-генератора на площадке, так и с местных электросетей. Отмечаем, что централизованно может подаваться также рабочая жидкость гидравлической силовой системы. Использование централизованного электропитания может содействовать увеличению общей надежности системы, тогда как применение индивидуальных первичных приводов (например, дизельных двигателей) на каждом блоке оборудования может отрицательно влиять на систему надежности, увеличивать занимаемую площадь, увеличивать стоимость техобслуживания и/или ограничивать функциональные возможности оборудования.

[0217] Узел 200 смешения может являться программируемой частью перерабатывающего оборудование с функциями дозирования, смешивания и перемешивания, в котором может применяться прецизионный контроль, калибровка и специализированное оборудование подачи жидкости для гидроразрыва подземного пласта. Периферийное оборудование, такое как емкости для бестарного хранения (т.е. емкости 102 для бестарного хранения), можно сохранять стандартным для хранения и гравитационной подачи с минимальными проверками и применением оборудования управления. Узел 200 смешения может также содержать станцию управления электродвигателями в кабине 708 управления или смежно с ней, которая может управлять электрическими двигателями, приводящими в действие смесители (т.e., первый и второй смесители 214, 265) и дозирующее оборудование (т.e., транспортирующие устройства 206, 267, 281) на узле 200 смешения.

[0218] В примере мобильного варианта исполнения узла 200 смешения, показанном на фиг. 17, объединено смешивание геля и перемешивание твердой фракции на одной раме или шасси (т.e., раме 704). Такая интеграция может содействовать стандартизации технологической трубной обвязки, уменьшению занимаемой площади, повышению надежности, устранению проблем охраны труда, техники безопасности и защиты окружающей среды и/или улучшению управляемости. Узел 200 смешения может служить стандартизованным коллектором задней стороны, и может являться одним блоком оборудования с мокрыми процессами на площадке где происходит смешивание геля, перемешивание твердой фракции, и дозирование жидких и сухих добавок.

[0219] Узел 200 смешения может также уменьшать дублирование насосов (т.e., насоса 260 гидратирующей текучей среды, дозирующего насоса 261), перемещающих текучие среды из одного блока оборудования в другой. Например, первый смеситель 214 может быть использован для перемещения гидратирующей текучей среды из емкостей 150 для бестарного хранения в узел 200 смешения, дозирующий насос 241 может перемещать первую смесь из первых емкостей 220 во вторую емкость 260, а насос 240 для гидратирующей текучей среды может перемещать гидратирующую текучую среду из емкостей 150 для бестарного хранения во вторую емкость 260. Дублирование всасывающих и напорных коллекторов можно таким образом уменьшить.

[0220] Узел 200 смешения может дополнительно содержать встроенное резервирование системы. Например, первый смеситель 214 может служить резервом для вышедшего из строя наружного транспортирующего насоса для гидратирующей текучей среды.

[0221] Узел 200 смешения может также объединять многочисленные инстанции систем 208 нагнетания жидкости в одной установке. Узел 200 смешения может реализовать процессы с химреагентами для гетерогенного проппанта и/или волоконных методик с пульсацией, в дополнение к пульсациям концентрации проппанта можно применять пульсацию концентрации геля или закачивать реагент на водной основе для снижения поверхностного натяжения с некоторыми добавками с одной стороны второго смесителя 265, возможно в соединении со сшитым гелем, подаваемым насосом с другой стороны второго смесителя 265 для генерирования гетерогенной текучей среды на выгрузке.

[0222] Узел 200 смешения может включать в себя по меньшей мере одну систему смешивания малого объема твердой фракции и жидкости, которая может использовать некоторое время гидратации, и по меньшей мере одну систему смешивания большого объема твердой фракции и жидкости, которые можно использовать одну за другой или независимо и подавать в выгрузную трубную систему либо раздельно, либо вместе. Система смешивания малого объема твердой фракции и жидкости может иметь исполнение для применения нескольких типов твердой фракции одновременно. Аналогично, система смешивания малого объема твердой фракции и жидкости может перемешивать несколько типов твердых фракций одновременно. Узел 200 смешения может включать в себя объем хранения для малого объема твердой фракции и/или жидкостей, используемых в приготовлении жидкости для гидроразрыва подземного пласта.

[0223] Узел 200 может быть выполнен с возможностью проведения многочисленных работ разных типов, таких как грязеулавливание с реагентом на водной основе для снижения поверхностного натяжения, деление потока с реагентом на водной основе для снижения поверхностного натяжения, сшивание и гибридные работы. Например, узел 200 смешения можно использовать в работах с реагентом на водной основе для снижения поверхностного натяжения, где вместо геля, используют воду с многочисленными добавками с высоким расходом. В операциях грязеулавливания вода может перемещаться во вторую емкость 260, и устройство 250 управления расходом может являться пропорциональным клапаном регулирования расхода, используемым для регулирования расхода потока воды, подаваемой во вторую емкость 260 для соответствия расходу потока в одном или обоих из вторых смесителей 265. Можно поддерживать уровень текучей среды во второй емкости 260, и можно использовать контур управления для точной настройки пропорционального клапана регулирования для получения разности расчетного и фактического уровня. Можно использовать подходящую обратную связь или контур управления, например, ПИД контур управления.

[0224] Такое управление можно также использовать для работ с разделением потоков (SSO). Вместе с тем, меньше чем 100% потока может быть передано через вторые смесители 265. Например, можно использовать заранее заданное разделение между чистым и грязным, такое как 60:40. Насос 260 для гидратирующей текучей среды может также выводить воду в напорный коллектор 275 напрямую. Запорная арматура может обеспечивать отсутствие смешивания при грязных и чистых работах, если указанное не требуется. Образующие гель компоненты могут полностью отсекаться и не использоваться. Вместе с тем, в случае отказа транспортирующего насоса, первый смеситель 214 можно использовать, как резервный.

[0225] Во время сшивания образующие гель компоненты можно активировать. Концентрированная первая текучая смесь, дозируемая дозирующим насосом 261, может быть вытеснена в местоположение ниже по потоку. Полученная в результате гидродинамика может обеспечивать гомогенное смешивание двух текучих сред, и разбавленная первая текучая смесь может быть передана во вторую емкость 260. Ниже по потоку процесс может оставаться без изменений. Для приборов управления расход всасывания первого смесителя 214 может быть использован для дозирования гуара или другого гидратируемого материала в первый смеситель 214, чтобы получить выбранную концентрацию. Соотношение соответствующих расходов можно сохранять фиксированным для получения выбранной концентрации разбавленной первой текучей смеси, передаваемой во вторую емкость 260. Расход ниже по потоку от второй емкости 260 можно использовать как целевой для суммарного расхода потока во вторую емкость 260. Это может содействовать поддержанию практически постоянного уровня внутри второй емкости 260 в установившемся режиме работы. Однако вследствие переходных режимов уровень внутри второй емкость 260 может падать или подниматься от оптимального уровня. При этом контур управления может быть использован для получения надлежащего расхода на впуске второй емкости 260.

[0226] На случай выхода из строя главного компонента, например, насоса 240, трубы, связанные с первым смесителем 214, могут быть выполнены с возможностью обеспечивать вытеснение текучей среды (например, воды или другой гидратирующей текучей среды) напрямую во вторую емкость 260, таким образом, с обходом первых емкостей 220 и насоса 241, чтобы обеспечить промывки скважины. Другое резервирование системы может учитывать выход из строя насоса 241, в таком случае можно обойти насос 241, а устройство 245 регулирования расхода может быть использовано для дозирования первой текучей смеси. Если работа первого смесителя 214 останавливается, насос 241 может входить в рециркуляцию с первыми емкостями 220, так чтобы поддерживать движение всего объема. Если всасывание первого смесителя 214 оказывается недостаточным по условиям всасывания из емкостей 150 для бестарного хранения, выкид насоса 240 можно также использовать для активизирования всасывающей стороны первого смесителя 214, при этом можно создать фактически положительный напор на всасывании.

[0227] Фиг. 18 представляет собой схему последовательности операций по меньшей мере части примерного варианта исполнения способа (810) согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Способ (810) может быть выполнен, применяя по меньшей мере часть из одного или более вариантов исполнения устройства, показанного на одной или более из фиг. 1-17 и/или другого устройства в объеме настоящего раскрытия.

[0228] Способ (810) содержит установление (812) централизованного электропитания на буровой площадке. Например, установление (812) централизованного электропитания может содержать установку и/или активирование источника 195 централизованного электропитания, описанного выше, такого как соединение с локальной электрической сетью, запуск блока генераторов и/или иного. Централизованное электропитание может быть установлено (812) для приведения в действие одного или более компонентов узла 200 смешения, показанных на одной или более из фиг. 1-4, 8, 13, и 17, одного или более компонентов мобильного транспортирующего узла 720, показанного на фиг. 15 и 16, и/или другого оборудования, показанного на фиг. 1 и/или 13.

[229] Способ (810) также содержит активирование (814) централизованного контроллера. Например, централизованным контроллером может являться контроллер 510, описанный выше. Централизованный контроллер может являться частью станции централизованного управления двигателями, интегрированной в один или более блоков оборудования, для распределения электропитания и управления работой с материалом, управления текучей средой, смешиванием, дозированием, перемешиванием, доведением до кондиции и/или функциями перемещения, используемыми для приготовления жидкости для гидроразрыва подземного пласта на буровой площадке. Например, станция централизованного управления двигателями может являться кабиной 708 управления, описанной выше. Централизованный контроллер может представлять собой или содержать локальную систему управления, например, контроллер 510 и/или другие задействованные контроллеры, на буровой площадке, или больше компонентов, которые могут иметь интерфейс с первичным приводом, компонентами блока электропитания, клапанами, исполнительными механизмами, системами контроля технологического процесса, датчиками и/или другими компонентами, и которые могут обеспечивать заданные значения и параметры работы системного уровня.

[0230] Способ (810) также содержит заполнение (816) емкостей для бестарного хранения на буровой площадке. Например, емкости для бестарного хранения могут включать в себя одну или более емкостей 110, 120, 130, 140, и заполнение (816) емкостей может включать в себя задействование одного или более транспортирующих механизмов 162, 172, 182, 192, описанных выше.

[231] Способ (810) также содержит передачу (818) материалов из одной или более емкостей для бестарного хранения в узел смешения. Например, узел смешения может являться узлом 200 смешения, описанным выше, а передача (818) материалов в узел 200 смешения может включать в себя задействование одного или более транспортирующих механизмов 112, 122, 132, 142, описанных выше. Передача (818) может включать в себя разделение входящей текучей среды, например, из одного или более впусков 218, на по меньшей мере две подсистемы узла смешения, например, участок 202 реологического контроля и участок 210 перемешивания крупной твердой фракции узла 200 смешения.

[232] Способ (810) также содержит задействование (819) первой подсистемы узла смешения. Например, первая подсистема может являться системой 214 диспергирования и/или смешения твердой фракции и/или другим компонентом участка 202 реологического контроля узла 200 смешения. Такое функционирование (819) может создавать практически непрерывный поток или другое количество геля, например, такого как концентрированная первая текучая смесь, описанная выше. Задействование (819) первой подсистемы может включать в себя выполнение модифицирующего реологию процесса с получением в результате текучей смеси с более высокой концентрацией некоторых компонентов состава (например, гуара или другого гидратируемого материала), чем конечная концентрация, применяемая в скважине.

[0233] Способ (810) также содержит задействование (824) второй подсистемы узла смешения. Загрузка во вторую подсистему может включать в себя выгрузку из первой подсистемы. Например, вторая подсистема может являться одной или более системами 265 перемешивания твердой фракции и/или другим компонентом участка 210 перемешивания крупной твердой фракции узла 200 смешения. Такое задействование (824) может, например, создавать практически непрерывный поток или другое количество жидкости для гидроразрыва подземного пласта, например, вторую текучую смесь, описанную выше. Задействование (824) второй подсистемы может включать в себя подачу выгрузки от работы (819) первой подсистемы во вторую подсистему, где может быть дозирован второй набор модифицирующей реологию твердой фракции с применением обычных способов и/или крупная твердая фракция (например, проппанта и/или других зернистых материалов) может быть введена с помощью гравитационной подачи из бункеров или других емкостей, таких как емкости 130 и/или 140 для бестарного хранения.

[0234] Способ (810) также содержит выгрузку (826) текучей среды из второй подсистемы узла смешения. Например, такая выгрузка (826) может содержать один или более практически непрерывных потоков или других количеств жидкости для гидроразрыва подземного пласта и/или других текучих смесей через один или более выпусков 275 узла 200 смешения.

[0235] Способ (810) может также содержать задействование (820) разбавителя для разбавления концентрации текучей среды, выгружаемой из первой подсистемы. Вместе с тем, задействование (820) разбавителя может составлять часть работы (819) первой подсистемы. Разбавитель может являться разбавителем 230, описанным выше. Задействование (820) разбавителя может включать в себя процесс оперативного разбавления текучей среды с модифицированной реологией, полученной при работе (819) первой подсистемы, для получения текучей среды с концентрацией близкой к конечной.

[0236] Способ (810) может также содержать введение (822) одного или более улучшающих свойства химреагентов во вводимые материалы или выгружаемые текучие среды в результате работы (819) первой подсистемы и/или работы (824) второй подсистемы. Например, такое введение (822) можно проводить, задействуя дозирующие жидкость системы 208, описанные выше.

[0237] Фиг. 19 представляет собой схему последовательности операций по меньшей мере части примерного варианта исполнения способа (1000) согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Способ (1000) может быть выполнен с применением по меньшей мере части одного или более вариантов исполнения устройства, показанного на одной или более из фиг. 1-17 и/или другого устройства в объеме настоящего раскрытия. Один или более аспектов вариантов исполнения способа (1000), показанных на фиг. 19 могут являться по существу аналогичными одному или более аспектам вариантов исполнения способа (810) показанного на фиг. 18. Один или более аспектов способа (810), показанного на фиг. 18, могут являться по существу аналогичными соответствующим аспектам способа (1000), показанным на фиг. 19. Один или более аспектов способа (810), показанного на фиг. 18 можно объединять с одним или более аспектами способа (1000), показанного на фиг. 19 в различных дополнительных способах в объеме настоящего раскрытия.

[0238] Способ (1000) содержит транспортировку (1005) мобильной системы по грунту на буровую площадку. Мобильная система может представлять собой или содержать мобильный узел 200 смешения, показанный на фиг. 17, и/или другие системы в объеме настоящего раскрытия. Способ (1000) может дополнительно содержать соединение (1002) мобильной системы с первичным приводом 701 для передвижения (1005) мобильной системы на буровую площадку.

[0239] После перевозки (1005) мобильной системы на буровую площадку первый смеситель 214 работает (1010), смешивая гидратируемый материал и гидратирующую текучую среду для формирования первой текучей среды, передаваемой через одну или более инстанций первой емкости 220 и/или буферный бак 260. Первая текучая среда может являться концентрированной первой текучей смесью или разбавленной первой текучей смесью, описанной выше. Второй смеситель 265 также работает (1015), смешивая зернистый материал и первую текучую среду, выгружаемые из емкостей 220 и/или буферного бака 260 для формирования второй текучей среды, по меньшей мере частично формирующей жидкость для гидроразрыва подземного пласта. Вторая текучая среда может являться второй текучей смесью, описанной выше.

[0240] Как описано выше, задействование (1010) первого смесителя 214 может представлять собой задействование первого смесителя 214, смешивающего при практически непрерывной подаче гидратируемый материал и гидратирующую текучую среду для выполнения практически непрерывной подачи первой текучей среды. Практически непрерывная подача первой текучей среды может практически непрерывно передаваться из первого смесителя 214 во второй смеситель 265 через емкости 220 и/или буферный бак 260. Задействование (1015) второго смесителя 265 может содержать задействование второго смесителя 265, смешивающего при практически непрерывной подаче зернистый материал с первой текучей средой, выгружаемые из емкостей 220 и/или буферного бака 260, для выполнения практически непрерывной подачи второй текучей среды.

[0241] Способ (1000) может дополнительно содержать регулирование (1020) расхода потока первой текучей среды из емкостей 220 и/или буферного бака 260 во второй смеситель 265. Регулирование (1020) расхода потока первой текучей среды может содержать управление насосом 241 и/или другим насосом в проточном соединении между вторым смесителем 265 и одной или более из емкостей 220 и/или буферным баком 260.

[0242] Способ (1000) может дополнительно содержать уменьшение (1025) концентрации гидратируемого материала в первой текучей среде, принимаемой вторым смесителем 265. Такое уменьшение (1025) может содержать задействование насоса 240, добавляющего текучую среду на водной основе к первой текучей среде, выгружаемой из первой емкости (емкостей) 220, задействование насоса 240, регулирующего расход потока текучей среды на водной основе, добавляемой к первой текучей среде, задействование клапана 250, регулирующего расход потока текучей среды на водной основе, добавляемой к первой текучей среде, задействование насоса 241, регулирующего расход потока первой текучей среды из емкостей 220 и/или буферного бака 260 во второй смеситель 265, задействование клапана 245, регулирующего расход потока первой текучей среды из емкостей 220 и/или буферного бака 260 во второй смеситель 265, или их комбинацию.

[0243] Фиг. 20 представляет собой схему последовательности операций по меньшей мере части примерного варианта исполнения способа (830) согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Способ (830) может выполняться с применением по меньшей мере части из одного или более вариантов исполнения устройства, показанного на одной или более из фиг. 1-17 и/или другого устройства в объеме настоящего раскрытия.

[0244] Способ (830) содержит транспортировку (832) оборудования на буровую площадку. Например, транспортируемое (832) оборудование может включать в себя несущую конструкцию 760, показанную на фиг. 14, мобильный транспортирующий узел 720, показанный на фиг. 15 и 16, емкости 130, 140 для бестарного хранения, показанные на фиг. 16, мобильный узел 200 смешения, показанный на фиг. 17, и другое оборудование, показанное на фиг. 1 и/или 13.

[0245] Способ (830) также содержит развертывание (834) мобильной конструкции основания на буровой площадке. Например, мобильной конструкцией основания может являться несущая конструкция 760, показанная на фиг. 14.

[0246] Способ (830) также содержит монтаж (836) бункеров и/или других вертикальных емкостей для бестарного хранения на развернутой (834) мобильной конструкции основания. Например, смонтированные (836) емкости могут являться емкостями 130, 140 для бестарного хранения, показанными на фиг. 16. Монтаж (836) емкостей может также включать в себя совмещение емкостей с мобильной конструкцией основания, например, с помощью установочных элементов, описанных выше для несущей конструкции 760, показанной на фиг. 14.

[0247] Способ (830) также содержит развертывание (838) транспортирующей/загрузочной системы относительно развернутой (834) мобильной конструкции основания и смонтированных (836) емкостей для бестарного хранения. Например, транспортирующая/загрузочная система может являться мобильным транспортирующим узлом 720, показанным на фиг. 15 и 16. Развертывание (838) транспортирующей/загрузочной системы может также включать в себя совмещение транспортирующей/загрузочной системы с мобильной конструкцией основания, например, с помощью установочных элементов, описанных выше для несущей конструкции 760, показанной на фиг. 14.

[248] Способ (830) также содержит заведение (840) узла смешения под развернутую (834) мобильную конструкцию основания так, что части приема/хранения мобильного узла смешения совмещаются с местами выгрузки смонтированных (836) емкостей для бестарного хранения. Мобильный узел смешения может являться мобильным узлом 200 смешения, показанным на фиг. 17, так что для заведения (840) узла смешения можно задействовать первичный привод 701. Заведение (840) узла смешения под развернутую (834) мобильную конструкцию основания может выполняться до, во время или после монтажа (836) емкостей для бестарного хранения и/или развертывания (838) транспортирующей/загрузочной системы.

[0249] Способ (830) также содержит подсоединение (842) других систем подачи материала к узлу смешения с помощью различных транспортирующих механизмов, описанных выше. Такое подсоединение (842) может включать в себя подсоединение транспортирующего механизма 112 между емкостью 110 для бестарного хранения и узлом 200 смешения, подсоединение транспортирующего механизма 122 между емкостью 120 для бестарного хранения и узлом 200 смешения, подсоединение транспортирующего механизма 132 между емкостью 130 для бестарного хранения и узлом 200 смешения и/или подсоединение транспортирующего механизма 142 между емкостью 140 для бестарного хранения и узлом 200смешения, если емкости для бестарного хранения не были среди смонтированных (836) прежде.

[0250] Способ (830) также содержит подсоединение (844) источника электропитания к узлу смешения. Например, источник электропитания может являться источником 195 централизованного электропитания, описанным выше.

[0251] Способ (830) также содержит загрузку (846) буферных объемов хранения на узле смешения с применением связанных транспортирующих механизмов. Например, такая загрузка (846) может включать в себя загрузку средства 204 приема и/или хранения твердой фракции, средства 280 приема и/или хранения твердой фракции и/или средства 266 приема и/или хранения крупной твердой фракции, описанных выше.

[0252] Фиг. 21 представляет собой схему последовательности операций по меньшей мере части примерного варианта исполнения способа (900) согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Способ (900) может выполняться с применением по меньшей мере части из одного или более вариантов исполнения устройства, показанных на одной или более из фиг. 1-17 и/или другого устройства в объеме настоящего раскрытия. Один или более аспектов вариантов исполнения способа (900), показанных на фиг. 21, могут являться по существу аналогичными одному или более аспектам вариантов исполнения способа (830), показанного на фиг. 20. Один или более аспектов способа (830), показанного на фиг. 20 могут по существу являться аналогичными соответствующим аспектам способа (900), показанного на фиг. 21. Один или более аспектов способа (830), показанного на фиг. 20 могут быть объединены с одним или более аспектами способа (900), показанного на фиг. 21 в различных дополнительных способах в объеме настоящего раскрытия.

[0253] Способ (900) содержит задействование (905) одного или более из транспортирующих механизмов 162, 172, 182, 192 для перемещения материалов, принимаемых из соответствующих средств 160, 170, 180, 190 доставки, в соответствующие емкости 110, 120, 130, 140 для бестарного хранения. Один или более из транспортирующих механизмов 112, 122, 132, 142 также задействуются (910) для перемещения соответствующих материалов из соответствующих емкостей 110, 120, 130, 140 для бестарного хранения в узел 200 смешения. Узел 200 смешения задействуется (915) по меньшей мере для частичного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта с применением каждого из материалов, принимаемых из транспортирующих механизмов 112, 122, 132, 142. Задействование (910) транспортирующих механизмов 112, 122, 132, 142, перемещающих материалы из емкостей 110, 120, 130, 140 для бестарного хранения в узел 200 смешения, может содержать задействование каждого из транспортирующих механизмов 112, 122, 132, 142, в то время как не работает по меньшей мере один из транспортирующих механизмов 162, 172, 182, 192. Способ (900) может дополнительно содержать физическое совмещение (920) каждого средства 160, 170, 180, 190 доставки с соответствующими транспортирующими механизмами 162, 172, 182, 192.

[0254] Задействование (915) узла 200 смешения для по меньшей мере частичного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта с использованием каждого из материалов, принимаемых из каждого из транспортирующих механизмов 112, 122, 132, 142, может содержать практически непрерывную работу узла 200 смешения для получения практически непрерывный подачи при по меньшей мере частичном формировании жидкости для гидроразрыва подземного пласта, когда не работаем по меньшей мере один из транспортирующих механизмов 162, 172, 182, 192.

[255] Фиг. 22 представляет собой схему последовательности операций по меньшей мере части примерного варианта исполнения способа (930) согласно одному или более аспектам настоящего раскрытия. Способ (930) может выполняться с применением по меньшей мере части из одного или более вариантов исполнения устройства, показанных на одной или более из фиг. 1-17 и/или другого устройства в объеме настоящего раскрытия.

[256] Способ (930) содержит задействование (935) контроллера 510 узла 200 смешения для ввода заданного значения концентрации гидратируемого материала первой текучей среды. Первая текучая среда может являться концентрированной первой текучей смесью или разбавленной первой текучей смесью, описанной выше, которая может быть выгружена первым смесителем 214, первой емкостью (емкостями) 220, разбавителем 230, или второй емкостью 260. Контроллер 510 также задействуется (940) для ввода заданного значения концентрации проппанта второй текучей среды, по меньшей мере частично формирующей жидкость для гидроразрыва подземного пласта. Вторая текучая среда может являться второй текучей смесью, описанной выше, которая может быть выгружена вторым смесителем 265 или узлом 200 смешения в целом. Контроллер 510 затем задействуется (945) для запуска в работу узла 200 смешения для получения практически непрерывный подачи второй текучей среды, имеющей упомянутую концентрацию проппанта.

[0257] Задействование (945) контроллера 510 для запуска в работу узла 200 смешения может заставлять контроллер 510 регулировать расход, с которым транспортирующее гидратируемый материал устройство 206 и/или другой дозатор дозирует гидратируемый материал, подаваемый в первый смеситель 214, на основе заданного значения концентрации гидратируемого материала. Задействование (945) контроллера 510 для запуска в работу узла 200 смешения может также или вместо этого заставлять контроллер 510 регулировать расход, с которым дозатор 267 зернистого материала и/или другое дозирующее устройство дозирует проппант во второй смеситель 265 на основе заданного значения концентрации проппанта.

[0258] Способ (930) может дополнительно содержать задействование (950) контроллера 510 для ввода заданного значения концентрации разбавленного гидратируемого материала. В таких вариантах исполнения задействование (945) контроллера 510 для запуска в работу узла 200 смешения может заставлять контроллер 510 управлять соответствующими устройствами регулирования расхода на основе заданного значения концентрации разбавленного гидратируемого материала, чтобы регулировать расход потока первой текучей среды во второй смеситель 265, для формирования первой текучей среды с разбавленной концентрацией гидратируемого материала, и/или регулировать расход потока разбавляющей текучей среды, соединяемой с первой текучей средой до приема первой текучей среды вторым смесителем 265, для формирования первой текучей среды с разбавленной концентрацией гидратируемого материала.

[0259] Способ (930) может дополнительно содержать задействование (955) контроллера 510 для ввода заданного значения концентрации жидкой добавки для второй текучей среды. В таких вариантах исполнения задействование (945) контроллера 510 для запуска в работу узла 200 смешения может заставлять контроллер 510 на основе заданного значения концентрации жидкой добавки расхода контролировать расход, с которым жидкая добавка добавляется в одну из первой и второй текучих сред для формирования первой или второй текучей среды, имеющей упомянутую концентрацию жидкой добавки.

[0260] Способ (930) может дополнительно содержать задействование (955) контроллера 510 для ввода заданного значения концентрации твердой добавки второй текучей среды. В таких вариантах исполнения задействование (945) контроллера 510 для запуска в работу узла 200 смешения может заставлять контроллер 510 на основе заданного значения концентрации твердой добавки регулировать расход, с которым дозирующее устройство дозирует твердую добавку во второй смеситель 262 для формирования второй текучей, имеющей упомянутую концентрацию твердой добавки.

[261] Задействование (945) контроллера 510 для запуска в работу узла 200 смешения может также заставлять контроллер 510 управлять различными устройствами регулирования расхода, чтобы регулировать расход гидратирующей текучей среды, первой текучей среды и второй текучей среды на основе по меньшей мере одного из заданного значения концентрации гидратирующего материала и заданного значения концентрации проппанта. Задействование (945) контроллера 510 для запуска в работу узла 200 смешения может также заставлять контроллер 510 управлять различными дозаторами для дозирования гидратируемого материала и проппанта на основе по меньшей мере одного из заданного значения концентрации гидратирующего материала и заданного значения концентрации проппанта. Как также описано выше, узел 200 смешения может содержать различные датчики, поддерживающие связь с контроллером 510 и предназначенные для генерирования информации, относящейся к расходам потоков гидратирующей текучей среды, гидратируемого материала, первой текучей среды, проппанта и второй текучей среды. В таких вариантах исполнения контроллер 510 может быть выполнен с возможностью управления различными устройствами регулирования расхода и дозаторами на основе генерируемой информации.

[0262] Принимая во внимание в целом настоящее раскрытие, включающее в себя формулу изобретения и фигуры, специалист в данной области техники должен ясно понять, что раскрытие предлагает устройство, содержащее: мобильную систему, содержащую: раму; множество колес, функционально соединенных с рамой и служащих для опоры рамы на грунт; первый смеситель, соединенный с рамой и выполненный с возможностью приема и смешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды для формирования первой текучей среды; емкость, соединенную с рамой и содержащую путь потока, преодолеваемый первой текучей средой за период времени, достаточный для обеспечения увеличения вязкости первой текучей среды до заранее заданного уровня; и второй смеситель, соединенный с рамой и выполненный с возможностью смешивания зернистого материала и первой текучей среды, выгружаемой из емкости для формирования второй текучей среды, по меньшей мере частично формирующей жидкость для гидроразрыва подземного пласта.

[0263] Первый смеситель может быть выполнен с возможностью практически непрерывно формировать первую текучую среду, емкость может быть выполнена с возможностью практически непрерывного переноса первой текучей среды между первым и вторым смесителем, а второй смеситель может быть выполнен с возможностью практически непрерывного формирования второй текучей среды.

[0264] Первый смеситель может быть выполнен с возможностью: приема практически непрерывной подачи гидратируемого материала; практически непрерывной подачи гидратирующей текучей среды; и практически непрерывного смешивания практически непрерывно подаваемого гидратируемого материала и практически непрерывно подаваемой гидратирующей текучей среды для получения практически непрерывной подачи первой текучей среды. В таких вариантах исполнения практически непрерывная подача первой текучей среды может практически непрерывно проводиться через путь потока в емкости; а второй смеситель может быть выполнен с возможностью: приема практически непрерывной подачи зернистого материала; приема практически непрерывной подачи первой текучей среды из емкости; и практически непрерывного смешивания практически непрерывно подаваемого зернистого материала и практически непрерывно подаваемой первой текучей среды, выгружаемых из емкости для получения практически непрерывной подачи второй текучей среды.

[0265] Мобильная система может дополнительно содержать устройство слияния текучей среды между емкостью и вторым смесителем, выполненное с возможностью добавления текучей среды на водной основе к первой текучей среде, выгружаемой из емкости. Устройство слияния текучей среды может содержать: первый проход, выполненный с возможностью приема текучей среды на водной основе; второй проход текучей среды, выполненный с возможностью приема первой текучей среды, выгружаемой из емкости; и третий проход, выполненный с возможностью перемещения, как текучей среды на водной основе, так и первой текучей среды, выгружаемой из емкости. Гидратирующая текучая среда и текучая среда на водной основе могут быть одинаковыми и могут приниматься первым смесителем и устройством слияния текучей среды из одного источника. Мобильная система может дополнительно содержать по меньшей мере одно из: первого устройства регулирования расхода, выполненное с возможностью регулирования первого расхода потока первой текучей среды, выгружаемой из емкости в устройство слияния текучей среды; и второе устройство регулирования расхода, выполненное с возможностью регулирования второго расхода потока текучей среды на водной основе в устройство слияния текучей среды. По меньшей мере одно из первого и второго устройств регулирования расхода может содержать клапан регулирования расхода. По меньшей мере одно из первого и второго устройства регулирования расхода может содержать насос.

[0266] Емкость может являться первой емкостью, мобильная система может дополнительно содержать вторую емкость, проточно подсоединенную между первой емкостью и вторым смесителем, причем вторая емкость может принимать первую текучую среду, выгружаемую из первой емкости, а второй смеситель может быть выполнен с возможностью приема первой текучей среды из второй емкости.

[0267] Гидратируемый материал может в основном содержать гуар. Гидратируемый материал может в основном содержать полимер, синтетический полимер, галактоманнан, полисахарид, целлюлозу, глину или их комбинацию. Гидратирующая текучая среда может по существу представлять собой воду. Зернистый материал может содержать проппант. Проппант может содержать одно или более из: песка, подобных песку частиц, диоксида кремния и кварца. Зернистый материал может дополнительно содержать волокнистый материал. Волокнистый материал может содержать одно или более из: стекловолокна, фенолформальдегида, полиэстера, полимолочной кислоты, кедровой коры, измельченных стеблей сахарного тростника, минерального волокна и волос.

[0268] Емкость может являться работающей в режиме первый на входе - первый на выходе емкостью с непрерывным потоком текучей среды.

[0269] Мобильная система может быть выполнена с возможностью соединения с первичным приводом.

[0270] Настоящим раскрытием также представлен способ, содержащий: передвижение мобильной системы по грунту на буровую площадку, причем мобильная система содержит: раму; множество колес, функционально соединенных с рамой и служащих опорой рамы на грунте; первый смеситель, соединенный с рамой; емкость, соединенную с рамой и проточно сообщающуюся с первым смесителем; и второй смеситель, соединенный с рамой и проточно сообщающийся с емкостью; задействование первого смесителя для смешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды для формирования первой текучей среды, передаваемой через емкость; и задействование второго смесителя для смешивания зернистого материала и первой текучей среды, выгружаемой из емкости для формирования второй текучей среды, по меньшей мере частично формирующей жидкость для гидроразрыва подземного пласта.

[0271] Задействование первого смесителя может представлять собой задействование первого смесителя, смешивающего практически непрерывно подаваемые гидратируемый материал и гидратирующую текучую среду для формирования практически непрерывной подачи первой текучей среды. Практически непрерывная подаваемая первая текучая среда может по существу непрерывно переноситься из первого смесителя во второй смеситель через емкость. Задействование второго смесителя может содержать задействование второго смесителя, смешивающего практически непрерывно подаваемый зернистый материал с практически непрерывно подаваемой первой текучей средой, выгружаемой из емкости для получения по существу непрерывной подачи второй текучей среды.

[0272] Емкость может обеспечивать внутренний проход первой текучей среды за период времени достаточный для обеспечения увеличения вязкости первой текучей среды до заранее заданного уровня.

[0273] Задействование первого смесителя может обеспечивать нагнетание достаточного давления первой текучей среды, чтобы обусловить перемещение через емкость первой текучей среды.

[0274] Способ может дополнительно содержать регулирование расхода потока первой текучей среды из емкости во второй смеситель. Регулирование расхода потока первой текучей среды может содержать управление работой насоса, проточно подсоединенного между емкостью и вторым смесителем.

[0275] Мобильная система может дополнительно содержать насос, а способ может дополнительно содержать задействование насоса для добавления текучей среды на водной основе к первой текучей среде, выгружаемой из емкости, для уменьшения концентрации гидратируемого материала в первой текучей среде, принимаемой вторым смесителем. Насос может являться первым насосом, а способ может дополнительно содержать по меньшей мере одно из: задействование первого насоса, регулирующего первый расход потока текучей среды на водной основе, добавляемой к первой текучей среде; задействование первого клапана ниже по потоку от первого насоса, регулирующего первый расход потока; задействование второго насоса, проточно подсоединенного между емкостью и вторым смесителем, регулирующего второй расход потока первой текучей среды из емкости во второй смеситель, и задействование второго клапана ниже по потоку от второго насоса, регулирующего второй расход потока.

[0276] Емкость может являться первой емкостью, мобильная система может дополнительно содержать вторую емкость, проточно подсоединенную между емкостью и вторым смесителем, задействование первого смесителя для формирования первой текучей среды, передаваемой через первую емкость, может передавать первую текучую среду через первую емкость во вторую емкость, а первая текучая среда, смешанная с зернистым материалом вторым смесителем, может быть получена из второй емкости. В таких вариантах исполнения мобильная система может дополнительно содержать насос, а способ может дополнительно содержать задействование насоса для добавления текучей среды на водной основе к первой текучей среде, выгружаемой из первой емкости и принимаемой второй емкостью.

[0277] Способ может дополнительно содержать соединение мобильной системы с первичным приводом.

[278] Настоящее раскрытие также представляет устройство, содержащее: систему для буровой площадки для применения в гидроразрыве подземного пласта, причем система для буровой площадки содержит: множество емкостей; множество первых транспортирующих механизмов, каждый из которых выполнен с возможностью перемещения соответствующего одного из множества материалов с соответствующего одного из множества средств доставки в соответствующую одну из емкостей; узел смешения; и множество вторых транспортирующих механизмов, каждый из которых выполнен с возможностью перемещения соответствующего одного из материалов из соответствующей одной из емкостей в узел смешения, причем узел смешения выполнен с возможностью смешивания материалов, принимаемых с каждого из вторых транспортирующих механизмов для формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта.

[0279] Множество материалов может содержать гидратируемый материал, жидкие добавки, твердые добавки и проппант, а множество первых транспортирующих механизмов может содержать: транспортирующий гидратируемый материал механизм, выполненный с возможностью перемещения гидратируемого материала в первую одну из емкостей; транспортирующий жидкую добавку механизм, выполненный с возможностью перемещения жидкой добавки во вторую одну из емкостей; транспортирующий твердую добавку механизм, выполненный возможностью перемещения твердой добавки в третью одну из емкостей; и транспортирующий проппант механизм, выполненный с возможностью перемещения проппанта в четвертую одну из емкостей. В таких вариантах исполнения множество вторых транспортирующих механизмов может содержать: дополнительный транспортирующий гидратируемый материал механизм, выполненный с возможностью перемещения гидратируемого материала из первой одной из емкостей в узел смешения; дополнительный транспортирующий жидкую добавку механизм, выполненный с возможностью перемещения жидкой добавки из второй одной из емкостей в узел смешения; дополнительный транспортирующий твердую добавку механизм, выполненный с возможностью перемещения твердой добавки из третьей одной из емкостей в узел смешения; и дополнительный транспортирующий проппант механизм, выполнен с возможностью перемещения проппанта из четвертой одной из емкостей в узел смешения.

[0280] Система для буровой площадки может дополнительно содержать зону подачи материала смежную с первыми транспортирующими механизмами, а каждая из емкостей может быть физически расположена между узлом смешения и зоной подачи материала.

[0281] Каждая из емкостей может быть выполнена с возможностью приема всего количества соответствующего материала, транспортированного соответствующим средством доставки.

[0282] Каждая из емкостей может иметь объем хранения примерно равный или больший, чем объем хранения соответствующего средства доставки.

[0283] Первые транспортирующие механизмы могут быть выполнены с возможностью периодического перемещения соответствующих материалов из средств доставки в соответствующие емкости, вторые транспортирующие механизмы могут быть выполнены с возможностью практически непрерывного перемещения соответствующих материалов из соответствующих емкостей в узел смешения, а узел смешения может быть выполнен с возможностью выгрузки с практически непрерывной подачей жидкости для гидроразрыва подземного пласта.

[0284] Узел смешения может быть выполнен с возможностью практически непрерывного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта, когда один или более из первых транспортирующих механизмов не перемещают соответствующий один или более материалов с соответствующих одного или более средств доставки.

[0285] Узел смешения может содержать смеситель и загрузочную воронку, связанную со смесителем, а один из вторых транспортирующих механизмов может быть выполнен с возможностью перемещения соответствующего одного из материалов из соответствующей одной из емкостей в загрузочную воронку.

[0286] Множество материалов может содержать гидратируемый материал и проппант, узел смешения может содержать первый смеситель и второй смеситель, а множество вторых транспортирующих механизмов могут содержать: транспортирующий гидратируемый материал механизм, выполненный с возможностью перемещения гидратируемого материала в первую загрузочную воронку, выполненную с возможностью подачи гидратируемого материала в первый смеситель, и перегружающий проппант механизм, выполненный с возможностью перегрузки проппанта во вторую загрузочную воронку, выполненную с возможностью подачи проппанта во второй смеситель.

[0287] Множество материалов может содержать гидратируемый материал и проппант, а узел смешения может содержать: раму; первый смеситель, соединенный с рамой и выполненный с возможностью смешивания гидратируемого материала с гидратирующей текучей средой для формирования смеси, и второй смеситель, соединенный с рамой и выполненный с возможностью смешивания проппанта со смесью. Узел смешения может дополнительно содержать множество колес, функционально соединенных с рамой и служащих опорой рамы на грунт. Узел смешения может дополнительно содержать гидратирующую емкость, соединенную с рамой и проточно подсоединенную между первым и вторым смесителем.

[288] Настоящим раскрытием также представлен способ, содержащий: задействование каждого из множества первых транспортирующих механизмов для перемещения соответствующего одного из множества материалов, принимаемых с соответствующего одного из множества средств доставки в соответствующую одну из множества емкостей, причем каждый из упомянутого множества материалов имеет отличающийся состав; задействование каждого из множества вторых транспортирующих механизмов для перемещения соответствующего одного из упомянутого множества материалов из соответствующей одной из упомянутого множества емкостей в узел смешения; и задействование узла смешения для по меньшей мере частичного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта с использованием каждого из упомянутого множества материалов, принимаемых из каждого из упомянутого множества вторых транспортирующих механизмов.

[0289] Задействование каждого из упомянутого множества вторых транспортирующих механизмов для перемещения соответствующего одного из упомянутого множества материалов из соответствующей одной из упомянутого множества емкостей в узел смешения может содержать задействование каждого из упомянутого множества вторых транспортирующих механизмов, когда не работает по меньшей мере один из упомянутого множества первых транспортирующих механизмов.

[0290] Способ может дополнительно содержать физическое совмещение каждого из упомянутого множества средств доставки с соответствующим одним из упомянутого множества первых транспортирующих механизмов, например, в примыкающей физической зоне, одновременно доступной для упомянутого множества средств доставки.

[0291] Способ может дополнительно содержать хранение некоторого количества каждого из упомянутого множества материалов в каждой соответствующей одной из упомянутого множества емкостей, причем количество каждого из упомянутого множества материалов, хранящихся в каждой соответствующей одной из упомянутого множества емкостей может быть примерно равно или больше, чем объем хранения соответствующего одного из упомянутого множества средств доставки.

[0292] Задействование каждого из упомянутого множества первых транспортирующих механизмов для перемещения соответствующего одного из множества материалов в соответствующую одну из упомянутого множества емкостей может содержать периодическое задействование каждого из упомянутого множества первых транспортирующих механизмов для периодического перемещения соответствующего одного из упомянутого множества материалов в соответствующую одну из упомянутого множества емкостей. В таких вариантах исполнения задействование каждого из упомянутого множества вторых транспортирующих механизмов для перемещения соответствующего одного из упомянутого множества материалов из соответствующей одной из упомянутого множества емкостей в узел смешения может содержать по существу непрерывную работу каждого из упомянутого множества вторых транспортирующих механизмов для практически непрерывного перемещения соответствующего одного из упомянутого множества материалов из соответствующей одной из упомянутого множества емкостей в узел смешения, и задействование узла смешения для по меньшей мере частичного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта с использованием каждого из упомянутого множества материалов, принимаемых из каждого из упомянутого множества вторых транспортирующих механизмов может содержать практически непрерывную работу узла смешения для получения практически непрерывной подачи по меньшей мере частично формирующей жидкость для гидроразрыва подземного пласта.

[0293] Задействование узла смешения для по меньшей мере частичного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта с использованием каждого из упомянутого множества материалов, принимаемых из каждого из упомянутого множества вторых транспортирующих механизмов может содержать практически непрерывную работу узла смешения для получения практически непрерывной подачи по меньшей мере частично формирующей жидкость для гидроразрыва подземного пласта, когда не работает по меньшей мере один из упомянутого множества первых транспортирующих механизмов.

[0294] Множество вторых транспортирующих механизмов может содержать транспортирующий гидратируемый материал механизм и транспортирующий проппант механизм, а задействование узла смешения для по меньшей мере частичного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта может содержать: задействование первого смесителя узла смешения для формирования смеси, содержащей гидратируемый материал, принимаемый из транспортирующего гидратируемый материал механизма, причем первый смеситель соединен с рамой; и задействование второго смесителя узла смешения для соединения смеси с проппантом, принимаемым из транспортирующего проппант механизма, причем второй смеситель соединен с рамой. Второй смеситель может принимать смесь, выгружаемую первым смесителем через гидратор, проточно подсоединенный между первым и вторым смесителями, причем гидратор соединен с рамой.

[0295] Задействование каждого из упомянутого множества вторых транспортирующих механизмов для перемещения соответствующего одного из упомянутого множества материалов из соответствующей одной из упомянутого множества емкостей в узел смешения может содержать задействование по меньшей мере одного из упомянутого множества вторых транспортирующих механизмов для перемещения соответствующего одного из упомянутого множества материалов из соответствующей одной из упомянутого множества емкостей в загрузочную воронку узла смешения.

[0296] Множество материалов может содержать гидратируемый материал и проппант. Множество материалов может содержать гидратируемый материал, проппант, жидкую добавку и твердую добавку.

[0297] Настоящее раскрытие также представляет устройство, содержащее: первый смеситель, выполненный с возможностью формирования смеси с помощью соединения гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды; второй смеситель, выполненный с возможностью по меньшей мере частичного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта с помощью соединения смеси и проппанта, и контроллер, выполненный с возможностью регулирования: концентрации гидратируемого материала смеси; и концентрации проппанта в жидкости для гидроразрыва подземного пласта.

[0298] Контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью регулирования расхода потока, выгружаемого из второго смесителя.

[0299] Устройство может дополнительно содержать раму, с которой соединены первый и второй смесители. Устройство может дополнительно содержать блок управления, содержащий контроллер и соединенный с рамой. Устройство может дополнительно содержать гидратор, соединенный с рамой, причем смесь может приниматься вторым смесителем через гидратор.

[0300] Устройство может дополнительно содержать: множество расходомеров, поддерживающих связь с контроллером и выполненных с возможностью генерирования информации, относящейся к соответствующим расходам потоков гидратирующей текучей среды, смеси и жидкости для гидроразрыва подземного пласта; множество устройств регулирования расхода, поддерживающих связь контроллером, причем контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления множеством устройств регулирования расхода для регулирования расходов потоков гидратирующей текучей среды, смеси и жидкости для гидроразрыва подземного пласта; и множество дозаторов, поддерживающих связь с контроллером, причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью управления упомянутым множеством дозаторов для дозирования гидратируемого материала и проппанта. Контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью автоматического управления упомянутым множеством устройств регулирования расхода и упомянутым множеством дозаторов на основе заранее заданных значений концентрации гидратируемого материала и концентрации проппанта. Контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью приема вводных данных пользователя, причем вводные данные пользователя содержат заранее заданные значения концентрации гидратируемого материала и концентрации проппанта.

[0301] Устройство может дополнительно содержать: устройство регулирования расхода, поддерживающее связь с контроллером, причем контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления устройством регулирования расхода для регулирования потока гидратирующей текучей среды в первый смеситель; расходомер, поддерживающий связь с контроллером и выполненный с возможностью генерирования информации, относящейся к подаче гидратирующей текучей среды в первый смеситель; и дозатор, поддерживающий связь с контроллером, причем контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления дозатором для дозирования гидратируемого материала в первый смеситель и посредством этого регулирования концентрации гидратируемого материала смеси, выгружаемой первым смесителем.

[0302] Устройство может дополнительно содержать: разбавитель, выполненный с возможностью разбавления смеси, выгружаемой первым смесителем до приема смеси вторым смесителем; по меньшей мере один расходомер, поддерживающий связь с контроллером и выполненный с возможностью генерирования информации, относящейся к потоку по меньшей мере одной смеси, выгружаемой первым смесителем и разбавляющей текучей среды, добавляемой в смесь разбавителем; и по меньшей мере одно устройство регулирования расхода, поддерживающее связь с контроллером и выполненное с возможностью регулирования расхода по меньшей мере из одного из смеси, выгружаемой первым смесителем, и разбавляющей текучей среды, добавляемой в смесь разбавителем, причем контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним устройством регулирования расхода для регулирования концентрации гидратируемого материала разбавленной смеси, выгружаемой разбавителем.

[0303] Устройство может дополнительно содержать: бак для хранения смеси выгружаемой из первого смесителя, причем второй смеситель может быть выполнен с возможностью приема смеси из бака; и датчик уровня, поддерживающий связь с контроллером и выполненный с возможностью генерирования информации, относящейся к количеству смеси в баке.

[0304] Устройство может дополнительно содержать: устройство регулирования расхода, поддерживающее связь с контроллером, причем контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления устройством регулирования расхода для регулирования потока смеси во второй смеситель; расходомер, поддерживающий связь с контроллером и выполненный с возможностью генерирования информации, относящейся к подаче смеси во второй смеситель; и дозатор, поддерживающий связь с контроллером, причем контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления дозатором для дозирования проппанта во второй смеситель и посредством этого регулирования концентрации проппанта в жидкости для гидроразрыва подземного пласта.

[0305] Устройство может дополнительно содержать трубу для инжектирования жидкой добавки, проточно соединенную с источником жидкой добавки для введения жидкой добавки в по меньшей мере одно из: смеси, принимаемой вторым смесителем из первого смесителя, и жидкости для гидроразрыва подземного пласта, выгружаемой из второго смесителя. Устройство может дополнительно содержать: по меньшей мере один расходомер, поддерживающий связь с контроллером и выполненный с возможностью генерирования информации, относящейся к потоку жидкой добавки через трубу для инжектирования жидкой добавки, и по меньшей мере одно устройство регулирования расхода, поддерживающее связь с контроллером и выполненное с возможностью регулирования расхода жидкой добавки через трубу инжектирования жидкой добавки, причем контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним устройством регулирования расхода для регулирования потока жидкой добавки через трубу для инжектирования жидкой добавки.

[0306] Устройство может дополнительно содержать: перегружающий твердую добавку механизм для введения твердой добавки в по меньшей мере одно из: смеси, принимаемой вторым смесителем из первого смесителя, и жидкости для гидроразрыва подземного пласта, выгружаемой из второго смесителя. Устройство может дополнительно содержать по меньшей мере одно устройство регулирования расхода, поддерживающее связь с контроллером и выполненное с возможностью регулирования расхода вводимой твердой добавки, причем контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления по меньшей мере одним устройством регулирования расхода для регулирования расхода вводимой твердой добавки.

[0307] Устройство может дополнительно содержать: множество устройств регулирования расхода, поддерживающих связь с контроллером, причем контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления упомянутым множеством устройств регулирования расхода для регулирования потока гидратирующей текучей среды, смеси и жидкости для гидроразрыва подземного пласта; и множество дозаторов, поддерживающих связь с контроллером, причем контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью управления упомянутым множеством дозаторов для дозирования гидратируемого материала и проппанта.

[0308] Устройство может дополнительно содержать: множество устройств регулирования расхода, поддерживающих связь с контроллером и выполненных с возможностью регулирования потока гидратирующей текучей среды, смеси, и жидкости для гидроразрыва подземного пласта; и множество дозаторов, поддерживающих связь с контроллером и выполненных с возможностью дозирования подачи гидратируемого материала и проппанта; причем контроллер может быть выполнен с возможностью регулирования концентрации гидратируемого материала смеси и концентрации проппанта в жидкости для гидроразрыва подземного пласта с помощью управления упомянутым множеством устройств регулирования расхода, упомянутым множеством дозаторов и первыми и вторыми смесителями.

[0309] Настоящее раскрытие также представляет способ, содержащий: задействование контроллера системы для введения заданных значений концентрации гидратируемого материала первой текучей среды, причем система содержит контроллер и первый смеситель, и причем первый смеситель выполнен с возможностью смешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды для формирования первой текучей среды, имеющей концентрацию гидратируемого материала; задействование контроллера для введения заданных значений концентрации проппанта второй текучей среды, по меньшей мере частично формирующей жидкость для гидроразрыва подземного пласта, причем система дополнительно содержит второй смеситель, выполненный с возможностью смешивания проппанта и первой текучей среды для формирования второй текучей среды, имеющей упомянутую концентрацию проппанта; и задействование контроллера для запуска в работу системы для получения практически непрерывной подачи второй текучей среды, имеющей упомянутую концентрацию проппанта.

[0310] Задействование контроллера для запуска в работу системы может заставлять контроллер регулировать расход, с которым дозатор дозирует гидратируемый материал в первый смеситель на основе заданного значения концентрации гидратируемого материала.

[0311] Задействование контроллера для запуска в работу системы может заставлять контроллер регулировать расход, с которым дозатор дозирует проппант во второй смеситель на основе заданного значения концентрации проппанта.

[0312] Способ может дополнительно содержать задействование контроллера для ввода заданного значения концентрации разбавленного гидратируемого материала, причем задействование контроллера для запуска в работу системы может заставлять контроллер на основе заданного значения концентрации разбавленного гидратируемого материала регулировать расход, при котором: первое устройство регулирования расхода, регулирует первый расход потока первой текучей среды вo второй смеситель для формирования первой текучей среды, имеющей разбавленную концентрацию гидратируемого материала; второе устройство регулирования расхода регулирует второй расход потока разбавляющей текучей среды, соединенной с первой текучей средой до приема первой текучей среды вторым смесителем для формирования первой текучей среды, имеющей разбавленную концентрацию гидратируемого материала или их комбинацию.

[0313] Способ может дополнительно содержать задействование контроллера для ввода заданного значения концентрации жидкой добавки второй текучей среды, причем задействование контроллера для запуска в работу системы может заставлять контроллер на основе заданного значения концентрации жидкой добавки регулировать расход, с которым жидкая добавка добавляется к одной из первой и второй текучих сред для формирования первой или второй текучей среды, имеющей упомянутую концентрацию жидкой добавки.

[0314] Способ может дополнительно содержать задействование контроллера для ввода заданного значения концентрации твердой добавки второй текучей среды, причем задействование контроллера для запуска в работу системы может заставлять контроллер на основе заданного значения концентрации твердой добавки регулировать расход, при котором дозатор дозирует твердую добавку во второй смеситель для формирования второй текучей среды, имеющей упомянутую концентрацию твердой добавки.

[0315] Система может дополнительно содержать множество устройств регулирования расхода, поддерживающих связь с контроллером и множество дозаторов, поддерживающих связь с контроллером, причем задействование контроллера для запуска в работу системы может заставлять контроллер управлять: упомянутым множеством устройств регулирования расхода для регулирования потока гидратирующей текучей среды, первой текучей среды и второй текучей среды на основе по меньшей мере одного из заданного значения концентрации гидратирующего материала и заданного значения концентрации проппанта; и упомянутым множеством дозаторов для дозироваия гидратируемого материала и проппанта на основе по меньшей мере одного из заданного значения концентрации гидратирующего материала и заданного значения концентрации проппанта. Система может дополнительно содержать множество датчиков, поддерживающих связь с контроллером и выполненных с возможностью генерирования информации, относящейся к расходам потоков гидратирующей текучей среды, гидратируемого материала, первой текучей среды, проппанта и второй текучей среды, и контроллер может быть выполнен с возможностью управления упомянутым множеством устройств регулирования расхода и упомянутым множеством дозаторов на основе генерируемой информации.

[0316] Настоящее раскрытие также представляет устройство, содержащее: мобильную систему, содержащую: раму; множество колес функционально соединенных с рамой и служащих опорой рамы на грунт; первый смеситель, соединенный с рамой и выполненный с возможностью приема и смешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды для формирования первой текучей среды; емкость, соединенную с рамой и содержащую практически непрерывный проход, преодолеваемый второй текучей средой за период времени, достаточный для обеспечения увеличения вязкости второй текучей среды до заданного уровня, причем вторая текучая среда содержит первую текучую среду; и второй смеситель, соединенный с рамой и выполненный с возможностью смешивания зернистого материала с третьей текучей средой для формирования четвертой текучей среды, применяемой в операциях гидравлического разрыва подземного пласта, причем третья текучая среда содержит вторую текучую среду, выгружаемую из емкости.

[0317] Выше описаны признаки нескольких вариантов исполнения, для лучшего понимания специалистом в данной области техники аспектов настоящего раскрытия. Специалисту в данной области техники понятно, что можно без проблем применять настоящее раскрытие, как основу для разработки или модифицирования других способов и конструкций, имеющих сходные функции и/или достигающих преимуществ, аналогичных вариантам исполнения, представленным в данном документе. Специалист в данной области техники должен также понимать, что такие эквивалентные конструкции не отходят от сущности и объема настоящего раскрытия, и что они могут иметь различные изменения, замещения и замены в данном документе без отхода от сущности и объема настоящего раскрытия.

[318] Реферат в конце данного описания приведен согласно 37 C.F.R. §1.72(b) для обеспечения быстрого ознакомления читателя с существом технического раскрытия. Представленный реферат следует понимать, как не применяющийся для интерпретирования или ограничения объема, а также значения пунктов формулы изобретения.

1. Устройство для формирования смесей для скважины, содержащее:

узел смешения, содержащий:

раму;

участок реологического контроля, содержащий:

средство для приема первого материала из первого транспортирующего механизма;

систему диспергирования и/или смешения, соединенную с рамой; и

первую дозирующую систему, выполненную с возможностью дозирования первого материала из принимающего первый материал средства в систему диспергирования и/или смешения, причем система диспергирования и/или смешения выполнена с возможностью диспергирования и/или смешивания дозированного первого материала с текучей средой для формирования первой текучей смеси; и

участок перемешивания крупной твердой фракции, содержащий:

средство для приема второго материала из второго транспортирующего механизма, причем второй материал является материалом крупной твердой фракции;

систему перемешивания твердой фракции, соединенную с рамой; и

вторую дозирующую систему, выполненную с возможностью дозирования второго материала из принимающего второй материал средства в систему перемешивания твердой фракции, причем система перемешивания твердой фракции выполнена с возможностью перемешивания дозированного второго материала с первой текучей смесью для формирования второй текучей смеси.

2. Устройство по п. 1, причем первый материал является гидратируемым материалом, текучая среда является гидратирующей текучей средой, а система диспергирования и/или смешения содержит первый смеситель, соединенный с рамой и выполненный с возможностью приема и смешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды для формирования первой текучей смеси.

3. Устройство по п. 2, причем гидратируемый материал в основном содержит гуар, гидратирующая текучая среда в основном содержит воду, а первая текучая смесь в основном содержит гель.

4. Устройство по п. 2, причем участок реологического контроля дополнительно содержит гидратирующую систему, выполненную с возможностью приема и гидратирования первой текучей смеси, причем по меньшей мере часть гидратирующей системы соединена с рамой.

5. Устройство по п. 4, причем гидратирующая система содержит емкость, соединенную с рамой и содержащую путь потока, преодолеваемый первой текучей смесью за период времени, достаточный для обеспечения увеличения вязкости первой текучей смеси до заранее заданного уровня.

6. Устройство по п. 2, причем материал крупной твердой фракции является зернистым материалом, и причем система перемешивания твердой фракции содержит второй смеситель, соединенный с рамой и выполненный с возможностью приема и смешивания зернистого материала и первой текучей смеси для формирования второй текучей смеси.

7. Устройство по п. 6, причем зернистый материал в основном содержит проппант, и причем вторая текучая смесь в основном содержит жидкость для гидроразрыва подземного пласта.

8. Устройство по п. 1, причем узел смешения дополнительно содержит множество колес, функционально соединенных с рамой и служащих опорой рамы на грунт.

9. Устройство по п. 1, причем узел смешения дополнительно содержит буферный бак, соединенный с рамой и проточно подсоединенный между системой диспергирования и/или смешения и системой перемешивания твердой фракции, причем буферный бак принимает первую текучую смесь, выгружаемую из участка реологического контроля, и причем система перемешивания твердой фракции принимает первую текучую смесь из буферного бака.

10. Способ формирования смесей для скважины, содержащий:

задействование каждого из множества первых транспортирующих механизмов для перемещения соответствующего одного из множества материалов, принимаемых с соответствующего одного из множества средств доставки в соответствующую одну из множества емкостей, причем каждый из упомянутого множества материалов имеет отличающийся состав;

задействование каждого из множества вторых транспортирующих механизмов для перемещения соответствующего одного из упомянутого множества материалов из соответствующей одной из упомянутого множества емкостей в узел смешения; и

задействование узла смешения для по меньшей мере частичного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта с использованием каждого из упомянутого множества материалов, принимаемых из каждого из упомянутого множества вторых транспортирующих механизмов.

11. Способ по п. 10, причем упомянутое множество вторых транспортирующих механизмов содержит транспортирующий гидратируемый материал механизм и транспортирующий проппант механизм, и причем задействование узла смешения для по меньшей мере частичного формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта содержит:

задействование первого смесителя узла смешения для формирования смеси, содержащей гидратируемый материал, принимаемый из транспортирующего гидратируемый материал механизма, причем первый смеситель соединен с рамой; и

задействование второго смесителя узла смешения для соединения смеси с проппантом, принимаемым из транспортирующего проппант механизма, причем второй смеситель соединен с рамой.

12. Способ по п. 11, причем второй смеситель принимает смесь, выгружаемую первым смесителем через гидратирующую систему, проточно подсоединенную между первым и вторым смесителями, причем гидратирующая система соединена с рамой.

13. Способ по п. 10, дополнительно содержащий до задействования первого и второго транспортирующих механизмов и узла смешения:

установление централизованного электропитания для приведения в действие первых и вторых транспортирующих механизмов и узла смешения; и

активирование централизованного контроллера, выполненного с возможностью распределения электропитания и управления первыми и вторыми транспортирующими механизмами и узлом смешения, причем задействование первых и вторых транспортирующих механизмов и узла смешения содержит задействование централизованного контроллера.

14. Способ по п. 13, причем централизованный контроллер является частью узла смешения и соединен с рамой.

15. Устройство для формирования смесей для скважины, содержащее:

систему для буровой площадки для применения в операции гидроразрыва подземного пласта, причем система для буровой площадки содержит:

мобильную раму основания, содержащую открытую зону, простирающуюся по меньшей мере частично через нее;

множество емкостей, размещенных на мобильной раме основания на упомянутой открытой зоне, причем емкости предназначены для содержания твердых материалов большого объема; и

узел смешения, содержащий первый и второй смесители, причем узел смешения выполнен с возможностью передвижения в открытой зоне так, что в открытой зоне принимающее средство первого смесителя совмещается с выгрузкой гравитационной подачи твердых материалов большого объема из по меньшей мере одной из емкостей.

16. Устройство по п. 15, причем система для буровой площадки дополнительно содержит мобильную транспортирующую систему, выполненную с возможностью:

совмещения с мобильной рамой основания и емкостями;

приема твердых материалов большого объема из средства доставки, расположенного на практически горизонтальном участке мобильной транспортирующей системы; и

перемещения принимаемого большого объема твердых материалов во впуски в верхней части емкостей.

17. Устройство по п. 16, причем емкости являются первыми емкостями, твердые материалы большого объема являются первыми материалами, средство доставки является первым средством доставки, а система для буровой площадки дополнительно содержит:

множество первых транспортирующих механизмов, каждый из которых выполнен с возможностью перемещения соответствующего одного из множества вторых материалов из соответствующего одного из множества вторых средств доставки в соответствующую одну из множества вторых емкостей; и

множество вторых транспортирующих механизмов, каждый из которых выполнен с возможностью перемещения соответствующего одного из вторых материалов из соответствующей одной из вторых емкостей в узел смешения, причем узел смешения выполнен с возможностью смешивания первых материалов, принимаемых из первых емкостей, и вторых материалов, принимаемых из каждого из вторых транспортирующих механизмов, для формирования жидкости для гидроразрыва подземного пласта.

18. Способ формирования смесей для скважины, содержащий:

развертывание мобильной рамы основания на буровой площадке, причем мобильная рама основания содержит открытую зону, простирающуюся по меньшей мере частично через нее;

монтаж множества емкостей на мобильной раме основания, причем емкости предназначены для содержания твердых материалов большого объема; и

транспортировку узла смешения в открытую зону так, что принимающие материал средства узла смешения совмещаются с выгрузкой гравитационной подачи твердых материалов большого объема из по меньшей мере одной из емкостей, причем узел смешения содержит раму, первый смеситель соединен с рамой, а второй смеситель соединен с рамой и проточно связан с первым смесителем, и причем принимающие материал средства принимают и направляют выгрузку гравитационной подачи твердых материалов большого объема в по меньшей мере один из первого и второго смесителей.

19. Способ по п. 18, дополнительно содержащий развертывание мобильной транспортирующей системы с совмещением относительно мобильной рамы основания и емкостей.

20. Способ по п. 19, дополнительно содержащий:

соединение источника централизованного электропитания с узлом смешения и мобильной транспортирующей системой;

соединение других транспортирующих материал устройств с узлом смешения; и

загрузку емкостей для буферного материала узла смешения путем задействования других транспортирующих материал устройств.