[go: up one dir, main page]

RU2685307C2 - Systems and methods of hydration - Google Patents

Systems and methods of hydration Download PDF

Info

Publication number
RU2685307C2
RU2685307C2 RU2015117770A RU2015117770A RU2685307C2 RU 2685307 C2 RU2685307 C2 RU 2685307C2 RU 2015117770 A RU2015117770 A RU 2015117770A RU 2015117770 A RU2015117770 A RU 2015117770A RU 2685307 C2 RU2685307 C2 RU 2685307C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
concentration
gel
substantially continuous
flow
fluid
Prior art date
Application number
RU2015117770A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015117770A (en
RU2015117770A3 (en
Inventor
Раджеш ЛУХАРУКА
Хау Нгуйен-Пхук ФАМ
Джонатан Вун Сиунг ЧОНГ
Мигель Анхель ЛОПЕС
Род Уилльям ШАМПАЙН
Гоча ЧОЧУА
Марк Махер Хаким АЙЯД
Original Assignee
Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. filed Critical Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Publication of RU2015117770A publication Critical patent/RU2015117770A/en
Publication of RU2015117770A3 publication Critical patent/RU2015117770A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2685307C2 publication Critical patent/RU2685307C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50Mixing liquids with solids
    • B01F23/59Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50Mixing liquids with solids
    • B01F23/53Mixing liquids with solids using driven stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/433Mixing tubes wherein the shape of the tube influences the mixing, e.g. mixing tubes with varying cross-section or provided with inwardly extending profiles
    • B01F25/4331Mixers with bended, curved, coiled, wounded mixing tubes or comprising elements for bending the flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/81Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow
    • B01F27/812Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow the stirrers co-operating with surrounding stators, or with intermeshing stators, e.g. comprising slits, orifices or screens
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/82Combinations of dissimilar mixers
    • B01F33/821Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles
    • B01F33/8212Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles with moving and non-moving stirring devices

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)

Abstract

FIELD: mining.SUBSTANCE: substantially continuous stream of a water-based fluid and a substantially continuous stream of gel having a first concentration are bonded to create a substantially continuous gel stream having a second concentration. Second concentration is considerably lower than the first concentration.EFFECT: gel, having a second concentration, can then be used for downhole hydraulic fracturing of the formation.20 cl, 10 dwg, 1 tbl

Description

[1] Данная заявка испрашивает приоритет по временной заявке U.S. Provisional Application No. 61/991,685 под названием “Continuous Gel Mixing Apparatus and Method,” Attorney Docket No. IS14.8447-US-PSP, зарегистрирована 12 мая 2014 г., в целом включена в данный документ в виде ссылки.[1] This application claims priority on the U.S. temporary application. Provisional Application No. 61 / 991,685 under the name “Continuous Gel Mixing Apparatus and Method,” Attorney Docket No. IS14.8447-US-PSP, registered May 12, 2014, is generally included in this document by reference.

Предпосылки изобретенияBackground of the invention

[2] 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 можно увеличивать, выдерживая гидратируемый материал в гидратирующей текучей среде на этапе способа в течение времени выдерживания, например, которое может проходить в одной или нескольких емкостях гидратации.[2] High-viscosity fluid mixtures or gels containing hydratable material and / or additives, miscible with water and / or other hydrating fluid, are used in hydraulic fracturing and other underground well treatment operations. These high viscosity fluid mixtures are compiled at the well site or transported to the well site from a remote site. Hydration is a process in which the hydratable material is solvated, absorbed and / or otherwise reacts with the hydrating fluid, creating a fluid mixture with high viscosity. The degree of hydration of the hydrated material can be increased by maintaining the hydrated material in the hydrating fluid at the stage of the method during the holding time, for example, which can take place in one or more hydration tanks.

[3] Гидратация и связанное c ней увеличение вязкости происходит в течение времени, соответствующего времени выдерживания гидратируемого материала в гидратирующей текучей среде. Таким образом, скорость гидратации гидратируемого материала является фактором в операциях гидратации, особенно тщательно исследуемым в непрерывной операции гидратации, с помощью которой текучая смесь с высокой вязкостью непрерывно производится на месте работы 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 можно смешивать с гидратирующей текучей средой до введения в последовательность баков, и в процессе прохода текучей смеси через последовательность баков гидратируемый материал может гидратироваться в достаточной степени.[3] Hydration and the associated increase in viscosity occurs over a period of time corresponding to the time that the hydrated material is kept in the hydrating fluid. Thus, the hydration rate of the hydrated material is a factor in the hydration operations, which is especially thoroughly investigated in the continuous hydration operation, by means of which a high-viscosity fluid mixture is continuously produced at the work site along the drilling site. To obtain sufficient hydration and / or viscosity, tanks of considerable length or a sequence of large tanks are used, providing sufficient material for the hydrated material and, therefore, a holding time in a hydrating fluid. Such tanks are transported to the drilling site or place near the site. For example, a hydratable material can be mixed with a hydrating fluid prior to being introduced into the sequence of tanks, and in the process of passing the fluid mixture through the sequence of tanks, the hydrated material can be sufficiently hydrated.

[4] Обычный бак гидратации с гравитационным потоком не может работать с текучей смесью высокой концентрации. Поэтому, другие баки, имеющие большие объемы, применяются для достаточного разбавления текучей смеси до получения достаточно низкой вязкости, обеспечивающей проход текучей смеси через бак гидратации с гравитационным потоком. Баки гидратации, имеющие большие объемы, занимают большую площадь, создают трудности при транспортировке и/или могут являться нетранспортабельными.[4] A conventional hydration tank with a gravity flow cannot work with a fluid mixture of high concentration. Therefore, other tanks with large volumes are used to sufficiently dilute the fluid mixture until a sufficiently low viscosity is obtained to allow the fluid mixture to pass through the hydration tank with the gravity flow. Large volumes of hydration tanks occupy a large area, create difficulties in transportation and / or may be non-transportable.

Сущность изобретенияSummary of Invention

[5] 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.[5] This overview provides a collection of concepts, further discussed below in the detailed description of the invention. This review generally does not identify the inherent features of the claimed subject matter and does not limit its scope.

[6] Настоящее изобретение представляет способ, который включает в себя перемещение по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию, перемещение по существу непрерывного потока текучей среды на водной основе и соединение по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию. Вторая концентрации значительно ниже первой концентрации. Способ может также включать в себя использование геля, имеющего вторую концентрацию, в скважинном гидроразрыве пласта.[6] The present invention provides a method that includes moving a substantially continuous stream of gel having a first concentration, moving a substantially continuous stream of an aqueous based fluid and connecting substantially continuously continuous flows of gel having a first concentration and an aqueous fluid basis to create a substantially continuous stream of gel having a second concentration. The second concentration is significantly lower than the first concentration. The method may also include the use of a gel having a second concentration in the well fracturing.

[7] Настоящее изобретение также представляет способ, который включает в себя по существу непрерывную подачу гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды в миксер, и по существу непрерывную работу миксера, смешивающего гидратируемый материал и гидратирующую текучую среду для создания первого по существу непрерывного потока. Первый по существу непрерывный поток включает в себя гель, имеющий первую концентрацию гидратируемого материала и первую вязкость. Способ также включает в себя по существу непрерывное перемещение первого по существу непрерывного потока через гидратор закрытого типа для создания второго по существу непрерывного потока. Второй по существу непрерывный поток включает в себя гель, имеющий первую концентрацию гидратируемого материала и вторую вязкость, которая значительно больше первой вязкости. Способ также включает в себя по существу непрерывное соединение второго по существу непрерывного потока и третьего по существу непрерывного потока для создания четвертого по существу непрерывного потока. Третий по существу непрерывный поток по существу включает в себя текучую среду на водной основе. Четвертый по существу непрерывный поток включает в себя гель, имеющий вторую концентрацию гидратируемого материала, которая значительно меньше первой концентрации. Способ также включает в себя использование геля из четвертого по существу непрерывного потока в скважинном гидроразрыве пласта.[7] The present invention also provides a method that includes a substantially continuous supply of hydrated material and hydrating fluid to a mixer, and a substantially continuous operation of a mixer mixing the hydrated material and hydrating fluid to create a first substantially continuous flow. The first substantially continuous stream includes a gel having a first concentration of hydratable material and a first viscosity. The method also includes a substantially continuous movement of the first substantially continuous flow through a closed type hydrator to create a second substantially continuous flow. The second substantially continuous stream comprises a gel having a first concentration of hydratable material and a second viscosity that is significantly greater than the first viscosity. The method also includes a substantially continuous connection of a second substantially continuous stream and a third substantially continuous stream to create a fourth substantially continuous stream. The third substantially continuous stream essentially comprises a water based fluid. The fourth substantially continuous stream comprises a gel having a second concentration of hydratable material that is significantly less than the first concentration. The method also includes the use of a gel from a fourth substantially continuous stream in the well fracture.

[8] Настоящее изобретение также представляет устройство, которое включает в себя систему, функционально предназначенную для создания по существу непрерывной подачи геля, имеющего первую концентрацию гидратируемого материала для применения в скважинном гидроразрыве пласта. Система включает в себя миксер, принимающий и смешивающий гидратируемый материал и текучую среду на водной основе для создания по существу непрерывной подачи геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала. Вторая концентрация гидратируемого материала значительно больше первой концентрации гидратируемого материала. Система также включает в себя бак закрытого типа, имеющий внутренний путь потока, по которому проходит по существу непрерывная подача геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала за период времени, достаточный для обеспечения увеличения до заданного уровня вязкости геля по существу при непрерывной подаче, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала. Система также включает в себя разбавитель, функционально выполненный с возможностью разбавления по существу при непрерывный подаче, геля увеличенной вязкости, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала, при по существу непрерывной подаче геля, имеющего первую концентрацию гидратируемого материала.[8] The present invention also provides a device that includes a system functionally designed to create a substantially continuous supply of gel having a first concentration of hydratable material for use in a downhole hydraulic fracturing. The system includes a mixer that receives and mixes hydrated material and water-based fluid to create a substantially continuous supply of gel having a second concentration of hydrated material. The second concentration of hydratable material is significantly higher than the first concentration of hydratable material. The system also includes a closed type tank having an internal flow path through which a substantially continuous flow of gel has a second concentration of hydrated material over a period of time sufficient to allow the gel to increase to a predetermined level of viscosity during a substantially continuous flow hydrated material. The system also includes a diluent functionally configured to dilute substantially with a continuous feed, an increased viscosity gel having a second concentration of hydratable material, with a substantially continuous feeding of a gel having a first concentration of hydratable material.

[9] Данные и дополнительные аспекты настоящего изобретения 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 изобретения можно реализовать средствами, указанными в приложенной формуле изобретения.[9] These and additional aspects of the present invention are set forth in the description below and / or may be considered by a person skilled in the art when reading the materials in this document and / or putting into practice the principles described in this document. At least some aspects of the present invention can be implemented by means specified in the attached claims.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

[10] Настоящее изобретение 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 можно произвольно увеличивать или уменьшать для ясности при рассмотрении.[10] the Present invention becomes clear from the following detailed description with the attached figures. We specifically point out that according to standard industry practice, various elements are drawn without respecting scale. In fact, the dimensions of the various elements can be arbitrarily increased or decreased for clarity in consideration.

[11] На фиг. 1 показана блок-схема по меньшей мере части примера исполнения способа согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[11] FIG. 1 shows a block diagram of at least a portion of an exemplary embodiment of a method according to one or more aspects of the present invention.

[12] На фиг. 2 схематично показана по меньшей мере часть примера исполнения устройства согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[12] FIG. 2 schematically shows at least a portion of an exemplary embodiment of a device in accordance with one or more aspects of the present invention.

[13] На фиг. 3 показан в разобранном виде пример исполнения части устройства, показанного на фиг. 2 согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[13] FIG. 3 shows an exploded view of an embodiment of a part of the device shown in FIG. 2 in accordance with one or more aspects of the present invention.

[14] На фиг. 4 показан в разобранном виде пример исполнения части устройства, показанного на фиг. 2, согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[14] FIG. 4 shows an exploded view of an embodiment of a part of the device shown in FIG. 2, in accordance with one or more aspects of the present invention.

[15] На фиг. 5 схематично показан пример исполнения части устройства, показанного на фиг. 2, согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[15] FIG. 5 schematically shows an example of the execution of a part of the device shown in FIG. 2, in accordance with one or more aspects of the present invention.

[16] На фиг. 6 схематично показана по меньшей мере часть примера исполнения устройства согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[16] FIG. 6 schematically shows at least a portion of an exemplary embodiment of a device according to one or more aspects of the present invention.

[17] На фиг. 7 показана блок-схема по меньшей мере части примера исполнения способа согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[17] FIG. 7 shows a block diagram of at least a portion of an exemplary embodiment of a method according to one or more aspects of the present invention.

[18] На фиг. 8 показан в изометрии пример исполнения устройства, показанного на фиг. 2, согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[18] FIG. 8 is an isometric view of an exemplary embodiment of the device shown in FIG. 2, in accordance with one or more aspects of the present invention.

[19] На фиг. 9 схематично показан пример исполнения части устройства, показанного на фиг. 8 согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[19] FIG. 9 schematically shows an exemplary embodiment of a part of the device shown in FIG. 8 in accordance with one or more aspects of the present invention.

[20] На фиг. 10 показана блок-схема по меньшей мере части примера исполнения способа согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[20] FIG. 10 shows a block diagram of at least a portion of an exemplary embodiment of a method according to one or more aspects of the present invention.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

[21] Понятно, что следующее изобретение дает много отличающихся вариантов исполнения или примеров отличающихся элементов различных вариантов исполнения. Конкретные примеры компонентов и устройств описаны ниже для упрощения понимания настоящего изобретения. В данном описании естественно приведены только примеры, не накладывающие ограничений. В дополнение, в настоящем описании 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 конфигурации. 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 выполняться между первыми и вторыми элементами так, что первый и второй элементы могут не иметь прямого контакта.[21] It is clear that the following invention provides many different embodiments or examples of different elements of different embodiments. Specific examples of components and devices are described below to simplify the understanding of the present invention. In this description, of course, only examples are given, without imposing restrictions. In addition, reference numerals and / or letters may be repeated in the present description in various examples. This repetition provides simplicity and clarity and does not dictate the relationships between the various options and / or configurations under consideration. In addition, the execution of the first element on or on the second element in the description below may include variants in which the first and second elements are performed in direct contact and may also include variants in which additional elements may be performed between the first and second elements so that the first and second elements may not have direct contact.

[22] На фиг. 1 схематично показана по меньшей мере часть примера исполнения способа (10) создания текучей смеси согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Полученная в результате текучая смесь может также называться в данном документе гелем.[22] FIG. 1 schematically shows at least a portion of an example of an embodiment of a method (10) for creating a fluid mixture according to one or more aspects of the present invention. The resulting fluid mixture may also be referred to herein as a gel.

[23] Способ (10) содержит смешивание (15) гидратируемого материала с гидратирующей текучей средой в миксере при заданном соотношении для образования текучей смеси, имеющей первую концентрацию гидратируемого материала в гидратирующей текучей среде. Затем гидратируемый материал гидратируется (20) в емкости до достижения заданной вязкости или степени гидратации. Гидратация (20) и связанное увеличение вязкости происходит за период времени, когда гидратируемый материал находится в гидратирующей текучей среде. Гидратированная (20) текучая смесь затем разбавляется (25) для достижения второй концентрации гидратируемого материала в гидратирующей текучей среде, при этом вторая концентрация, имеющаяся после разбавления (25), является существенно меньше первой концентрации, имеющейся после смешивания (15) и гидратирования (20). Разбавленная (25) текучая смесь может затем перемещаться ниже по потоку и дополнительно перерабатываться, например, для создания жидкости для гидроразрыва пласта.[23] Method (10) comprises mixing (15) a hydrated material with a hydrating fluid in a mixer at a given ratio to form a fluid mixture having a first concentration of hydrated material in the hydrating fluid. Then the hydrated material is hydrated (20) in the tank to achieve the desired viscosity or degree of hydration. Hydration (20) and the associated increase in viscosity occurs over a period of time when the hydrated material is in a hydrating fluid. The hydrated (20) fluid mixture is then diluted (25) to achieve a second concentration of hydrated material in the hydrating fluid, with the second concentration present after dilution (25) being substantially less than the first concentration present after mixing (15) and hydrating (20 ). Diluted (25) fluid mixture can then be moved downstream and further processed, for example, to create a fracturing fluid.

[24] Поэтому способ (10) включает в себя создание с помощью смешивания (15) и гидратирования (20) концентрированной текучей смеси, имеющей по существу фиксированную или другую заданную первую концентрацию гидратируемого материала, и затем разбавление (25) концентрированной текучей смеси для создания разбавленной текучей смеси, имеющей вторую более низкую заданную концентрацию гидратируемого материала. Первую и вторую концентрации и расходы текучих смесей на первой и второй концентрациях, можно регулировать для удовлетворения требований ниже по потоку. Кроме того, поскольку концентрированная текучая смесь имеет объем меньше разбавленной текучей смеси, в способе (10) можно использовать оборудование, имеющее объем и/или занимаемую площадь меньше, чем оборудование способа гидратации, где создается разбавленная текучая смесь непосредственно в миксере.[24] Therefore, method (10) involves creating by mixing (15) and hydrating (20) a concentrated fluid mixture, having a substantially fixed or other specified first concentration of hydrated material, and then diluting (25) the concentrated fluid mixture to create a diluted fluid mixture having a second lower predetermined concentration of hydratable material. The first and second concentrations and flow rates of the fluid mixtures at the first and second concentrations can be adjusted to meet downstream requirements. In addition, since the concentrated fluid mixture has a volume less than the diluted fluid mixture, in method (10) it is possible to use equipment having a volume and / or occupied area less than the equipment of the hydration method, where the diluted fluid mixture is created directly in the mixer.

[25] Гидратируемый материал может представлять собой или содержать гелеобразующий агент, например, гуар, полимер, синтетический полимер, галактоманнан, полисахарид, целлюлозу, глину и/или их комбинацию, помимо других примеров, и может вводиться в миксер в виде твердых частиц или жидкого концентрата. Гидратирующая текучая среда может представлять собой или содержать воду, текучую среду на водной основе или содержащий воду раствор, помимо других примеров. Полученная в результате текучая смесь может представлять собой или содержать материал, известный в технике, как гель или суспензия.[25] The hydrated material may be or contain a gelling agent, such as guar, polymer, synthetic polymer, galactomannan, polysaccharide, cellulose, clay, and / or a combination of them, among other examples, and may be introduced into the mixer as solid particles or liquid concentrate. The hydrating fluid may be or contain water, a water-based fluid or a water-containing solution, among other examples. The resulting fluid mixture can be or contain a material known in the art, as a gel or suspension.

[26] Хотя способы и устройства в объеме настоящего изобретения описывают смешивание гидратируемого материала с гидратирующей текучей средой для создания геля или суспензии, понятно, что гидратируемый материал может содержать различные модифицирующие реологию материалы, которые смешивают с гидратирующими или другими текучими средами для создания геля, суспензии и/или других текучих сред с модифицированной реологией, которые могут иметь свойства высокого или низкого сопротивлением сдвигу, но которые могут снижать вязкость при сдвиге в объеме настоящего изобретения. Гидратируемый материал может дополнительно содержать модифицирующие реологию материалы, например, полиакриламид, волокно, наночастицы, сухие понизители трения, димерные и тримерные жирные кислоты, имидазолины, амиды и/или синтетические полимеры, помимо других примеров материалов, создающих высокую вязкость при низких скоростях сдвига.[26] Although methods and devices within the scope of the present invention describe mixing a hydrated material with a hydrating fluid to create a gel or suspension, it is understood that the hydrated material may contain various rheology-modifying materials that are mixed with hydrating or other fluids to create a gel, suspension and / or other fluids with modified rheology, which may have properties of high or low shear resistance, but which may reduce the viscosity of the shear in bemsya present invention. The hydratable material may additionally contain rheology modifying materials, for example, polyacrylamide, fiber, nanoparticles, dry friction reducers, dimeric and trimeric fatty acids, imidazolines, amides and / or synthetic polymers, in addition to other examples of materials that create high viscosity at low shear rates.

[27] На фиг. 2 схематично показана по меньшей мере часть примера исполнения системы 100 гидратации для создания текучей смеси способом (10), показанным на фиг. 1, и/или иначе согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Система 100 гидратации содержит миксер 105, функционально выполненный с возможностью приема и смешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды. Например, гидратируемый материал можно смешивать с гидратирующей текучей средой с расходом около 120 фунтов (54 кг) гидратируемого материала на около 1000 фунтов (454 кг) гидратирующей текучей среды, таким образом, создавая 120 фунтовую (54 кг) текучую смесь. Вместе с тем, текучая среда, созданная и выпущенная миксером 105 может иметь от около 80 до около 300 фунтов (36-136 кг) гидратируемого материала на 1000 галлонов (380 л) (94-358 г/л) (гидратирующей текучей среды, среди других соотношений, также в объеме настоящего изобретения.[27] FIG. 2 schematically shows at least a part of an exemplary embodiment of the hydration system 100 for creating a fluid mixture by the method (10) shown in FIG. 1, and / or otherwise, according to one or more aspects of the present invention. The hydration system 100 comprises a mixer 105 functionally configured to receive and mix the hydrated material and the hydrating fluid. For example, a hydratable material can be mixed with a hydrating fluid at a rate of about 120 pounds (54 kg) of hydratable material per about 1000 pounds (454 kg) of hydrating fluid, thus creating a 120 pound (54 kg) fluid mixture. However, the fluid created and released by the mixer 105 can have from about 80 to about 300 pounds (36-136 kg) of hydratable material per 1000 gallons (380 l) (94-358 g / l) (hydrating fluid, among other ratios are also within the scope of the present invention.

[28] Миксер 105 принимает гидратируемый материал из источника 110 гидратируемого материала (“HM”). Источник 110 гидратируемого материала может содержать бункер, резервуар, загрузочную воронку и/или другую емкость, которая может обеспечивать хранение гидратируемого материала для создания по существу непрерывной подачи гидратируемого материала в миксер 105. Нижняя часть источника 110 гидратируемого материала может иметь сужающуюся конфигурацию, заканчивающуюся заслонкой или другим выпускным устройством, обеспечивающим гравитационную подачу гидратируемого материала и/или иное по существу непрерывное перемещение в миксер 105. Гидратируемый материал может непрерывно или периодически транспортироваться в источник 110 гидратируемого материала из другого компонента буровой площадки, например, в вариантах исполнения, где гидратируемый материал транспортируется в источник 110 гидратируемого материала со средства доставки по одному или нескольким конвейерам. Гидратируемый материал может также или вместо этого непрерывно транспортироваться со средства доставки напрямую в миксер 105.[28] Mixer 105 receives hydrated material from hydrated material source 110 (“HM”). Source 110 hydratable material may contain a bunker, tank, feed hopper and / or other container that can provide storage of hydratable material to create a substantially continuous supply of hydrated material into mixer 105. The lower part of source 110 of hydratable material may have a tapering configuration ending in a flap another outlet device providing gravity feed of the hydrated material and / or other essentially continuous movement into the mixer 105. Hydrant the material by may be continuously or intermittently transported in the hydratable material source 110 from another component of the drilling platform, for example, in embodiments wherein the hydratable material is conveyed in the hydratable material source 110 with a delivery vehicle for one or more conveyors. The hydratable material may also, or instead, be continuously transported from the delivery vehicle directly to the mixer 105.

[29] Гидратируемый материал можно дозировать и/или иначе перемещать в миксер 105 с помощью перекачивающего/перегружающего устройства 115. Например, если гидратируемый материал по существу представляет собой жидкость, перекачивающее/перегружающее устройство 115 может содержать дозирующий насос и/или дозирующую задвижку, например, которая может функционально выполняться с возможностью регулирования расхода, с которым гидратируемый материал вводится в миксер 105.[29] The hydrated material can be metered and / or otherwise transferred to the mixer 105 using a transfer / overload device 115. For example, if the hydrated material is essentially a liquid, the transfer / reload device 115 may contain a metering pump and / or a metering valve, which can functionally be performed with the possibility of controlling the flow rate with which the hydrated material is introduced into the mixer 105.

[30] Вместе с тем, если гидратируемый материал по существу содержит твердые частицы, перекачивающее/перегружающее устройство 115 может содержать дозирующее устройство с измерением объема или сухой массы, функционально выполненное с возможностью регулирования объемного или массового расхода гидратируемого материала, подаваемого из источника 110 гидратируемого материала в миксер 105. Например, перекачивающее/перегружающее устройство 115 может включать в себя дозирующее загрузочное устройство, шнековый питатель, винтовой транспортер, конвейер и т.п. и может проходить между источником 110 гидратируемого материала и миксером 105 так, что впуск перекачивающего/перегружающего устройства 115 установлен в общем, ниже источника 110 гидратируемого материала и выпуск установлен в общем выше миксера 105. Лопасть, проходящая по длине перегружающего устройства 115, например, может функционально соединяться с двигателем, выполненным с возможностью вращения лопасти. При работе миксера 105, вращающаяся лопасть может перемещать гидратируемый материал от впуска на выпуск, при этом гидратируемый материал может сбрасываться, загружаться или иначе вводиться в миксер 105.[30] However, if the material being hydrated essentially contains solid particles, the pumping / transferring device 115 may contain a metering device with a volume or dry mass measurement functionally configured to control the volume or mass flow rate of the hydrated material supplied from the source 110 of the hydrated material into the mixer 105. For example, the pumping / overloading device 115 may include a metering loading device, a screw feeder, a screw conveyor, a conveyor p, etc. and can pass between the source 110 of the hydratable material and the mixer 105 so that the inlet of the pumping / reloading device 115 is installed generally below the source 110 of the hydratable material and the outlet is set generally above the mixer 105. The blade extending along the length of the reloading device 115, for example, functionally connected with the engine, made with the possibility of rotation of the blade. When the mixer 105 is operating, the rotating blade can move the hydrated material from the inlet to the outlet, while the hydrated material can be dumped, loaded, or otherwise introduced into the mixer 105.

[31] Хотя не показано на фиг. 2, система 100 гидратации может содержать больше одного источника 110 гидратируемого материала и соответствующих перекачивающих/перегружающих устройств 115. Например, система 100 гидратации может содержать первый источник 110 гидратируемого материала, хранящий гидратируемый материал, который по существу содержит жидкость, и второй источник 110 гидратируемого материала хранящий гидратируемый материал, который по существу содержит твердые частицы. В таких вариантах исполнения перекачивающее/перегружающее устройство 115, соответствующее первому источнику 110 гидратируемого материала, может содержать дозирующий насос и/или дозирующую задвижку, и перекачивающее/перегружающее устройство 115, соответствующее второму источнику 110 гидратируемого материала, может содержать дозирующее устройство с измерением объема или сухой массы.[31] Although not shown in FIG. 2, hydration system 100 may contain more than one source of hydrated material 110 and associated pumping / transferring devices 115. For example, hydration system 100 may contain a first source of hydrated material 110 that stores hydrated material that contains substantially liquid and a second source of hydrated material 110 storage of hydratable material, which essentially contains solid particles. In such versions, the pumping / overloading device 115 corresponding to the first source 110 of hydratable material may contain a metering pump and / or metering valve, and the pumping / loading device 115 corresponding to the second source 110 of hydrated material may contain a metering device with volume measurement or dry masses.

[32] Источник 110 гидратируемого материала может содержать один или несколько датчиков 112 силы, например, датчиков нагрузки или других датчиков, функционально выполненных с возможностью генерировать информацию, относящуюся к массе или параметру, указывающему количество гидратируемого материала в источнике 110 гидратируемого материала. Такую информацию можно использовать для мониторинга фактической скорости перекачки/перегрузки гидратируемого материала из источника 110 гидратируемого материала в миксер 105, мониторинга точности работы перекачивающего/перегружающего устройства 115 и/или регулирования скорости перекачки/перегрузки гидратируемого материала, выгружаемого из источника 110 гидратируемого материала и/или перекачивающего/перегружающего устройства 115 для загрузки в миксер 105.[32] The source 110 of the hydrated material may contain one or more force sensors 112, for example load sensors or other sensors functionally configured to generate information relating to a mass or parameter indicating the amount of hydrated material in the source 110 of the hydrated material. Such information can be used to monitor the actual transfer / transfer rate of hydrated material from source 110 of hydrated material to mixer 105, monitor the accuracy of the pumping / transfer device 115 and / or control the transfer / transfer rate of hydrated material discharged from source 110 of hydrated material and / or pumping / loading device 115 for loading into mixer 105.

[33] Гидратирующая текучая среда может подаваться в миксер 105 из источника 120 гидратирующей текучей среды (“HF”), который может содержать приемный бак, бак хранения, резервуар, трубу, манифольд и/или другой компонент для хранения и/или перемещения гидратирующей текучей среды в миксер 105. Подаваемая гидратирующая текучая среда может втягиваться в миксер 105 с помощью всасывающей силы, генерируемой турбинной мешалкой и/или другим внутренним компонентом миксера 105. Сила всасывания может являться достаточной для перемещения гидратирующей текучей среды из источника 120 гидратирующей текучей среды в миксер 105. Вместе с тем, перемещение гидратирующей текучей среды из источника 120 гидратирующей текучей среды в миксер 105 может вместо этого или в дополнение осуществляться насосом (не показано), например, функционально выполненным с возможностью нагнетания давления и/или перемещения гидратирующей текучей среды из источника 120 гидратирующей текучей среды в миксер 105.[33] Hydrating fluid may be supplied to mixer 105 from hydrating fluid source 120 (“HF”), which may contain a receiving tank, storage tank, tank, pipe, manifold, and / or other component for storing and / or moving hydrating fluid the mixer 105. The hydrating fluid supplied may be drawn into the mixer 105 by the suction force generated by the turbine agitator and / or other internal component of the mixer 105. The suction force may be sufficient to move the hydrating fluid medium from source 120 of hydrating fluid to mixer 105. However, the transfer of hydrating fluid from source 120 of hydrating fluid to mixer 105 may instead, or in addition, be carried out by a pump (not shown), for example, functionally designed to inject pressure and / or transfer of hydrating fluid from source 120 of hydrating fluid to mixer 105.

[34] Миксер 105 функционально выполнен с возможностью смешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды, и нагнетания давления в полученной текучей смеси, достаточного для перекачки текучей смеси через одну или несколько первых емкостей 125. На фиг. 3 показан в разобранном виде пример исполнения по меньшей мере части миксера 105 согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Следующее описание относится к фиг. 2 и 3 вместе.[34] The mixer 105 is functionally configured to mix the hydrated material and the hydrating fluid, and pressurize the resulting fluid mixture sufficiently to pump the fluid mixture through one or more of the first containers 125. In FIG. 3 shows an exemplary embodiment of at least a portion of a mixer 105 in accordance with one or more aspects of the present invention. The following description refers to FIG. 2 and 3 together.

[35] Миксер 105 может включать в себя кожух 202, впуск 204 текучей среды и впуск 206 добавки, проходящие в кожух 202. Впуск 204 текучей среды может гидравлически соединяться с источником 120 гидратирующей текучей среды для приема гидратирующей текучей среды из него. Впуск 206 добавки может в общем включать в себя принимающую добавку конструкцию 208, которая может представлять собой или включает в себя конус, камеру, бачок, загрузочную воронку или т.п., имеющую внутреннюю поверхность 209, выполненную с возможностью приема гидратируемого материала из источника 110 гидратируемого материала через перекачивающее/перегружающее устройство 115 и направления гидратируемого материала в кожух 202. Понятно, что гидратируемый материал может являться сухим, частично сухим, кристаллическим, текучим или брикетированным и/или пакетированным материалом, возможно включающим в себя суспензии и/или другие материалы, подлежащие диспергированию в и/или иному смешиванию с гидратирующей текучей средой с применением миксера 105. Гидратируемый материал, принимаемый через впуск 206 добавки, может также предварительно смачиваться, возможно с созданием частичной суспензии, например, для предотвращения образования комков и/или скопления материала.[35] The mixer 105 may include a case 202, a fluid inlet 204 and an additive inlet 206 extending into the case 202. The fluid inlet 204 may be hydraulically connected to the hydrating fluid source 120 to receive hydrating fluid from it. The additive inlet 206 may generally include an additive-receiving structure 208, which may be or includes a cone, chamber, tank, hopper or the like, having an inner surface 209 adapted to receive hydrated material from source 110 hydrating material through the pumping / overloading device 115 and directing the hydrated material into the housing 202. It is clear that the hydrated material may be dry, partially dry, crystalline, flowing or briquetted and / or packaged material, possibly including suspensions and / or other materials to be dispersed in and / or otherwise mixed with a hydrating fluid using a mixer 105. The hydrated material taken through the additive inlet 206 may also be pre-wetted, possibly with partial creation suspensions, for example, to prevent the formation of lumps and / or accumulation of material.

[36] Миксер 105 может дополнительно содержать узел 210 турбинной мешалки/отражателя с приводом от вала 212. Кожух 202 может образовывать смесительную камеру 214, сообщающуюся с впусками 204, 206, и узел 210 турбинной мешалки/отражателя может устанавливаться в смесительной камере 214. Вращение узла 210 турбинной мешалки/отражателя может втягивать гидратирующую текучую среду из впуска 204 текучей среды, смешивать втянутую гидратирующую текучую среду с гидратируемым материалом, подаваемым из впуска 206 добавки в смесительную камеру 214, и перекачивать полученную в результате смесь через выпуск 216. Выпуск 216 может направлять текучую смесь через одну или несколько труб текучей среды в первую емкость 125.[36] The mixer 105 may additionally comprise a turbine agitator / reflector assembly 210 driven by a shaft 212. The housing 202 may form a mixing chamber 214 communicating with the inlets 204, 206, and the turbine agitator / reflector assembly 210 may be installed in the mixing chamber 214. Rotation turbine agitator / reflector assembly 210 may draw in hydrating fluid from fluid inlet 204, mix the drawn hydrating fluid with the hydrated material supplied from additive inlet 206 to mixing chamber 214, and pump the resulting The resulting mixture through outlet 216. Outlet 216 may direct the fluid mixture through one or more fluid tubes into the first tank 125.

[37] Вал 212 может проходить вверх через впуск 206 и выходить наружу из принимающей добавку конструкции 208 для соединения с электрическим двигателем и/или другим первичным приводом (не показано). Вал 212 может соединяться с узлом 210 турбинной мешалки/отражателя так, что вращение вала 212 вращает узел 210 турбинной мешалки/отражателя в смесительной камере 214.[37] The shaft 212 may extend upwardly through the inlet 206 and extend out of the additive receiving structure 208 for connection with an electric motor and / or other primary drive (not shown). The shaft 212 may be connected to the turbine agitator / reflector assembly 210 so that the rotation of the shaft 212 rotates the turbine agitator / reflector assembly 210 in the mixing chamber 214.

[38] Миксер 105 может также включать в себя статор 218, установленный вокруг узла 210 турбинной мешалки/статора. Статор 218 может выполняться в виде кольцевого или дугообразного участка, примеры деталей которого описаны ниже.[38] The mixer 105 may also include a stator 218 mounted around the turbine agitator / stator assembly 210. The stator 218 may be configured as an annular or arcuate portion, examples of details of which are described below.

[39] Миксер 105 может дополнительно содержать промывочную линию 220, поддерживающую сообщение текучей средой между принимающей добавку конструкцией 208 и зоной смесительной камеры 214, расположенной вблизи узла 210 турбинной мешалки/отражателя. Промывочная линия 220 может выпускать гидратирующую текучую среду из смесительной камеры 214 в зоне относительно высокого давления и подавать ее на внутреннюю поверхность стенки принимающей добавку конструкции 208, которая может находиться в зоне уменьшенного (например, окружающего) давления. В дополнение к относительно высокому давлению гидратирующая текучая среда, выпускаемая по промывочной линии 220, может являться относительно “беспримесной” (т.е., с относительно низким содержанием добавок, что описано ниже), например, подходящей для предварительного смачивания принимающей добавку конструкции 208 и исключения образования комков гидратируемого материала, подаваемого в миксер 105. Промывочная линия 220 может подавать предварительно смачивающую текучую среду без использования дополнительных насосов (в качестве насоса действует только узел 210 турбинной мешалки/отражателя) или дополнительных источников гидратирующей текучей среды или линий из источника 120 гидратирующей текучей среды. Один или несколько насосов можно оборудовать в дополнение или взамен выпуска гидратирующей текучей среды из смесительной камеры 214.[39] The mixer 105 may further comprise a flushing line 220 supporting fluid communication between the additive receiving structure 208 and the zone of the mixing chamber 214 located near the turbine agitator / reflector assembly 210. The wash line 220 may produce a hydrating fluid from the mixing chamber 214 in the zone of relatively high pressure and feeding it to the inner wall surface of the receiving structure 208 additive, which can be reduced in a zone (e.g., ambient) pressure. In addition to the relatively high pressure, the hydrating fluid discharged through the flushing line 220 may be relatively “pure” (i.e., with a relatively low additive content, as described below), for example, suitable for pre-wetting the additive-receiving structure 208 and eliminating the formation of lumps of hydratable material supplied to the mixer 105. The flushing line 220 can supply a pre-wetting fluid without using additional pumps (as a pump Only a portion 210 of a turbine stirrer / reflector), or other sources, or the hydration fluid lines 120 from a source of hydration fluid. One or more pumps may be equipped in addition to or instead of releasing hydrating fluid from the mixing chamber 214.

[40] Кожух 202 может содержать верхнюю часть 222 кожуха и нижнюю часть 224 кожуха. Соединение верхней и нижней частей 222, 224 кожуха может образовывать смесительную камеру 214 между ними. Нижняя часть 224 кожуха может образовывать нижнюю зону 226 смешивания, и верхняя часть 222 кожуха может образовывать верхнюю зону 228 смешивания (показано пунктирными линиями), которая может по существу выставляться по оси с нижней зоной 226 смешивания. Зоны 226, 228 смешивания могут вместе образовывать смесительную камеру 214, в которой может устанавливаться узел 210 турбинной мешалки/отражателя и статор 218. Нижняя часть 224 кожуха может также включать в себя внутреннюю поверхность 230, образующую дно нижней зоны 226 смешивания.[40] The casing 202 may comprise a casing upper part 222 and a casing lower part 224. The connection of the upper and lower parts 222, 224 of the casing can form a mixing chamber 214 between them. The lower part 224 of the casing may form the lower mixing zone 226, and the upper part 222 of the casing may form the upper mixing zone 228 (shown by dashed lines), which may be substantially axial with the lower mixing zone 226. The mixing zones 226, 228 may together form a mixing chamber 214 in which the turbine agitator / reflector assembly 210 and the stator 218 may be installed. The lower part 224 of the housing may also include an inner surface 230 forming the bottom of the lower mixing zone 226.

[41] Верхняя часть 222 кожуха может соединяться с принимающей добавку конструкцией 208 и может создавать впуск 206 добавки. Нижняя часть 224 кожуха может включать в себя впуск 204 текучей среды, который может проходить через нижнюю часть 224 кожуха в общем в расположенное по центру отверстие 232. Отверстие 232 может выполняться во внутренней поверхности 230. Выпуск 216 может проходить в отверстие 234, сообщающееся с нижней зоной 226 смешивания.[41] The casing upper part 222 may be connected to the additive receiving structure 208 and may create the additive inlet 206. The lower part 224 of the casing may include a fluid inlet 204 that may pass through the lower part 224 of the casing generally into the centrally located opening 232. The opening 232 may be performed in the inner surface 230. The outlet 216 may extend into the opening 234 communicating with the lower mixing zone 226.

[42] Узел 210 турбинной мешалки/отражателя может включать в себя отражатель 236 и турбинную мешалку 238. Отражатель 236 и турбинная мешалка 238 могут иметь впускные поверхности 240, 242, соответственно, и задние поверхности 244, 246, соответственно. Впускные поверхности 240, 242 могут каждая являться открытой (как показано) или по меньшей мере частично закрытой экраном (не показано), который может образовывать впуск в радиальной внутренней части отражателя 236 и/или турбинной мешалки 238. Задние поверхности 244, 246 могут располагаться близко друг к другу и соединяться вместе так, что, например, турбинная мешалка 238 и отражатель 236 могут располагаться в конфигурации “спина к спине”. Таким образом, впускная поверхность 240 отражателя 236 может располагаться обращенной к впуску 206 добавки, а впускная поверхность 242 турбинной мешалки 238 может располагаться обращенной к впуску 204 текучей среды. Соответственно, впускная поверхность 242 турбинной мешалки 238 может располагаться обращенной к внутренней поверхности 230, и отверстие 232, созданное на внутренней поверхности 230, может выставляться по оси с радиально центральной частью турбинной мешалки 238.[42] The turbine agitator / reflector assembly 210 may include reflector 236 and turbine agitator 238. Reflector 236 and turbine agitator 238 may have inlet surfaces 240, 242, respectively, and rear surfaces 244, 246, respectively. The inlet surfaces 240, 242 may each be open (as shown) or at least partially closed by a screen (not shown), which may form an inlet in the radially inner part of the reflector 236 and / or turbine agitator 238. The rear surfaces 244, 246 may be close to each other and be connected together so that, for example, the turbine agitator 238 and the reflector 236 can be arranged in a “back to back” configuration. Thus, the inlet surface 240 of the reflector 236 may be positioned with the additive facing the inlet 206, and the inlet surface 242 of the turbine agitator 238 may be positioned with the fluid facing the inlet 204. Accordingly, the inlet surface 242 of the turbine agitator 238 may be positioned facing the inner surface 230, and an orifice 232 created on the inner surface 230 may be aligned axially with the radially central part of the turbine agitator 238.

[43] Отражатель 236 может по существу иметь форму тарелки, в общем, с горизонтальным (или плоским) средним участком и дугообразными или наклонными боковыми сторонами, вместе создающими по меньшей мере часть впускной поверхности 240. Боковые стороны могут выполняться, например, в форме аналогичной тору или части тора, проходящей вокруг середины отражателя 236. Отражатель 236 может также иметь форму чаши (например, в общем участка сферы). Отражатель 236 включает в себя шесть лопастей 248 отражателя на впускной поверхности 240, хотя другое число лопастей 248 также соответствует объему настоящего изобретения. Лопасти 248 могут проходить радиально по существу прямо или по кривой. При вращении отражателя 236 гидратируемый материал, принятый из впуска 206, перемещается радиально от центра, благодаря взаимодействию с лопастями 248, и аксиально вверх под воздействием формы впускной поверхности 240.[43] Reflector 236 may essentially be in the form of a plate, in general, with a horizontal (or flat) middle section and arcuate or inclined lateral sides, together creating at least part of the inlet surface 240. The sides may be, for example, in the form of a torus or a part of a torus passing around the middle of the reflector 236. The reflector 236 may also be in the form of a bowl (for example, in the general area of the sphere). Reflector 236 includes six reflector blades 248 on inlet surface 240, although a different number of blades 248 also corresponds to the scope of the present invention. Blades 248 may extend radially substantially straight or curved. As the reflector 236 rotates, the hydrated material received from the inlet 206 moves radially from the center, due to the interaction with the blades 248, and axially upward under the influence of the shape of the inlet surface 240.

[44] Хотя указанное скрыто на фиг. 3, турбинная мешалка 238 может также включать в себя одну или несколько лопастей на впускной поверхности 242. Вращение турбинной мешалки 238 может втягивать гидратирующую текучую среду через отверстие 232 и затем выталкивать гидратирующую текучую среду аксиально вниз и радиально от центра. Как следствие, область относительно высокого давления может создаваться между нижней частью 224 кожуха и турбинной мешалкой 238, что может приводить в движение гидратирующую текучую среду вокруг смесительной камеры 214 и в направлении к отражателю 236.[44] Although this is hidden in FIG. 3, turbine agitator 238 may also include one or more blades on inlet surface 242. Rotating turbine agitator 238 may draw in hydrating fluid through opening 232 and then push hydrating fluid axially down and radially from the center. As a consequence, a relatively high pressure region can be created between the bottom of the casing 224 and the turbine agitator 238, which can drive the hydrating fluid around the mixing chamber 214 and in the direction of the reflector 236.

[45] Промывочная линия 220 может включать в себя отверстие 250, созданное в нижней части 224 кожуха вблизи данной области высокого давления. Например, отверстие 250 может создаваться во внутренней поверхности 230 на месте между радиальным вылетом от центра турбинной мешалки 238 и отверстием 232 впуска 206. Промывочная линия 220 может представлять собой или содержать трубу 252, сообщающуюся текучей средой с впуском 254 принимающей добавку конструкции 208, например, так, что гидратирующая текучая среда перемещается из отверстия 250 в принимающую добавку конструкцию 208 по трубе 252. Гидратирующая текучая среда может затем перемещаться в общем по спиральному пути вдоль внутренней поверхности 209 принимающей добавку конструкции 208 в результате вращения отражателя 236 и/или вала 212 до прохода через впуск 206 добавки на отражатель 236. Таким образом, гидратирующая текучая среда, принятая через впуск 254, может в общем образовывать стену текучей среды, проходящей вдоль внутренней поверхности 209 принимающей добавку конструкции 208.[45] The flushing line 220 may include an orifice 250 created in the bottom of the housing 224 near this high pressure area. For example, an opening 250 may be created in the inner surface 230 in place between the radial outreach from the center of the turbine agitator 238 and the inlet 232 of the inlet 206. The wash line 220 may be or contain a pipe 252 in fluid communication with the inlet 254 of the additive-receiving structure 208 so that the hydrating fluid moves from the opening 250 to the additive-receiving structure 208 through the pipe 252. The hydrating fluid can then move in a common spiral path along the inner surface 209 Adding design 208 by rotating reflector 236 and / or shaft 212 before passing additive through inlet 206 to reflector 236. Thus, the hydrating fluid received through inlet 254 may generally form a wall of fluid passing along the inner surface 209 of the receiving additive design 208.

[46] Во время работы градиент давления может создаваться между турбинной мешалкой 238 и нижней частью 224 кожуха, где давление в текучей среде увеличивается радиально наружу от отверстия 232. Другой градиент, относящийся к концентрации гидратируемого материала в гидратирующей текучей среде, может также создаваться в данной области, где концентрация гидратируемого материала увеличивается радиально наружу. В некоторых случаях высокий гидростатический напор и низкая концентрация могут предназначаться для создания потока относительно свободной от примесей текучей среды, проходящего через промывочную линию 220, приводимого в движение узлом 210 турбинной мешалки/отражателя. Соответственно, отверстие 250 для промывочной линии 220 может располагаться в точке данной области, реализующей оптимальный компромисс между гидростатическим напором гидратирующей текучей среды и концентрацией гидратируемого материала в гидратирующей текучей среде, принимаемой в промывочную линию 220.[46] During operation, a pressure gradient can be created between the turbine agitator 238 and the lower part 224 of the shell, where the pressure in the fluid increases radially outward from the orifice 232. Another gradient relating to the concentration of hydrated material in the hydrating fluid can also be created in this areas where the concentration of the hydrated material increases radially outwards. In some cases, a high hydrostatic head and a low concentration can be designed to create a stream of relatively impurity-free fluid passing through the flushing line 220, driven by the turbine agitator / reflector assembly 210. Accordingly, the opening 250 for the flushing line 220 may be located at a point in this region that implements an optimal compromise between the hydrostatic pressure of the hydrating fluid and the concentration of the hydrated material in the hydrating fluid received in the flushing line 220.

[47] Статор 218 может создавать сдвигающее кольцо, проходящее вокруг узла 210 турбинной мешалки/отражателя в смесительной камере 214. Например, статор 218 может удерживаться в общем, стационарным по отношению к вращающемуся узлу 210 турбинной мешалки/отражателя, например, скрепленным с верхней частью 222 кожуха. Вместе с тем, узел 210 турбинной мешалки/отражателя может в ином случае нести статор 218 и вращаться вместе с ним. В любом случае статор 218 может перемещаться на впускной поверхности 240 отражателя 236 или может отделяться от нее.[47] The stator 218 may create a shifting ring extending around the turbine agitator / reflector assembly 210 in the mixing chamber 214. For example, the stator 218 may be held generally stationary with respect to the rotating turbine agitator / reflector assembly 210, for example, fastened to the upper part 222 casing. However, the turbine agitator / reflector assembly 210 may otherwise carry the stator 218 and rotate with it. In any case, the stator 218 may move on the inlet surface 240 of the reflector 236 or may be detached from it.

[48] Статор 218 может включать в себя первый и второй кольцевые участки 256, 258, которые можно выполнять интегральными или в виде дискретных компонентов, соединенных вместе. Первый кольцевой участок 256 может минимизировать препятствия проходу потока и может включать в себя экран 260 и перемычки 262, образующие относительно широкие пазы 264 для обеспечения относительно свободного сквозного прохода потока текучей среды. В отличие от указанного, второй кольцевой участок 258 может максимизировать сдвиг течения, например, для обеспечения турбулентного смешивания. Например, второй кольцевой участок 258 может содержать ряд лопастей 266 статора, установленных через небольшие интервалы, в отличие от широких интервалов между перемычками 262 первого кольцевого участка 256. Таким образом, узкие пути 268 потока могут образовываться между лопастями 266 статора, в отличие от широких проемов 264 первого кольцевого участка 256.[48] The stator 218 may include first and second annular portions 256, 258, which may be integral or as discrete components connected together. The first annular portion 256 may minimize obstructions to the flow passage and may include a screen 260 and webs 262, forming relatively wide grooves 264 to provide a relatively free through passage of fluid flow. In contrast to this, the second annular region 258 can maximize the flow offset, for example, to ensure turbulent mixing. For example, the second annular portion 258 may comprise a series of stator blades 266 installed at short intervals, unlike wide intervals between the bars 262 of the first annular section 256. Thus, narrow flow paths 268 may form between stator blades 266, unlike wide openings 264 of the first ring section 256.

[49] Сумма площадей рабочего сечения путей 268 потока может быть меньше суммы площадей лопастей 266 статора. Соотношение общей площади затрудняющих проход потока лопастей 266 статора и общей площади рабочего сечения путей 268 потока может составлять около 1,5:1, например. Вместе с тем, соотношение может находиться в диапазоне между около 1:2 и около 4:1 среди других примеров в объеме настоящего изобретения. Затрудняющая проход потока площадь каждой лопасти 266 статора может быть больше площади рабочего сечения каждого пути 268 потока.[49] The sum of the areas of the working section of the flow paths 268 may be less than the sum of the areas of the stator blades 266. The ratio of the total area of the stator blades 266 that hinder the passage of a stream to the total area of the working section of the flow paths 268 may be about 1.5: 1, for example. However, the ratio may be in the range between about 1: 2 and about 4: 1 among other examples within the scope of the present invention. The area of the stator blade 266 that hampers the passage of the flow may be larger than the area of the working section of each flow path 268.

[50] Лопасти 266 статора могут устанавливаться под различными шаговыми углами по отношению к окружности статора 218. Например, аксиально проходящие поверхности лопастей 266 статора могут, являться по существу, прямыми (например, по существу параллельными диаметру статора 218) или косыми (например, для увеличения сдвига), с наклоном, как по направлению вращения узла 210 турбинной мешалки/отражателя, так и противоположным ему.[50] The stator vanes 266 may be mounted at different stepping angles with respect to the circumference of the stator 218. For example, axially extending surfaces of the stator blades 266 may be substantially straight (for example, substantially parallel to the diameter of the stator 218) or oblique (for example, shear), with a slope, as in the direction of rotation of the node 210 of the turbine agitator / reflector, and opposite to it.

[51] Во время операций смешивания миксер 105 может выбрасывать воздух, захваченный в гидратируемом материале, введенном в смесительную камеру 214, при этом создавая и выпуская концентрированную текучую смесь по существу без воздуха или содержащую существенно меньше воздуха, чем вводится в смесительную камеру 214.[51] During mixing operations, the mixer 105 may eject air trapped in the hydrated material introduced into the mixing chamber 214, while creating and releasing a concentrated fluid mixture with substantially no air or containing substantially less air than is introduced into the mixing chamber 214.

[52] Как также показано на фиг. 2, миксер 105 может выпускать текучую смесь, ниже в данном документе называемую концентрированной текучей смесью, под давлением в первую емкость 125. Первая емкость 125 может представлять собой или содержать непрерывный канал или путь потока для перемещения или транспортировки концентрированной текучей смеси за время, достаточное для обеспечения проведения адекватной гидратации, при которой концентрированная текучая смесь может достигать заданной степени гидратации и/или вязкости. Первая емкость 125 может иметь режим работы первым получен-первым выдан, и может содержать наружный кожух по типу емкости, закрывающий приемный резервуар, имеющий удлиненный путь потока, или пространство, функционально выполненное с возможностью хранения и перемещения концентрированной текучей смеси через него. Первая емкость 125 может являться закрытого типа емкостью, баком или контейнером, например, которые могут обеспечивать нахождение концентрированной текучей смеси под давлением на впуске первой емкости и продавливание через первую емкость 125 до выпуска концентрированной текучей смеси из выпускного устройства первой емкости 125.[52] As also shown in FIG. 2, the mixer 105 may release the fluid mixture, hereinafter referred to as a concentrated fluid mixture, under pressure into the first tank 125. The first tank 125 may be or contain a continuous flow path or channel for moving or transporting the concentrated fluid mixture for a time ensuring adequate hydration, in which the concentrated fluid mixture can achieve a given degree of hydration and / or viscosity. The first container 125 may have a mode of operation first received-first issued, and may contain an outer casing of the type of container covering the receiving tank having an extended flow path, or a space functionally configured to store and move the concentrated fluid mixture through it. The first tank 125 may be a closed type tank, tank or container, for example, which can ensure that the concentrated fluid mixture is under pressure at the inlet of the first tank and is forced through the first tank 125 to release the concentrated fluid mixture from the outlet of the first tank 125.

[53] Первая емкость 125 может использовать давление на выпуске, генерируемое миксером, как движущую силу, которая может по меньшей мере частично обеспечивать перемещение или содействовать перемещению концентрированной текучей смеси через первую емкость. Другими словами, давление на выпуске из миксера 105 может проталкивать вязкую концентрированную текучую смесь через одну или несколько первых емкостей 125. В примере исполнения миксер 105 может обеспечивать перемещение концентрированной текучей смеси, имеющий около 160 фунтов (73 кг) или больше гидратируемого материала на 1000 галлонов (380 л) (192 г/л) гидратирующей текучей среды через первую емкость 125. Реализуя возможность гидратирования гидратируемого материала в гидратирующей текучей среде при более высоких концентрациях можно увеличивать скорость гидратации гидратируемого материала. Например, скорость гидратации можно увеличить на около 10% или больше вследствие работы с более высокой концентрацией геля в первой емкости 125. Например, скорость гидратации может увеличиваться при работе с гелем, содержащим около 80 фунтов (36 кг) или больше гидратируемого материала на 1000 галлонов (380 л) (96 г/л) гидратирующей текучей среды.[53] The first tank 125 may use the discharge pressure generated by the mixer as a motive force that can at least partially move or facilitate the movement of the concentrated fluid mixture through the first tank. In other words, the pressure at the outlet of the mixer 105 can push a viscous concentrated fluid mixture through one or more first vessels 125. In an exemplary embodiment, the mixer 105 can move a concentrated fluid mixture having about 160 pounds (73 kg) or more of hydratable material per 1000 gallons (380 l) (192 g / l) of the hydrating fluid through the first tank 125. Realizing the possibility of hydrating the material to be hydrated in the hydrating fluid at higher concentrations, it is possible to increase the spine of hydration of the hydratable material. For example, the hydration rate can be increased by about 10% or more due to working with a higher gel concentration in the first tank 125. For example, the hydration rate can increase when working with a gel containing about 80 pounds (36 kg) or more hydrated material by 1000 gallons (380 L) (96 g / L) of hydrating fluid.

[54] На фиг. 4 показан в разобранном виде пример исполнения части первой емкости 125 согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Первая емкость 125 может содержать множество камер 310, 320, 330, 340, которые включают в себя первую камеру 310, вторую камеру 320 и одну или несколько промежуточных камер 330, 340. Первая емкость 125 может дополнительно содержать первое окно 312, расположенное на наружной стенке 314 первой камеры 310 и функционально выполненное с возможностью приема концентрированной текучей смеси, и второе окно 322, расположенное на наружной стенке 324 второй камеры 320 и функционально выполненное с возможностью выпуска концентрированной текучей смеси. Окна 312, 322 могут выполняться заподлицо или проходить наружу от наружных стенок 314, 324, также возможны исполнения, где окна 312, 322 в виде патрубков проходят наружу в тангенциальном направлении относительно наружных стенок 314, 324.[54] FIG. 4 shows an exploded view of an embodiment of a portion of the first container 125 in accordance with one or more aspects of the present invention. The first tank 125 may contain a plurality of chambers 310, 320, 330, 340, which include the first chamber 310, the second chamber 320 and one or more intermediate chambers 330, 340. The first tank 125 may further comprise a first window 312 located on the outer wall 314 of the first chamber 310 and functionally configured to receive a concentrated fluid mixture, and a second window 322 located on the outer wall 324 of the second chamber 320 and functionally configured to discharge a concentrated fluid mixture. Windows 312, 322 can run flush or pass outward from the outer walls 314, 324, also possible implementation, where the window 312, 322 in the form of nozzles are out in the tangential direction relative to the outer walls 314, 324.

[55] Камеры 310, 320, 330, 340 могут содержать разделенные отсеки, через которые концентрированная текучая смесь может перемещаться на некоторое расстояние за период времени, достаточный для осуществления адекватной гидратации. Камеры 310, 320, 330, 340 могут вместе сообщаться текучей средой, например, могут обеспечивать введение концентрированной текучей смеси в первую емкость 125 через первое окно 312, проход через первую камеру 310, через промежуточные камеры 330, 340, через вторую камеру 320 и затем выпуск через второе окно 322.[55] Cameras 310, 320, 330, 340 may contain separated compartments through which a concentrated fluid mixture can move some distance in a period of time sufficient to allow adequate hydration. The chambers 310, 320, 330, 340 may together be in fluid communication, for example, may allow the concentrated fluid mixture to be introduced into the first tank 125 through the first window 312, the passage through the first chamber 310, through the intermediate chambers 330, 340, through the second chamber 320 and then release through the second window 322.

[56] Первая емкость 125 может дополнительно содержать первую пластину 350, соединенную с первой камерой 310 для удержания концентрированной текучей смеси в первой камере 310 при проходе через первую камеру 310. Первая пластина 350 может соединяться с первой камерой 310 различными средствами, в том числе съемными крепежными элементами, прикрепляющимися к фланцу 318 первой камеры 310, сваркой и/или другим средством, а также может выполняться, в виде интегрированного участка первой камеры 310. Камеры 310, 320, 330, 340 могут соединяться друг с другом теми же или аналогичными средствами. Например, каждая камера 310, 320, 330, 340 может содержать фланец 316, 318, 326, 328, 336, 338, 346, 348, проходящий сверху и снизу наружных стенок 314, 324, 334, 344, например, выполненный с возможностью приема резьбовых крепежных элементов и/или других средств скрепления камер 310, 320, 330, 340 друг с другом.[56] The first container 125 may further comprise a first plate 350 connected to the first chamber 310 for holding a concentrated fluid mixture in the first chamber 310 as it passes through the first chamber 310. The first plate 350 may be connected to the first chamber 310 by various means, including removable fasteners attached to the flange 318 of the first chamber 310, welding and / or other means, and can also be performed as an integrated section of the first chamber 310. The chambers 310, 320, 330, 340 can be connected to each other by the same or analog by topical means. For example, each chamber 310, 320, 330, 340 may include a flange 316, 318, 326, 328, 336, 338, 346, 348, extending above and below the outer walls 314, 324, 334, 344, for example, configured to receive threaded fasteners and / or other means of fastening the chambers 310, 320, 330, 340 with each other.

[57] Каждая камера 310, 320, 330, 340 может содержать внутреннее пространство 360, 370, 380, 390. Каждое внутреннее пространство 360, 370, 380, 390 может представлять собой или образовывать по меньшей мере один канал непрерывной подачи текучей среды или другой проход 362, 372, 382, 392, соответственно, каждый имеющий длину больше длины по окружности соответствующей наружной стенки 314, 324, 334, 344. Например, каждый проход 362, 372, 382, 392 может образовываться в соответствующем внутреннем пространстве 360, 370, 380, 390 стенкой 364 спиральной или иной формы. Проходы 362, 372, 382, 392 могут ориентироваться и соединяться так, что первое и второе окна 312, 322 сообщаются текучей средой.[57] Each chamber 310, 320, 330, 340 may contain an internal space 360, 370, 380, 390. Each internal space 360, 370, 380, 390 may constitute or form at least one channel of continuous fluid supply or another passage 362, 372, 382, 392, respectively, each having a length greater than the circumferential length of the corresponding outer wall 314, 324, 334, 344. For example, each passage 362, 372, 382, 392 may be formed in the corresponding internal space 360, 370, 380, 390 wall 364 spiral or other shape. Passages 362, 372, 382, 392 can be oriented and connected so that the first and second windows 312, 322 are in fluid communication.

[58] Например, во время операции гидратации концентрированная текучая смесь может вводиться в первое окно 312, проходить через проход 362 и выходить или иначе выпускаться из первой камеры 310 по существу в центральном окне 366 (показано пунктирными линиями). Концентрированная текучая смесь может затем проходить в первую промежуточную камеру 330 на центральном конце 384 прохода 382, проходить через проход 382 и выходить из первой промежуточной камеры 330 во вторую промежуточную камеру 340 через окно 386 (показано пунктирными линиями), проходящее вертикально через первую промежуточную камеру 330. Концентрированная текучая смесь может затем проходить через проход 392 и выходить из второй промежуточной камеры 340 во вторую камеру 320 через окно 396 (показано пунктирными линиями), проходящее вертикально через вторую промежуточную камеру 340. Концентрированная текучая смесь может затем проходить через проход 372 и выходить через второе окно 322.[58] For example, during the hydration operation, the concentrated fluid mixture may be introduced into the first window 312, pass through the passage 362, and exit or otherwise be discharged from the first chamber 310 substantially in the central window 366 (indicated by dotted lines). The concentrated fluid mixture can then pass into the first intermediate chamber 330 at the central end 384 of passage 382, pass through the passage 382 and exit the first intermediate chamber 330 into the second intermediate chamber 340 through a window 386 (shown in dotted lines) passing vertically through the first intermediate chamber 330 The concentrated fluid mixture can then pass through passage 392 and exit from the second intermediate chamber 340 to the second chamber 320 through a window 396 (indicated by dotted lines), passing vertically through the volts. Rui intermediate chamber 340. The concentrated fluid mixture can then be passed through the passageway 372 and out through second window 322.

[59] Хотя на фиг. 4 показаны четыре камеры 310, 320, 330, 340, первая емкость 125 может содержать одну, две, три, пять или больше камер в объеме настоящего изобретения. Хотя на фиг. 2 и 4 показана одна первая емкость 125, дополнительные первые емкости, например, от двух до пяти емкостей могут соединяться параллельно и/или последовательно, если, например, предполагаются дополнительный расход и/или более долгая гидратация.[59] Although FIG. 4 shows four chambers 310, 320, 330, 340, the first tank 125 may contain one, two, three, five or more cameras within the scope of the present invention. Although FIG. Figures 2 and 4 show one first tank 125, additional first tanks, for example, from two to five tanks, can be connected in parallel and / or in series, if, for example, additional flow and / or longer hydration is expected.

[60] Кроме того, когда применяются многочисленные первые емкости 125, падение давления на каждой первой емкости 125 можно обнаруживать и использовать для определения концентрации, вязкости и/или уровня гидратации концентрированной текучей смеси. Когда используются многочисленные первые емкости 125, одно или несколько находящихся в составе системы сдвигающих и/или других смешивающих устройств могут гидравлически соединяться между инстанциями первых емкостей 125, например, для увеличения скорости гидратации в первых емкостях 125. Концентрация концентрированной текучей смеси, проходящей через многочисленные первые емкости 125, может также ступенчато меняться между каждой первой емкостью 125, при этом можно обеспечивать более эффективный захват и уборку концентрированной текучей смеси в конце операций гидратации.[60] In addition, when multiple first tanks 125 are used, the pressure drop on each first tank 125 can be detected and used to determine the concentration, viscosity and / or level of hydration of the concentrated fluid mixture. When multiple first tanks 125 are used, one or more of the shifting and / or other mixing devices in the system can be hydraulically connected between the instances of the first tanks 125, for example, to increase the hydration rate in the first tanks 125. tank 125 may also be incrementally varied between each first tank 125, in this case it is possible to ensure more efficient capture and cleaning of the concentrated fluid mixture and at the end of the hydration operations.

[61] Во время работы системы 100 гидратации концентрированные порции могут принудительно формироваться в концентрированной текучей смеси, при этом порции могут создавать пульсации концентрации в концентрированной текучей смеси при проходе концентрированной текучей смеси через первую емкость 125. Тепло, выбрасываемое одним или несколькими компонентами системы 100 гидратации, например, моторами или двигателями, может также передаваться в первую емкость 125, например, для нагрева концентрированной текучей смеси в первой емкости 125, ускоряющего гидратацию. Первую емкость 125 можно также исполнить с гель-фобным покрытием или слоем, который может содействовать улучшению прохода потока и уменьшению отложений на внутренних поверхностях первой емкости 125. Проходы 362, 372, 382, 392 и/или другие участки первой емкости 125 и других труб прохода текучей среды могут также промываться с помощью циркуляции свободной от примесей текучей среды (например, водой, гидратирующей текучей средой) со скоростями, достаточными для создания турбулентности. Миксер 105, насос 140, первое устройство 145 регулирования расхода (когда исполнено в виде дозирующего насоса), наружный насос и/или другое средство можно применять для циркуляции свободной от примесей текучей среды для такой промывки.[61] During operation of the hydration system 100, concentrated portions can be forced to form in a concentrated fluid mixture, and portions can create concentration pulsations in the concentrated fluid mixture as the concentrated fluid mixture passes through the first tank 125. Heat emitted by one or more components of the hydration system 100 , for example, by motors or engines, can also be transferred to the first tank 125, for example, to heat a concentrated fluid mixture in the first tank 125, which accelerates hydration. The first tank 125 can also be made with a gel-phobic coating or layer that can help improve the flow passage and reduce deposits on the inner surfaces of the first tank 125. Passages 362, 372, 382, 392 and / or other areas of the first tank 125 and other passage tubes The fluid can also be flushed by circulating the fluid-free fluid (eg, water, hydrating fluid) at speeds sufficient to create turbulence. The mixer 105, the pump 140, the first flow control device 145 (when performed as a metering pump), an external pump and / or other means can be used to circulate the impurity-free fluid for such flushing.

[62] Как показано на фиг. 2, после выпуска концентрированной текучей смеси 125, концентрированная текучая смесь может иметь заданную степень гидратации и/или вязкость и может перекачиваться или перемещаться через разбавитель 130. На фиг. 5 схематично показан пример исполнения разбавителя 130 согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения.[62] As shown in FIG. 2, after releasing the concentrated fluid mixture 125, the concentrated fluid mixture may have a predetermined degree of hydration and / or viscosity and may be pumped or moved through the diluent 130. FIG. 5 schematically shows an exemplary embodiment of a diluent 130 according to one or more aspects of the present invention.

[63] Разбавитель 130 может функционально выполняться с возможностью смешивания или иного объединения концентрированной текучей смеси с дополнительной гидратирующей текучей средой или другой текучей средой на водной основе для разбавления концентрированной текучей смеси или иного уменьшения концентрации гидратируемого материала в концентрированной текучей смеси до уровня заданной концентрации. Разбавитель 130 может представлять собой или содержать устройство слияния текучей среды, соединение в виде тройника, Y-образное соединение, эдуктор, смешивающий клапан, наклонный миксер и/или другое устройство, функционально выполненное с возможностью объединения и/или смешивания двух или больше текучих сред. Разбавитель 130 может содержать первый проход 131, функционально выполненный с возможностью приема по существу с непрерывной подачей концентрированной текучей смеси, как указано стрелкой 101, второй проход 132, функционально выполненный с возможностью приема по существу непрерывной подачи гидратирующей текучей среды, как указано стрелкой 102, и третий проход 133, функционально выполненный с возможностью выпуска по существу непрерывного потока разбавленной текучей смеси, как указано стрелкой 103. Первый проход 131 может гидравлически соединяться с выпускным окном 322 первой емкости 125, при этом обеспечивая перемещение концентрированной текучей смеси в разбавитель 130. Второй проход 132 может сообщаться текучей средой с источником 120 гидратирующей текучей среды, при этом обеспечивая перемещение гидратирующей текучей среды в разбавитель 130.[63] The diluent 130 can functionally be performed with the possibility of mixing or otherwise combining the concentrated fluid mixture with an additional hydrating fluid or other aqueous-based fluid to dilute the concentrated fluid mixture or otherwise reducing the concentration of the hydrated material in the concentrated fluid mixture to a predetermined concentration. The diluent 130 may be or contain a fluid fusion device, a tee connection, a Y-shaped connection, an eductor, a mixing valve, an inclined mixer and / or another device functionally configured to combine and / or mix two or more fluids. The diluent 130 may comprise a first passage 131, functionally configured to receive a substantially continuous flow of a concentrated fluid mixture, as indicated by arrow 101, a second passage 132, functionally configured to receive a substantially continuous supply of hydrating fluid, as indicated by arrow 102, and a third passage 133, functionally configured to discharge a substantially continuous stream of diluted fluid mixture, as indicated by arrow 103. The first passage 131 can be hydraulically connected with the outlet window 322 of the first tank 125, while allowing the concentrated fluid mixture to be transferred to the diluent 130. The second passage 132 can be in fluid communication with the source 120 of the hydrating fluid, while allowing the hydrating fluid to move to the diluent 130.

[64] Гидратирующая текучая среда может перемещаться в разбавитель 130 насосом 140, который может функционально выполняться с возможностью нагнетания давления в и/или перемещения гидратирующей текучей среды из источника 120 гидратирующей текучей среды в разбавитель 130. Насос 140 может представлять собой или содержать центробежный насос или другой насос, функционально выполненный с возможностью перекачки или иначе по существу непрерывного перемещения гидратируемого материала из источника 120 в разбавитель 130. Например, насос 140 может перекачивать гидратирующую текучую среду из источника 120 с расходом в диапазоне от около нуля баррелей в минуту (BPM) до около 150 баррелей в минуту (24 м3/мин). Вместе с тем, можно варьировать производительность системы 100 гидратации, и насос 140 может работать с другими расходами.[64] The hydrating fluid may be transferred to the diluent 130 by a pump 140, which may be functionally configured to pressurize and / or move the hydrating fluid from the hydrating fluid source 120 to the diluent 130. The pump 140 may be or contain a centrifugal pump or another pump functionally configured to transfer or otherwise substantially continuously move the hydrated material from the source 120 to the diluent 130. For example, the pump 140 may be pumping s hydrating fluid from source 120 at a rate ranging from about zero barrels per minute (BPM) to about 150 barrels per minute (24 m3 / min). However, the performance of the hydration system 100 can be varied, and the pump 140 can operate with other costs.

[65] Соотношение концентрированной текучей смеси и гидратирующей текучей среды, подаваемой в разбавитель 130, которая определяет концентрацию полученной в результате разбавленной текучей смеси, можно регулировать регулирующим первым устройством 145 регулирования расхода, функционально выполненным с возможностью управления подачей концентрированной текучей смеси в разбавитель 130, и/или вторым устройством 150 регулирования расхода, функционально выполненным с возможностью управления подачей гидратирующей текучей среды в разбавитель 130. Например, если концентрация разбавленной текучей смеси выбрана уменьшающейся для использования ниже по потоку, концентрация разбавленной текучей смеси может уменьшаться с помощью уменьшения скорости подачи концентрированной текучей смеси в разбавитель 130, благодаря работе первого устройства 145 регулирования расхода, и/или с помощью увеличения скорости подачи гидратирующей текучей среды в разбавитель 130, благодаря работе второго устройства 150 регулирования расхода. Скорость подачи концентрированной текучей смеси в разбавитель 130 можно уменьшать, закрывая или иначе уменьшая проходное сечение первого устройства 145 регулирования расхода, и скорость подачи гидратирующей текучей среды в разбавитель 130 можно увеличивать, открывая или иначе увеличивая проходное сечение второго устройства 150 регулирования расхода. Аналогично, если выбрано увеличение концентрации разбавленной текучей смеси для использования ниже по потоку, концентрацию разбавленной текучей смеси можно увеличивать, увеличивая скорость подачи концентрированной текучей смеси в разбавитель 130 и/или уменьшая скорость подачи гидратирующей текучей среды в разбавитель 130. Скорость подачи концентрированной текучей смеси в разбавитель 130 можно увеличивать, открывая или иначе увеличивая проходное сечение первого устройства 145 регулирования расхода, и скорость подачи гидратирующей текучей среды в разбавитель 130 можно уменьшать, закрывая или иначе уменьшая проходное сечение второго устройства 150 регулирования расхода. Первое и второе устройства 145, 150 регулирования расхода могут содержать различные типы регулирующих расход клапанов, в том числе игольчатые клапаны, дозирующие задвижки, двухстворчатые заслонки, шаровые клапаны или другую запорную арматуру, функционально выполненную с возможностью регулирования расхода текучей среды, проходящей через нее.[65] The ratio of the concentrated fluid mixture to the hydrating fluid supplied to the diluent 130, which determines the concentration of the resulting diluted fluid mixture, can be adjusted by controlling the first flow control device 145, functionally configured to control the flow of the concentrated fluid mixture to the diluent 130, and / or a second flow control device 150 functionally configured to control the flow of hydrating fluid to diluent 130. H For example, if the concentration of the diluted fluid mixture is chosen to be decreasing for use downstream, the concentration of the diluted fluid mixture may be reduced by reducing the feed rate of the concentrated fluid mixture to the diluent 130, due to the operation of the first flow control device 145, and / or by increasing the hydration feed fluid into the diluent 130, due to the operation of the second flow control device 150. The feed rate of the concentrated fluid mixture to the diluent 130 can be reduced by closing or otherwise reducing the flow area of the first flow control device 145, and the feed rate of the hydrating fluid to the diluent 130 can be increased by opening or otherwise increasing the flow cross section of the second flow control device 150. Similarly, if an increase in the concentration of the diluted fluid mixture is selected for use downstream, the concentration of the diluted fluid mixture can be increased by increasing the feed rate of the concentrated fluid mixture to diluent 130 and / or decreasing the feed rate of hydrating fluid to diluent 130. the diluent 130 can be increased by opening or otherwise increasing the flow area of the first flow control device 145, and the feed rate of the hydrating fluid The medium in the diluent 130 can be reduced by closing or otherwise reducing the flow area of the second flow control device 150. The first and second flow control devices 145, 150 may contain various types of flow control valves, including needle valves, metering valves, two-leaf valves, ball valves, or other stop valves functionally configured to control the flow rate of the fluid passing through it.

[66] Каждое из устройств 145, 150 регулирования расхода может содержать прерывающий поток элемент 146, 151, например, пластину по существу круглой конфигурации, возможно имеющую центральное сквозное отверстие или проход 147, 152. Прерывающие поток элементы 146, 151 могут избирательно поворачиваться относительно проходов 131, 132, избирательно открывая и закрывая проходы 131, 132. Такой поворот может выполняться с помощью соответствующих соленоидов, двигателей и/или других исполнительных механизмов (не показано).[66] Each of the flow control devices 145, 150 may comprise a flow interrupting element 146, 151, for example, a plate of substantially circular configuration, possibly having a central through hole or passage 147, 152. The flow interrupting elements 146, 151 may selectively rotate relative to the aisles 131, 132, selectively opening and closing the aisles 131, 132. Such a turn can be performed using appropriate solenoids, engines and / or other actuators (not shown).

[67] На фиг. 5 показано введение концентрированной текучей смеси в разбавитель 130 через первый проход 131 разбавителя 130 и введение гидратирующей текучей среды в разбавитель 130 через второй проход 132. Вместе с тем, концентрированную текучую смесь можно вводить через второй проход 132, и гидратирующую текучую среду можно вводить через первый проход 131 текучей среды.[67] FIG. 5 shows the introduction of the concentrated fluid mixture into the diluent 130 through the first passage 131 of the diluent 130 and the introduction of hydrating fluid into the diluent 130 through the second passage 132. However, the concentrated fluid mixture can be introduced through the second passage 132, and the hydrating fluid can be introduced through passage 131 fluid.

[68] В дополнение к показанному клапану регулирования расхода или вместо него первое устройство 145 регулирования расхода может содержать дозирующий насос, функционально выполненный с возможностью перекачки концентрированной текучей смеси из первой емкости 125 в разбавитель 130 при заданном расходе. Дозирующий насос может являться лопастным насосом, шестеренчатым насосом, поршневым насосом или другим насосом прямого вытеснения, функционально выполненным с возможностью перемещать жидкости с заданным расходом.[68] In addition to or instead of the flow control valve shown, the first flow control device 145 may comprise a metering pump, functionally configured to transfer the concentrated fluid mixture from the first tank 125 to the diluent 130 at a predetermined flow rate. The dosing pump may be a vane pump, gear pump, piston pump or other direct-flow pump, functionally designed to move fluids with a given flow rate.

[69] Третье устройство 155 регулирования расхода можно также устанавливать на выпуске или ниже по потоку от разбавителя 130. Третье устройство 155 регулирования расхода может функционально выполняться с возможностью увеличения или уменьшения интенсивности подачи на выходе разбавленной текучей смеси, выпускаемой из разбавителя 130 и вводимой во вторую емкость 135 системы 100 гидратации. Отмечаем, что комбинация устройств 145, 150, 155 регулирования расхода может дополнительно функционально выполняться с возможностью увеличения и уменьшения времени выдерживания концентрированной текучей смеси в первой емкости 125 и, таким образом, увеличения степени гидратации и вязкости концентрированной текучей смеси, выпускаемой первой емкостью 125. Например, уменьшенные расходы обеспечивают оставление концентрированной текучей смеси в первой емкости 125 на большее время до введения в разбавитель 130 и/или вторую емкость 135.[69] The third flow control device 155 may also be installed at the outlet or downstream of the diluent 130. The third flow control device 155 may be functionally configured to increase or decrease the feed rate at the outlet of the diluted fluid mixture discharged from the diluent 130 and introduced into the second capacity 135 of system 100 hydration. We note that the combination of flow control devices 145, 150, 155 can additionally functionally be performed with the possibility of increasing and decreasing the holding time of the concentrated fluid mixture in the first tank 125 and, thus, increasing the degree of hydration and viscosity of the concentrated fluid mixture produced by the first tank 125. For example reduced costs ensure that the concentrated fluid mixture remains in the first tank 125 for a longer time before being introduced into the diluent 130 and / or the second tank 135.

[70] Аналогично первому и второму устройствам 145, 150 регулирования расхода, третье устройство 155 регулирования расхода может содержать прерывающий поток элемент 156, например, может содержать пластину по существу круглой конфигурации, и возможно имеющую центральное сквозное отверстие или проход 157. Третий прерывающий поток элемент 156 может избирательно поворачиваться относительно третьего прохода 133, избирательно открывая и закрывая третий проход 133, возможно, способом аналогичным избирательному повороту первого и второго прерывающих поток элементов 146, 151.[70] Similar to the first and second flow control devices 145, 150, the third flow control device 155 may include a flow interrupting element 156, for example, may include a plate of a substantially circular configuration and possibly having a central through hole or passage 157. 156 can be selectively rotated with respect to the third passage 133, selectively opening and closing the third passage 133, possibly in a manner similar to the selective rotation of the first and second interruptions elements 146, 151.

[70] Первый, второй и/или третий прерывающие поток элементы 146, 151, 156 и/или другие элементы первого, второго и/или третьего устройств 145, 150, 155 регулирования расхода могут дополнительно функционально выполняться с возможностью прерывания потока или иначе генерирования турбулентности 134 в потоках концентрированной текучей смеси, гидратирующей текучей среды и/или разбавленной текучей смеси. Такая турбулентность 134 может обеспечивать энергию смешивания, которая содействует разбавлению концентрированной текучей смеси гидратирующей текучей средой до заданной концентрации гидратируемого материала.[70] The first, second and / or third flow interrupting elements 146, 151, 156 and / or other elements of the first, second and / or third flow control devices 145, 150, 155 may additionally be functionally configured to interrupt the flow or otherwise generate turbulence. 134 in streams of concentrated fluid mixture, hydrating fluid and / or diluted fluid mixture. Such turbulence 134 can provide mixing energy that promotes dilution of the concentrated fluid mixture with hydrating fluid to a predetermined concentration of the material to be hydrated.

[72] Как также показано на фиг. 2, разбавленная текучая смесь, выпускаемая разбавителем 130, может перемещаться во вторую емкость 135, где сохраняется запас разбавленной текучей смеси до использования в скважинных работах, а также как ингредиент или часть другой текучей смеси, используемой в скважинных работах. Вторая емкость 135 может также обеспечивать дополнительное гидратирование разбавленной текучей смеси до выпуска. Вторая емкость 135 может являться емкостью или баком открытого или закрытого типа, содержащим одно или несколько открытых пространств, функционально выполненным с возможностью приема и содержания разбавленной текучей смеси. Вместе с тем, вторую емкость 135 можно исключить, если достаточный уровень гидратации и/или вязкости достигается с помощью одного или нескольких вариантов первой емкости 125 и/или разбавителя 130. В таком исполнении разбавленная текучая смесь может перемещаться напрямую в скважину или использоваться в другом процессе до нагнетания в скважину. Например, разбавленная текучая смесь может перемещаться в другой миксер, функционально выполненный с возможностью смешивания проппантов и/или другого материала из твердых частиц, с разбавленной текучей смесью для создания жидкости для гидроразрыва пласта или другой текучей среды, применяемой в гидроразрыве пласта.[72] As also shown in FIG. 2, the diluted fluid mixture produced by the diluent 130 can be transferred to the second tank 135, where the stock of the diluted fluid mixture is maintained until use in well drilling, and also as an ingredient or part of another fluid mixture used in well drilling. The second container 135 may also provide additional hydration of the diluted fluid mixture prior to release. The second container 135 may be a container or a tank of an open or closed type, containing one or more open spaces, functionally designed to receive and contain a diluted fluid mixture. However, the second tank 135 can be eliminated if a sufficient level of hydration and / or viscosity is achieved using one or more variants of the first tank 125 and / or diluent 130. In this version, the diluted fluid mixture can be moved directly into the well or used in another process before injection into the well. For example, a diluted fluid mixture may be transferred to another mixer, functionally configured to mix proppants and / or other solid material, with the diluted fluid mixture to create a fracturing fluid or other fluid used in the hydraulic fracturing.

[73] Вторая емкость 135 может иметь одинаковые или аналогичные конструкцию и/или функции с первой емкостью 125, или вторую емкость 135 можно исполнить, как отличающуюся емкость или бак с режимом работы первым получен-первым выдан, например, такой который может обеспечивать дополнительное время гидратации для разбавленной текучей смеси. Вторая емкость 135 может также содержать один или несколько датчиков 137 уровня, функционально выполненных с возможностью генерирования сигналов или информации, связанной с количеством разбавленной текучей смеси, содержащейся во второй емкости 135.[73] The second tank 135 may have the same or similar design and / or function with the first tank 125, or the second tank 135 can be executed as a different tank or tank with a mode of operation first received-first issued, for example, one that can provide extra time hydration for diluted fluid mixture. The second container 135 may also contain one or more level sensors 137, functionally configured to generate signals or information related to the amount of the diluted fluid mixture contained in the second container 135.

[74] Система 100 гидратации может также содержать множество клапанов 181-186, функционально выполненных с возможностью регулирования расхода гидратирующей текучей среды, концентрированной текучей смеси или разбавленной текучей смеси в зависимости от их местоположения. Клапаны 181-186 могут представлять собой шаровые клапаны, шаровые проходные клапаны, двухстворчатые заслонки или клапаны других типов, функционально выполненные с возможностью регулирования прохода через них текучей среды. Например, первый клапан 181 может функционально выполняться с возможностью регулирования подачи гидратирующей текучей среды в миксер 105, второй клапан 182 может функционально выполняться с возможностью регулирования подачи концентрированной текучей смеси в первую емкость 125, и третий клапан 183 может функционально выполняться с возможностью регулирования подачи концентрированной текучей смеси в разбавитель 130. Четвертый клапан 184 может функционально выполняться с возможностью регулирования подачи гидратирующей текучей среды в разбавитель 130, пятый клапан 185 может функционально выполняться с возможностью регулирования подачи концентрированной текучей смеси, выпускаемой из устройства 145 регулирования расхода назад в первую емкость 125, и шестой клапан 186 может функционально выполняться с возможностью регулирования подачи концентрированной текучей смеси, выпускаемой из устройства 145 регулирования расхода в насос 140.[74] The hydration system 100 may also comprise a plurality of valves 181-186, functionally configured to control the flow of hydrating fluid, the concentrated fluid mixture, or the diluted fluid mixture, depending on their location. Valves 181-186 can be ball valves, ball valves, double flap valves or other types of valves functionally configured to control the passage of fluid through them. For example, the first valve 181 can functionally be performed to regulate the supply of hydrating fluid to the mixer 105, the second valve 182 can functionally be performed to regulate the flow of the concentrated fluid mixture to the first tank 125, and the third valve 183 can functionally be performed to regulate the flow of concentrated fluid the mixture into the diluent 130. The fourth valve 184 can functionally be performed with the ability to regulate the flow of hydrating fluid into the dilute 130, the fifth valve 185 can functionally be performed with the possibility of regulating the supply of a concentrated fluid mixture discharged from the flow control device 145 back to the first tank 125, and the sixth valve 186 can be functionally performed with the possibility of regulating the flow of the concentrated fluid mixture discharged from the flow control device 145 into the pump 140.

[75] То есть концентрированная текучая смесь может повторно пропускаться через первую емкость 125 по пути 126 потока рециркуляции, содержащему одну или несколько труб, шлангов и/или других трубных устройств пропуска текучей среды, например, работающих, когда возникает избыточная подача разбавленной текучей смеси во вторую емкость 135, или обеспечивающих дополнительное время гидратации для концентрированной текучей смеси. Соответственно, третий клапан 183 может закрываться, и пятый клапан 185 может открываться для обеспечения рециркуляции концентрированной текучей смеси через путь 126 потока и затем в первую емкость 125. Во время такой рециркуляции первое устройство 145 регулирования расхода (когда исполнено в виде дозирующего насоса, описанного выше), может функционально выполняться с возможностью рециркуляции или, иначе, перемещения концентрированной текучей смеси через путь 126 потока рециркуляции и первую емкость 125.[75] That is, the concentrated fluid mixture can be re-passed through the first tank 125 via the recirculation flow path 126, containing one or more pipes, hoses, and other tubular fluid passage devices, for example, operating when an overflow of the diluted fluid mixture occurs the second tank 135, or providing additional hydration time for the concentrated fluid mixture. Accordingly, the third valve 183 may close, and the fifth valve 185 may open to allow the concentrated fluid mixture to recirculate through flow path 126 and then into first tank 125. During this recirculation, the first flow control device 145 (when performed as a metering pump described above ), can functionally be performed with the possibility of recycling or, otherwise, moving the concentrated fluid mixture through the recirculation flow path 126 and the first tank 125.

[76] Концентрированную текучую смесь можно также перенаправлять по перенаправленному пути 127 потока, содержащему одну или несколько труб, шлангов и/или других трубных изделий подачи текучей среды, например, для введения в гидратирующую текучую среду, проходящую между источником 120 гидратирующей текучей среды и насосом 140. Объединенная гидратирующая текучая среда и концентрированная текучая смесь могут одновременно перекачиваться и смешиваться с помощью насоса 140, выполняющего разбавление концентрированной текучей смеси и, таким образом, образующего разбавленную текучую смесь. Соответственно, третий клапан 183 может закрываться для предотвращения входа концентрированной текучей смеси в разбавитель 130, и шестой клапан 186 может открываться для обеспечения входа концентрированной текучей смеси в трубу (трубы) текучей среды, соединяющую источник 120 гидратирующей текучей среды и насос 140. Затем, насос 140 может перекачивать разбавленную текучую смесь во вторую емкость 135, как описано выше, или по другому пути 128 потока, содержащему одну или несколько труб, шлангов и/или других трубных изделий подачи текучей среды.[76] The concentrated fluid mixture can also be redirected via a redirected flow path 127 containing one or more pipes, hoses and / or other fluid tubing products, for example, for introduction into the hydrating fluid passing between the hydrating fluid source 120 and the pump 140. The combined hydrating fluid and the concentrated fluid mixture can be simultaneously pumped and mixed using a pump 140, which dilutes the concentrated fluid mixture and, thus, forming a diluted fluid mixture. Accordingly, the third valve 183 can be closed to prevent the concentrated fluid mixture from entering the diluent 130, and the sixth valve 186 can be opened to allow the concentrated fluid mixture to enter the fluid pipe (s) connecting the hydrating fluid source 120 and the pump 140. Then 140 may pump the diluted fluid mixture into the second tank 135, as described above, or via another flow path 128 containing one or more pipes, hoses, and / or other fluid tubular products.

[77] Система 100 гидратации может также содержать множество расходомеров 160, 165, 170, 175, функционально выполненных с возможностью измерения расходов заданных текучих сред. Расходомер 160 может устанавливаться между источником 120 гидратирующей текучей среды и миксером 105, так что может содействовать мониторингу расхода гидратирующей текучей среды, вводимой в миксер 105. Расходомер 165 может устанавливаться между источником 120 гидратирующей текучей среды и насосом 140, и расходомер 175 может гидравлически соединяться между насосом 140 и разбавителем 130, так, что один или оба расходомера 165, 175 могут осуществлять мониторинг расхода гидратирующей текучей среды, вводимой насосом 140 в разбавитель 130. Расходомер 170 может устанавливаться между разбавителем 130 и второй емкостью 135, так что может осуществлять мониторинг расхода разбавленной текучей смеси, выпускаемой из разбавителя 130.[77] The hydration system 100 may also contain a plurality of flowmeters 160, 165, 170, 175 functionally configured to measure the flow rates of specified fluids. Flow meter 160 may be installed between hydrating fluid source 120 and mixer 105, so that it may help monitor the flow of hydrating fluid introduced into mixer 105. Flow meter 165 may be installed between hydrating fluid source 120 and pump 140, and flow meter 175 may be hydraulically connected between pump 140 and diluent 130, so that one or both of the flow meters 165, 175 can monitor the flow rate of the hydrating fluid introduced by the pump 140 into the diluent 130. The flow meter 170 can be set navlivatsya between the diluent 130 and the second vessel 135, so it can monitor the flow of dilute fluid mixture discharged from the diluent 130.

[78] Расходомеры 160, 165, 170, 175 могут генерировать сигналы или информацию, относящуюся к соответствующим расходам текучей среды, и передавать сигналы на контроллер 410. Информация, генерируемая расходомерами 160, 165, 170, 175 может использоваться контроллером 410, как сигналы обратной связи, которые могут обеспечивать регулирование по замкнутому циклу системы 100 гидратации. Например, информацию можно использовать для проверки точности устройств 145, 150, 155 регулирования расхода и/или регулирования расходов соответствующих текучих сред, обеспечивающего совпадение концентрации и расходов концентрированной и разбавленной текучих смесей со значениями уставки, которые могут задаваться, выбираться человеком-оператором и/или определяться контроллером 410 во время операций гидратации.[78] Flow meters 160, 165, 170, 175 can generate signals or information related to corresponding flow rates of the fluid, and transmit signals to controller 410. Information generated by flow meters 160, 165, 170, 175 can be used by controller 410 as feedback signals. communications that can provide closed-loop regulation of the hydration system 100. For example, the information can be used to verify the accuracy of flow control devices 145, 150, 155 and / or control of the flow rates of the respective fluids, ensuring that the concentration and flow rates of the concentrated and diluted fluid mixtures coincide with the set values that can be set, selected by the human operator and / or determined by controller 410 during hydration operations.

[79] На фиг. 6 схематично показана по меньшей мере часть примера исполнения контроллера 410, поддерживающего связь с перекачивающим/перегружающим устройством 115, миксером 105, насосом 140, устройствами 145, 150 155 регулирования расхода, расходомерами 160, 165, 170, 175, клапанами 181-186, датчиком 112 силы и датчиками 137 уровня (ниже в данном документе вместе называются “компонентами системы гидратации”) согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Такая связь может поддерживаться проводными и/или беспроводными средствами связи. Вместе с тем, для ясности и упрощения понимания средство связи не показано на фиг. 2, и специалисту в данной области техники понятно, что множество таких средств связи относятся к объему настоящего изобретения.[79] FIG. 6 schematically shows at least a part of an example of a controller 410 that communicates with a pumping / overloading device 115, a mixer 105, a pump 140, flow control devices 145, 150 155, flow meters 160, 165, 170, 175, valves 181-186, a sensor 112 force and level sensors 137 (hereinafter collectively referred to as “hydration system components”) according to one or more aspects of the present invention. Such communication may be supported by wired and / or wireless communication. However, for clarity and ease of understanding, the communication tool is not shown in FIG. 2, and it will be understood by a person skilled in the art that many such communication devices are within the scope of the present invention.

[80] Контроллер 410 может функционально выполняться с возможностью исполнения примера машиночитаемых инструкций для выполнения по меньшей мере части одного или нескольких способов и/или технологических процессов, описанных в данном документе, и/или выполнения части одного или нескольких примеров нефтепромысловых устройств, описанных в данном документе. Контроллер 410 может представлять собой или содержать, например, один или несколько процессоров, вычислительных устройств специального назначения, серверов, персональных компьютеров, персональных цифровых помощников (“PDA”), смартфонов, устройств для доступа в интернет и/или вычислительных устройств других типов.[80] The controller 410 may be functionally configured to execute an example of computer readable instructions for performing at least a portion of one or more of the methods and / or processes described herein, and / or performing a portion of one or more examples of oilfield devices described herein. document. The controller 410 may be or comprise, for example, one or more processors, special purpose computing devices, servers, personal computers, personal digital assistants (“PDAs”), smart phones, Internet access devices and / or other types of computing devices.

[81] Контроллер 410 может содержать процессор 412, например, универсальный программируемый процессор. Процессор 412 может содержать локальное запоминающее устройство 414 и может исполнять кодированные инструкции 432, находящиеся в локальном запоминающем устройстве 414 и/или другом запоминающем устройстве. Процессор 412 может исполнять кодированные инструкции 432, которые помимо других примеров могут включать в себя машиночитаемые инструкции или программы выполнения способов и/или процессов, описанных в данном документе. Процессор 412 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 несколько 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 неограничивающих примеров. Естественно, другие процессоры из других семейств также являются подходящими.[81] The controller 410 may include a processor 412, for example, a universal programmable processor. The processor 412 may comprise a local storage 414 and may execute encoded instructions 432 residing in the local storage 414 and / or another storage. Processor 412 may execute encoded instructions 432, which, among other examples, may include machine-readable instructions or programs for executing the methods and / or processes described in this document. Processor 412 may be, contain, or be implemented using one or multiple processors of various types suitable for a local application environment, and may include one or more general-purpose computers, special-purpose computers, microprocessors, digital signal processors (“DSP”), logic chips programmed under operating conditions (“FPGA”), specialized integrated circuits (“ASIC”), and processors based on a multi-core architecture, as non-limiting Imers. Naturally, other processors from other families are also suitable.

[82] Процессор 412 может поддерживать связь с основным запоминающим устройством, которое, например, может включать в себя энергозависимое запоминающее устройство 418 и энергонезависимое запоминающее устройство 420, возможно через шину 422 и/или другое средство связи. Энергозависимое запоминающее устройство 418 может 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 420 может содержать или реализоваться в запоминающем устройстве только для считывания, флэш портативном запоминающем устройстве и/или запоминающих устройствах других типов. Один или несколько контроллеров запоминающих устройств (не показано) могут регулировать доступ к энергозависимому запоминающему устройство 418 и/или к энергонезависимому запоминающему устройству 420. Процессор 412 может дополнительно функционально выполняться с возможностью обеспечения контроллером 410 приема, сбора и/или записи уставок концентрации и расхода и/или другой информации, генерируемой компонентами системы гидратации и/или другими датчиками и передаваемой на основное запоминающее устройство.[82] The processor 412 may communicate with a main storage device, which, for example, may include volatile memory 418 and non-volatile memory 420, possibly via bus 422 and / or other means of communication. Volatile memory 418 may comprise or be implemented as random access memory (RAM / RAM), static random access memory (SRAM), synchronous dynamic random access memory (SDRAM), dynamic random access memory (DRAM), dynamic random access memory with random access (RDRAM) and / or other types of random access memory. The non-volatile memory 420 may comprise or be implemented in a read only memory, flash portable storage device and / or other types of storage devices. One or more storage controllers (not shown) may regulate access to volatile memory 418 and / or non-volatile memory 420. Processor 412 may additionally be functionally configured to provide controller 410 to receive, collect, and / or other information generated by components of the hydration system and / or other sensors and transmitted to the main storage device.

[83] Контроллер 410 может также содержать интерфейсную схему 424. Интерфейсная схема 424 может 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 424 может также содержать плату графического драйвера. Интерфейсная схема 424 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.).[83] The controller 410 may also contain an interface circuit 424. The interface circuit 424 may comprise or be implemented in standard interfaces of various types, such as an Ethernet interface, universal serial bus (USB), third generation input / output interface (3GIO), wireless interface and / or mobile interface, among other examples. The interface circuit 424 may also include a graphics driver card. The interface circuit 424 may also include a communication device, for example, a modem or network interface card for exchanging data with external computing devices via a network (for example, via an Ethernet connection, a digital subscriber line (“DSL”), a telephone line, a coaxial cable, mobile telephony, satellite, etc.).

[84] Компоненты системы гидратации могут соединяться с контроллером 410 через интерфейсную схему 424 для осуществления связи между собой. Например, каждый из компонентов системы гидратации может содержать соответствующую интерфейсную схему (не показано), которая может осуществлять связь с контроллером 410. Каждая соответствующая интерфейсная схема может обеспечивать передачу сигналов или информации, генерируемых компонентами системы гидратации, на контроллер 410, как сигналов обратной связи для мониторинга одного или нескольких из компонентов системы гидратации или возможно в целом системы 100 гидратации. Каждая соответствующая интерфейсная схема может обеспечивать прием управляющих сигналов с контроллера 410 различными двигателями, приводами и/или другими исполнительными механизмами (не показано), связанными с компонентами системы гидратации для управления работой соответствующих компонентов системы гидратации для управления в целом системой 100 гидратации.[84] The components of the hydration system may be connected to the controller 410 via the interface circuit 424 to communicate with each other. For example, each of the components of the hydration system may contain a corresponding interface circuit (not shown) that can communicate with the controller 410. Each corresponding interface circuit may provide signals or information generated by the components of the hydration system to the controller 410 as feedback signals for monitoring one or more of the components of the hydration system or possibly the whole hydration system 100. Each corresponding interface circuit may provide control signals from the controller 410 by various engines, drives, and / or other actuators (not shown) associated with components of the hydration system to control the operation of the corresponding components of the hydration system to control the whole hydration system 100.

[85] Одно или несколько вводных устройств 426 могут также соединяться с интерфейсной схемой 424. Вводные устройства 426 могут обеспечивать человеку-оператору ввод данных и команд в процессор 412, которые могут включать в себя уставку, соответствующую заданной концентрации гидратируемого материала в разбавленной текучей смеси (ниже в данном документе называемую “уставкой концентрации”), и уставку, соответствующую заданному расходу разбавленной текучей смеси, выпускаемой системой 100 гидратации (ниже в данном документе называемую “уставкой расхода”). Вводные устройства 426 могут содержать или реализоваться в клавиатуре, компьютерной мыши, сенсорном экране, сенсорном планшете, шаровом указателе, стилусе и/или системе распознавания голоса, помимо других примеров. Одно или несколько выходных устройств 428 могут также соединяться с интерфейсной схемой 424, например, для отображения уставок расхода и концентрации, а также информации, генерируемой одним или несколькими из компонентов системы гидратации. Выходные устройства 428 могут, 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.[85] The one or more input devices 426 may also be connected to the interface circuit 424. The input devices 426 may provide the human operator with input data and commands to the processor 412, which may include a setpoint corresponding to a given concentration of hydrated material in the diluted fluid mixture ( hereinafter referred to as the “concentration setpoint”), and the setpoint corresponding to the specified flow rate of the diluted fluid mixture produced by the hydration system 100 (hereinafter referred to as the “setpoint stroke "). Introductory devices 426 may comprise or be implemented in a keyboard, computer mouse, touchscreen, touchpad, trackball, stylus, and / or voice recognition system, among other examples. The one or more output devices 428 may also be connected to the interface circuit 424, for example, to display the flow and concentration settings, as well as information generated by one or more of the components of the hydration system. Output devices 428 may comprise or be implemented in visual display devices (eg, a liquid crystal display (LCD) or cathode ray tube display (CRT), among others), printers and / or loudspeakers, among other examples.

[86] Контроллер 410 может также содержать одно или несколько массовых запоминающих устройств 430 и/или съемных носителей 434 информации, которые могут представлять собой 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. Информация, генерируемая компонентами системы гидратации и/или другими датчиками, может сохраняться на одном или нескольких массовых запоминающих устройствах 430 и/или съемном носителе 434 информации.[86] The controller 410 may also contain one or more mass storage devices 430 and / or removable storage media 434, which may be or include floppy disks, hard disks, compact discs (CDs), digital versatile disks (DVD) and or USB and / or other flash media besides other examples. Information generated by components of the hydration system and / or other sensors may be stored on one or more mass storage devices 430 and / or removable storage media 434.

[87] Запрограммированные инструкции 432 могут сохраняться в массовом запоминающем устройстве 430, энергозависимом запоминающем устройстве 418, энергонезависимом запоминающем устройстве 420, локальном запоминающем устройстве 414 и/или съемном носителе 434 информации. Таким образом, компоненты контроллера 410 можно реализовать согласно аппаратному обеспечению (возможно осуществленном в одном или нескольких 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 несколькими 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 412.[87] The programmed instructions 432 may be stored in mass storage device 430, volatile storage device 418, non-volatile storage device 420, local storage device 414, and / or removable storage media 434. Thus, the components of the controller 410 can be implemented according to hardware (possibly implemented in one or more chips, including an integrated circuit, for example, an application-specific integrated circuit), or can be implemented as software or firmware for execution by one or several processors. In an embedded software or software version, the implementation may be provided in the form of a software product including a computer readable medium or data storage structure implementing the computer program code (i.e., software or firmware) on it for execution by the processor 412.

[88] Запрограммированные инструкции 432 могут включать в себя программные инструкции или код компьютерной программы, которая при исполнении процессором 412 обуславливает выполнение системой 100 гидратации (или по меньшей мере ее компонентами) задач, описанных в данном документе. Например, запрограммированные инструкции 432 при исполнении могут обеспечивать прием и обработку контроллером 410 данных уставок расхода и концентрации и на основе уставок обеспечивать создание системой 100 гидратации разбавленной текучей смеси при заданном расходе и заданных концентрациях. При исполнении запрограммированные инструкции 432 могут обеспечивать прием контроллером 410 информации, генерируемой компонентами системы гидратации, и обработку информации, как сигналов обратной связи, которые могут содействовать управлению по замкнутому циклу системой 100 гидратации и/или компонентов системы гидратации. Например, может обрабатываться информация для проверки точности перекачивающего устройства 115 и устройств 145, 150 155 регулирования расхода и/или регулирования расходов гидратируемого материала и соответствующих текучих сред на предмет соответствия расхода разбавленной текучей смеси и концентрации концентрированной и разбавленной текучей смеси уставкам расхода и концентрации. Хотя в данном документе рассматриваются уставки расхода и концентрации, понятно, что контроллер 410 может принимать и обрабатывать данные с уставками других параметров в объеме настоящего изобретения. Контроллер 410 может также вести мониторинг и регулировать другие параметры и работы системы 100 гидратации, которые можно реализовать для создания разбавленной текучей смеси.[88] The programmed instructions 432 may include software instructions or computer program code that, when executed by processor 412, causes the system 100 hydration (or at least its components) to perform the tasks described in this document. For example, the programmed instructions 432, when executed, can ensure that the controller 410 receives these flow and concentration setpoints and, based on the setpoints, ensures that the hydration system 100 creates a diluted fluid mixture at a given flow rate and predetermined concentrations. When executed, the programmed instructions 432 can provide the controller 410 to receive information generated by the components of the hydration system and process the information as feedback signals that can facilitate closed-loop control by the hydration system 100 and / or components of the hydration system. For example, information can be processed to verify the accuracy of the pumping device 115 and the flow control devices and / or flow control devices 145, 150 155 and the corresponding fluids for compliance with the diluted fluid mixture and the concentration of the concentrated and diluted fluid mixture with the flow and concentration settings. Although this document discusses flow and concentration settings, it is understood that the controller 410 can receive and process data with settings of other parameters within the scope of the present invention. The controller 410 may also monitor and adjust other parameters and operation of the hydration system 100, which may be implemented to create a dilute fluid mixture.

[89] На фиг. 7 показана блок-схема по меньшей мере части примера способа 500 управления, сохраняющегося в виде запрограммированных инструкций 432 и исполняемого контроллером 410 и/или одним или несколькими другими контроллерами, связанными с компонентами системы гидратации, согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. В следующем описании даны ссылки на фиг. 2, 6 и 7.[89] FIG. 7 shows a block diagram of at least a portion of an example of a control method 500 stored as programmed instructions 432 and executed by controller 410 and / or one or more other controllers associated with components of a hydration system, in accordance with one or more aspects of the present invention. In the following description, reference is made to FIG. 2, 6 and 7.

[90] Способ 500 можно реализовать с помощью системы 100 гидратации для создания разбавленной текучей смеси на основе заданных уставок расхода и концентрации, вводимых в контроллер 410 человеком-оператором. Способ 500 может содержать последовательность взаимосвязанных стадий или подчиненных способов 510, 520, 530, 540, 550, где каждый такой подчиненный способ может задействовать отдельный контур управления, такой как пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) контур управления. Например, один или несколько подчиненных способов 510, 520, 530, 540, 550 могут использовать контур управления для достижения намеченной отдачи или результата. Подчиненные способы 510, 520, 530, 540, 550 могут являться взаимосвязанными, как показано стрелками 522, 532, 542, 552.[90] The method 500 can be implemented using the hydration system 100 to create a diluted fluid mixture based on the set flow and concentration settings entered into the controller 410 by a human operator. Method 500 may include a series of interrelated stages or subordinate methods 510, 520, 530, 540, 550, where each such subordinate method may involve a separate control loop, such as a proportional-integral-differential (PID) control loop. For example, one or more of the subordinate methods 510, 520, 530, 540, 550 may use a control loop to achieve the intended output or result. Slave methods 510, 520, 530, 540, 550 may be interrelated, as shown by arrows 522, 532, 542, 552.

[91] Подчиненный способ 510 может содержать определение уставки концентрации концентрированной текучей смеси (“CFM”) и степень разбавления. Вводные параметры в подчиненный способ могут включать в себя уставку 512 концентрации разбавленной текучей смеси (“DFM”) (ниже в данном документе “первая уставка”) и уставку 514 максимального расхода разбавленной текучей смеси (ниже в данном документе “вторая уставка”), которые можно сравнивать с информацией, генерируемой расходомером 170. Первая и вторая уставки 512, 514 могут являться заданными или выбранными параметрами, специфичными для подлежащей исполнению операции на буровой площадке с использованием системы 100 гидратации, например, гидравлического разрыва пласта. Первую и вторую уставки 512, 514 можно вводить в контроллер 410 в подходящем режиме, например, через вводные устройства 426. Уставки 512, 514 можно определять 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, выпускаемая системой 100 гидратации. Контроллер 410 может определять и выводить данные других параметров, используемых во время операции гидратации на основе введенных первой и второй уставки 512, 514 и/или других введенных данных. Контроллер 410 может затем передавать другие параметры на один или несколько контроллеров оборудования (не показано), связанных с компонентами системы гидратации, которые в свою очередь, могут исполнять дополнительные подчиненные способы.[91] Slave method 510 may contain a determination of the setpoint concentration of the concentrated fluid mixture (“CFM”) and the degree of dilution. The input parameters to the slave method may include a setpoint 512 of the concentration of the diluted fluid mixture (“DFM”) (hereinafter “first setpoint”) and the maximum flow rate setpoint 514 of the diluted mixture (hereafter “second setpoint”), which can be compared with the information generated by the flow meter 170. The first and second settings 512, 514 can be specified or selected parameters specific to the operation to be performed at the drilling site using the hydration system 100, for example, g hydraulic fracturing. The first and second set point 512, 514 can be incorporated into the controller 410 in a suitable mode, e.g., through input devices 426. Setpoints 512, 514 may be determined based on other information relevant for operation at the well site, such as the characteristics of the subterranean formation (e.g., dimensions, location, contents, etc.) into which the diluted fluid mixture produced by the hydration system 100 is to be injected. The controller 410 may determine and output data of other parameters used during the hydration operation based on the entered first and second settings 512, 514 and / or other entered data. Controller 410 may then transfer other parameters to one or more equipment controllers (not shown) associated with components of the hydration system, which in turn may perform additional, subordinate methods.

[92] Подчиненный способ 520 может содержать управление перекачивающим/перегружающим устройством 115 для перемещения гидратируемого материала в миксер 105. Вводные параметры подчиненного способа 520 могут включать в себя один или несколько выходных параметров (например, уставки), генерируемые подчиненным способом 510, наряду с фактической скоростью 526 подачи гидратирующей текучей среды в миксер 105, определенной расходомером 160. Сигналы, генерируемые одним или несколькими датчиками 112 силы, например, датчиками нагрузки, которые поддерживают работу источника 512 гидратируемого материала, можно использовать в подчиненном способе 520 для обеспечения введения нужного количества гидратируемого материала в миксер 105 и/или для сравнения прогнозируемого количества гидратируемого материала с фактическим количеством гидратируемого, материала введенным в миксер 105.[92] Slave method 520 may include controlling a pumping / transferring device 115 to transfer the hydrated material to mixer 105. The input parameters of the slave method 520 may include one or more output parameters (eg, settings) generated by the slave method 510, along with the actual speed 526 supply of hydrating fluid in the mixer 105, a specific flow meter 160. The signals generated by one or more sensors 112 forces, for example, load sensors that support work source 512 hydratable material can be used in the subject process 520 for introducing a desired amount of the hydratable material in the mixer 105 and / or for comparison of the predicted amounts of hydratable material is the actual amount of the hydratable, the material introduced into the mixer 105.

[93] Подчиненный способ 530 может содержать определение уставки расхода разбавленной текучей смеси, которое включает в себя определение уставки расхода концентрированной текучей смеси и уставки расхода гидратирующей текучей среды (указано на фиг. 7 как “Уставка скорости разбавления”). Вводные параметры в подчиненном способе 530 могут включать в себя один или несколько выходных параметров, генерируемых в подчиненном способе 510, наряду с общим расходом гидратирующей текучей среды 534, подаваемой в разбавитель 130, определенной одним или несколько расходомерами 160, 165, 175, и уровнем 536 разбавленной текучей смеси во второй емкости 135, определяемым датчиком 137 уровня.[93] Slave method 530 may include determining the setpoint for the diluted fluid mixture, which includes determining the setpoint for the concentrated fluid mixture and the setpoint for the hydrating fluid (indicated in Figure 7 as the “Dilution Rate Setpoint”). The input parameters in slave method 530 may include one or more output parameters generated in slave method 510, along with the total flow rate of hydrating fluid 534 supplied to diluent 130, determined by one or more flowmeters 160, 165, 175, and level 536 diluted fluid mixture in the second tank 135, detected by the sensor 137 level.

[94] Подчиненный способ 540 может содержать управление интенсивностью подачи концентрированной текучей смеси в разбавитель 130, что может являться функцией первого устройства 145 регулирования расхода. Вводные параметры в подчиненном способе 540 могут включать в себя уставку 542 расхода концентрированной текучей смеси, генерируемую в подчиненном способе 530, наряду с фактическим расходом 544 концентрированной текучей смеси, определенным первым устройством 145 регулирования расхода или расходомером (не показано).[94] The slave method 540 may include controlling the intensity of the supply of the concentrated fluid mixture to the diluent 130, which may be a function of the first flow control device 145. The input parameters in slave method 540 may include the flow rate setpoint 542 of the concentrated fluid mixture generated in the slave method 530, along with the actual flow 544 of the fluid mixture as determined by the first flow control device 145 or flow meter (not shown).

[95] Подчиненный способ 550 может содержать управление интенсивностью подачи гидратирующей текучей среды в разбавитель 130, например, для управления разбавлением концентрированной текучей смеси. Вводные параметры в подчиненном способе 550 могут включать в себя уставку 552 скорости разбавления генерируемую в подчиненном способе 530, наряду с расходом 554 подачи гидратирующей текучей среды в разбавитель 130, определенным одним или несколькими расходомерами 165, 175.[95] The slave method 550 may include controlling the intensity of the supply of the hydrating fluid to the diluent 130, for example, to control the dilution of the concentrated fluid mixture. The input parameters in the slave method 550 may include the dilution rate setpoint 552 generated in the slave method 530, along with the flow rate 554 of supplying hydrating fluid to the diluent 130, determined by one or more flowmeters 165, 175.

[96] На фиг. 8 показан в изометрии пример исполнения системы 100 гидратации фиг. 2 согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Система 100 гидратации показана на фиг. 8 в исполнении мобильной системы 600 гидратации разъемно соединенной с первичным приводом 602. Мобильная система 600 гидратации содержит самоходный транспортер 603, имеющий раму 604 и множество колес 606, соединенных с рамой 604 с возможностью вращения, которыми рама 604 опирается на грунт 610. Мобильная система 600 гидратации может дополнительно содержать кабину 612 управления, которую могут называть в технике электрощитовой, соединенную с рамой 604. Кабина 612 управления может содержать один или несколько контроллеров, таких как контроллер 410, показанный на фиг. 2 и 6, которые могут функционально выполняться с возможностью мониторинга и управления мобильной системой 600 гидратации, как описано выше для системы 100 гидратации.[96] FIG. 8 shows in isometric an exemplary embodiment of the hydration system 100 of FIG. 2 in accordance with one or more aspects of the present invention. The hydration system 100 is shown in FIG. 8 in the performance of a mobile hydration system 600 detachably connected to a primary drive 602. Mobile hydration system 600 comprises a self-propelled conveyor 603 having a frame 604 and a plurality of wheels 606 connected to the frame 604 rotatably, which frame 604 rests on the ground 610. hydration may further comprise a control cabin 612, which may be called in the electrical switchboard technique, connected to the frame 604. The control cabin 612 may contain one or more controllers, such as controller 410, shown and FIG. 2 and 6, which can be functionally performed with the ability to monitor and control the mobile hydration system 600, as described above for the hydration system 100.

[97] Мобильная система 600 гидратации дополнительно содержит источник 110 гидратируемого материала, исполненный в виде загрузочной воронки или резервуара, функционально выполненного с возможностью приема гидратируемого материала. Источник 110 гидратируемого материала соединен с рамой 604, например, множеством опорных элементов 616.[97] The mobile hydration system 600 further comprises a source of hydratable material 110, configured as a feed funnel or reservoir, functionally configured to receive the hydrated material. Source 110 hydratable material is connected to the frame 604, for example, the set of supporting elements 616.

[98] Мобильная система 600 гидратации дополнительно содержит миксер 105 и устройство 115 перегрузки/перекачки гидратируемого материала, такое как, шнековый питатель и/или другое устройство, функционально выполненное с возможностью дозированной подачи гидратируемого материала в миксер 105. Миксер 105 соединен с рамой 604 и содержит двигатель 621, функционально выполненный с возможностью привода миксера 105. Миксер 105 может представлять собой или содержать миксер 105 для жидкой и твердой фазы, показанный на фиг. 3, или другой миксер, функционально выполненный с возможностью смешивания или приготовления смеси гидратирующей текучей среды с гидратируемым материалом. Гидратирующая текучая среда может подаваться в миксер 105 из источника 120 гидратирующей текучей среды, который показан на фиг. 8 исполненным в виде манифольда, функционально выполненного с возможностью приема гидратирующей текучей среды через множество окон 624. Каждое из окон 624 может содержать клапан 625, например, функционально выполненный с возможностью регулирования расхода гидратирующей текучей среды.[98] The mobile hydration system 600 further comprises a mixer 105 and an overload / transfer device 115 of hydratable material, such as a screw feeder and / or other device functionally configured to dose the hydrated material to the mixer 105. The mixer 105 is connected to the frame 604 and contains a motor 621, functionally configured to drive a mixer 105. A mixer 105 may be or comprise a mixer 105 for the liquid and solid phases shown in FIG. 3, or another mixer functionally configured to mix or prepare a mixture of hydrating fluid with the material being hydrated. The hydrating fluid may be supplied to the mixer 105 from the hydrating fluid source 120, which is shown in FIG. 8 executed in the form of a manifold functionally configured to receive hydrating fluid through a plurality of windows 624. Each of the windows 624 may comprise a valve 625, for example, functionally configured to control the flow of the hydrating fluid.

[99] После перемешивания гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды в миксере 105 созданная, концентрированная текучая смесь может перемещаться в одну или несколько частей первой емкости 125. Первая емкость 125 показана на фиг. 8 исполненной в виде четырех закрытых гидратирующих емкостей (ниже в данном документе “гидраторы”), где каждая содержит по существу непрерывный путь потока, проходящий через нее, как в примере исполнения, показанном на фиг. 4. Таким образом, каждая первая емкость 125 может содержать первое и второе окна 312, 322 функционально выполненные с возможностью приема или выпуска концентрированной текучей смеси в каждую первую емкость 125 или из нее. Каждая первая емкость 125 может соединяться с рамой 604, например, множеством опорных элементов 632.[99] After mixing the hydratable material and the hydrating fluid in the mixer 105, the created, concentrated fluid mixture can be transferred to one or more parts of the first tank 125. The first tank 125 is shown in FIG. 8 executed in the form of four closed hydrating containers (hereinafter referred to as “hydrators”), where each contains a substantially continuous flow path passing through it, as in the example of execution shown in FIG. 4. Thus, each first container 125 may contain first and second windows 312, 322 functionally configured to receive or release a concentrated fluid mixture to or from each first container 125. Each first container 125 may be connected to a frame 604, for example, by a plurality of supporting elements 632.

[100] После пропуска концентрированной текучей смеси через каждую первую емкость 125 концентрированная текучая смесь может перемещаться во вторую емкость 135, которая показана на фиг. 8 в исполнении бака подачи воды самотеком. До введения во вторую емкость 135, дополнительная гидратирующая текучая среда может соединяться с или добавляться к концентрированной текучей смеси с помощью разбавителя 130, который показан на фиг. 8, исполненным как трубный тройник. Гидратирующая текучая среда может перекачиваться из источника 120 гидратирующей текучей среды в разбавитель 130 насосом 140, например, центробежным насосом с приводом от двигателя 640. Гидратирующая текучая среда и концентрированная текучая смесь могут соединяться в разбавителе 130 для создания разбавленной текучей смеси, как описано выше, и перемещаться во вторую емкость 135. Разбавленная текучая смесь может выпускаться из второй емкости 135 через выпускное окно 642, которое может открываться и закрываться задвижкой 644. Вторая емкость 135 может соединяться с рамой 604, например, множеством опорных элементов 646.[100] After passing the concentrated fluid mixture through each first tank 125, the concentrated fluid mixture can be transferred to the second tank 135, which is shown in FIG. 8 performed by water supply tank by gravity. Before being introduced into the second container 135, additional hydrating fluid may be combined with or added to the concentrated fluid mixture using a diluent 130, which is shown in FIG. 8, performed as a pipe tee. Hydrating fluid can be pumped from source 120 of hydrating fluid to diluent 130 by pump 140, such as a centrifugal pump driven by an engine 640. Hydrating fluid and concentrated fluid mixture can be combined in diluent 130 to create a dilute fluid mixture, as described above, and move to the second tank 135. The diluted fluid mixture can be discharged from the second tank 135 through the outlet port 642, which can be opened and closed by the valve 644. The second tank 135 can be connected tines with frame 604, for example, a variety of support elements 646.

[101] На фиг. 9 схематично показан пример исполнения части мобильного гидратационного устройства 600, показанного на фиг. 8 согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. На фиг. 9 показан источник 110 гидратируемого материала, исполненный как содержащая по существу коническую загрузочную воронку секция 615, дополнительно содержащая или иначе используемая в соединении с системой 650 активирования. Система 650 активирования содержит внутренний дефлектор 652, жестко прикрепленный к загрузочной воронке 617 и/или другому компоненту источника 110 гидратируемого материала, например, множеством конструктивных элементов 654. Дефлектор 652 может иметь по существу коническую, выпуклую или иную форму и может являться по существу сплошным или иметь множество небольших отверстий, создающих сито. Деформируемая мембрана (не показано) может проходить между секцией 614 цилиндрического резервуара и/или другой частью системы 650 активирования и секцией 615 конической загрузочной воронки источника 110 гидратируемого материала, например, для предотвращения прохода гидратируемого материала вверх вокруг внешней поверхности секции 615 конической загрузочной воронки источника 110 гидратируемого материала и/или для минимизации образования пыли. Секция 614 резервуара, загрузочная воронка 617 и/или другие компоненты системы 650 активирования могут горизонтально перемещаться или вибрировать под действием центробежных сил, генерируемых вибратором 656, который может содержать неуравновешенные вращающиеся грузы. Вибратор 656 может соединяться с секцией 614 резервуара и/или другим компонентом системы 650 активирования одним или несколькими зажимами, резьбовыми крепежными элементами и/или другим средством. Во время гидратации система 650 активирования может разбивать на части куски гидратируемого материала, движущегося от секции 615 конической загрузочной воронки к загрузочной воронке 617 мимо дефлектора 652, как указано стрелками 660. Вибрация или движение, генерируемое системой 650 активирования, может содействовать ослаблению тенденции образования проходов малого диаметра в гидратируемом материале, подаваемом из источника 110 гидратируемого материала.[101] FIG. 9 schematically shows an exemplary embodiment of a portion of the mobile hydration device 600 shown in FIG. 8 in accordance with one or more aspects of the present invention. FIG. 9 shows a hydrated material source 110, performed as a substantially conical feed hopper section 615, further comprising or otherwise used in conjunction with an activation system 650. The activation system 650 comprises an internal deflector 652 rigidly attached to the feed hopper 617 and / or another component of the source 110 of the hydratable material, for example, a plurality of structural elements 654. The deflector 652 may have a substantially conical, convex or other shape and may be substantially solid or have lots of small holes creating a strainer. A deformable membrane (not shown) may extend between section 614 of a cylindrical tank and / or another part of activation system 650 and section 615 of a conical feed hopper of source 110 of hydrated material, for example, to prevent the passage of hydrated material up around the outer surface of section 615 of conical feed hopper 110 hydrated material and / or to minimize the formation of dust. The tank section 614, feed hopper 617, and / or other components of the activation system 650 may horizontally move or vibrate under the action of centrifugal forces generated by the vibrator 656, which may contain unbalanced rotating weights. The vibrator 656 may be connected to the tank section 614 and / or another component of the activation system 650 with one or more clamps, threaded fasteners, and / or other means. During hydration, the activation system 650 may break up pieces of hydrated material moving from section 615 of the conical feed funnel to feed hopper 617 past deflector 652, as indicated by arrows 660. Vibration or movement generated by activation system 650 may help reduce the tendency for small aisles to form diameter in hydrated material supplied from source 110 of hydratable material.

[102] В таблице 1, приведенной ниже, дается пример перечня описаний и/или рабочих параметров мобильной системы 600 гидратации. Вместе с тем, в таблице 1 приведены только примеры величин, и многие другие величины также находятся в объеме настоящего изобретения.[102] Table 1 below provides an example of a list of descriptions and / or operating parameters of the mobile hydration system 600. However, in Table 1, only examples of values are given, and many other values are also within the scope of the present invention.

Таблица 1Table 1 Грузоподъемность источника 110 гидратируемого материалаLoading capacity of source 110 of hydratable material 4000 фунт (1800 кг) минимум 4000 pounds (1800 kg) minimum Средство ввода источника 110 гидратируемого материалаMeans input source 110 hydratable material Окно 111 на 2 дюйма (51 мм) для пневматической перегрузки со сбором пыли111 by 2 inches (51 mm) pneumatic overload with dust collection Максимальная скорость перегрузки гидратируемого материалаMaximum reloading rate for hydrated material 135 фунт (61 кг)/мин135 lb (61 kg) / min Перегружающее устройство 115 для гидратируемого материала Overload device 115 for hydratable material Объемный шнековый питатель и автоматизированная калибровка по потере весаVolumetric screw feeder and automated weight loss calibration Максимальная скорость смешивания миксера 105 (при 70 градусов F)Mixer 105 maximum mixing speed (at 70 degrees F) До 120 BPM (19 м3/мин) и 120 фунт/1000 галлонов (54 кг/3,8 м3)=14 кг/м3 Up to 120 BPM (19 m 3 / min) and 120 lb / 1000 gallons (54 kg / 3.8 m 3 ) = 14 kg / m 3 Время гидратации при максимальной скорости прохода через первые емкости 115Hydration time at maximum speed of passage through the first tank 115 150 секунд150 seconds Расчетное давление первой емкости 115 Design pressure of first tank 115 80 фунтов/дюйм2 (560 КПа); по расчету ASME80 lb / in2 (560 kPa); by ASME calculation Миксер 105 максимальный рабочий режимMixer 105 maximum operating mode 27 BPM (4 м3/мин) при 55 фунтов/дюйм2 (380 КПа)на выпуске27 BPM (4 m 3 / min) at 55 pounds / inch 2 (380 kPa) on release

[103] На фиг. 10 показана блок-схема по меньшей мере части примера исполнения способа (700) согласно одному или нескольким аспектам настоящего изобретения. Способ (700) можно выполнять с использованием по меньшей мере части одного или нескольких вариантов исполнения устройства, показанных на одной или нескольких из фиг. 2-9, и/или других устройств в объеме настоящего изобретения. Для ясности и упрощения понимания следующее описание способа (700), показанное на фиг. 10, также снабжено ссылками на фиг. 2 и 8 в виде примера.[103] FIG. 10 shows a block diagram of at least a portion of an exemplary embodiment of a method (700) in accordance with one or more aspects of the present invention. Method (700) can be performed using at least a portion of one or more embodiments of the device shown in one or more of FIG. 2-9, and / or other devices within the scope of the present invention. For clarity and ease of understanding, the following description of method (700), shown in FIG. 10 is also referenced in FIG. 2 and 8 as an example.

[104] Способ (700) содержит перемещение (705) по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию. Как описано выше, гель может являться смесью гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды. Таким образом, например, такое перемещение (705) может проходить через выпускное средство миксера 105, например, выпуск 216, показанный на фиг. 3, и/или одну или несколько труб, шлангов и/или других трубных изделий (ниже в данном документе вместе называемых “трубы”), гидравлически соединяющих миксер 105 с одним или несколькими инстанциями первой емкости 125. Такое перемещение (705) может также или вместо этого проходить через один или несколько инстанций первой емкости 125, например, для обеспечения достаточной гидратации по существу непрерывный поток геля, имеющего первую концентрацию. Такое перемещение (705) может также или вместо этого проходить через выпускное средство самой нижней по потоку инстанции первой емкости 125 (в случае если многочисленные инстанции первой емкости 125 применяются), например, окно 322, показанное на фиг. 4 и/или одна или несколько труб, гидравлически соединяющих самую нижнюю по потоку инстанцию первой емкости 125 с разбавителем 130. Такое перемещение (705) может также или вместо этого проходить через один или несколько других компонентов, показанных на обеих или одной из фиг. 2 и 8, например, клапан 182, устройство 145 регулирования расхода, клапан 183, путь потока 126, клапан 185, путь потока 127, клапан 186, насос 140, устройство 150 регулирования расхода, и/или одну или несколько их труб и/или труб между ними.[104] Method (700) comprises moving (705) a substantially continuous stream of gel having a first concentration. As described above, the gel may be a mixture of hydratable material and hydrating fluid. Thus, for example, such a movement (705) may pass through the outlet means of the mixer 105, for example, the outlet 216 shown in FIG. 3, and / or one or more pipes, hoses, and / or other pipe products (hereinafter referred to collectively as “pipes”) that hydraulically connect the mixer 105 to one or more instances of the first tank 125. Such movement (705) may also or instead, pass through one or more instances of the first tank 125, for example, to ensure sufficient hydration of a substantially continuous stream of gel having a first concentration. Such movement (705) may also, or instead, pass through the outlet means of the lowest downstream instance of the first tank 125 (in case of multiple instances of the first tank 125), for example, a window 322 shown in FIG. 4 and / or one or more pipes that hydraulically connect the lowermost instance of the first tank 125 with the diluent 130. This movement (705) may also or instead pass through one or more other components shown in both or one of FIG. 2 and 8, for example, valve 182, flow control device 145, valve 183, flow path 126, valve 185, flow path 127, valve 186, pump 140, flow control device 150, and / or one or more of their pipes and / or pipes in between.

[105] Способ (700) также содержит перемещение (710) по существу непрерывного потока текучей среды на водной основе. Такое перемещение (710) может проходить через одно или несколько окон 624 и/или одну или несколько труб, гидравлически соединяющих одно или несколько окон 624 с разбавителем 130. Такое перемещение (710) может также или вместо этого проходить через один или несколько других компонентов, показанных на обеих или одной из фиг. 2 и 8, например, через один или оба расходомера 165, 175, клапан 184, насос 140, устройство 150 регулирования расхода, и/или одну или несколько их труб и/или труб между ними.[105] Method (700) also comprises moving (710) a substantially continuous stream of water-based fluid. Such movement (710) may pass through one or more windows 624 and / or one or more pipes hydraulically connecting one or more windows 624 with diluent 130. Such movement (710) may also or instead pass through one or more other components shown in both or one of FIG. 2 and 8, for example, through one or both of the flow meters 165, 175, valve 184, pump 140, flow control device 150, and / or one or more of their pipes and / or pipes between them.

[106] Способ (700) также содержит соединение (715) по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, при этом вторая концентрация является существенно ниже первой концентрации. Такое соединение (715) может проходить через разбавитель 130 и/или один или несколько других компонентов и/или труб, показанных на обеих или одной из фиг. 2 и 8.[106] Method (700) also contains compound (715) of substantially continuous flows of gel having a first concentration and a water-based fluid to create a substantially continuous flow of gel having a second concentration, while the second concentration is significantly lower than the first concentration . Such a compound (715) may pass through the diluent 130 and / or one or more other components and / or tubes shown in both or one of FIG. 2 and 8.

[107] Соединение (715) по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, может содержать изменение второй концентрации с помощью изменения по меньшей мере одного из следующего: первого расхода по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию; и второго расхода по существу, непрерывного потока текучей среды на водной основе. Изменение первого расхода может содержать управление работой одного или нескольких устройств регулирования расхода, которые могут включать в себя один или несколько устройств 145 регулирования расхода, клапан 183, клапан 185 и/или клапан 186. Изменение второго расхода может также содержать управление работой одного или нескольких устройств регулирования расхода, которые могут включать в себя одно или несколько из следующего: клапан 184, насос 140 и/или устройство 150 регулирования расхода. Вместе с тем, изменение по меньшей мере одного из первого и второго расходов для уменьшения концентрации может также или вместо этого содержать одно или несколько других устройств регулирования расхода. Изменение по меньшей мере одного из первого и второго расходов для уменьшения концентрации может содержать уменьшение первого расхода, увеличение второго расхода или обоих.[107] The compound (715) is a substantially continuous stream of gel having a first concentration and a water-based fluid to create a substantially continuous stream of gel having a second concentration, may contain changing the second concentration by changing at least one of the following: a first flow of a substantially continuous stream of gel having a first concentration; and the second flow essentially continuous flow of fluid water-based. Changing the first flow rate may include controlling the operation of one or more flow control devices, which may include one or more flow control devices 145, valve 183, valve 185, and / or valve 186. Changing the second flow may also include controlling the operation of one or more devices flow control, which may include one or more of the following: valve 184, pump 140, and / or flow control device 150. However, changing at least one of the first and second flow rates to reduce concentration may also or instead comprise one or more other flow control devices. A change in at least one of the first and second flow rates to reduce the concentration may comprise a decrease in the first flow rate, an increase in the second flow rate, or both.

[108] Способ (700) может дополнительно содержать до соединения (715) по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, создание (720) турбулентности в по существу непрерывном потоке геля, имеющего первую концентрацию. Например, если разбавитель 130 исполнен, как показано на фиг. 5, и по существу непрерывный поток геля, имеющего первую концентрацию, вводится в разбавитель 130 через проход 131, такую турбулентность можно генерировать (720) с помощью работы прерывающего поток элемента 146. Вместе с тем, варианты исполнения устройства 145 регулирования расхода, отличающиеся от показанного на фиг. 5, и/или другое средство, можно также или взамен использовать для генерирования (720) турбулентности в по существу непрерывном потоке геля, имеющего первую концентрацию. Генерирование (720) турбулентности может содействовать смешиванию, разбавлению и/или гидратации полученной в результате смеси.[108] Method (700) may additionally comprise, to compound (715), substantially continuous gel flows having a first concentration and a water-based fluid to create a substantially continuous stream of gel having a second concentration, creating (720) turbulence in essentially a continuous stream of gel having a first concentration. For example, if the diluent 130 is executed as shown in FIG. 5, and a substantially continuous stream of gel having a first concentration is introduced into diluent 130 through passage 131, such turbulence can be generated (720) by operating the flow interrupting element 146. However, versions of flow control device 145 that differ in fig. 5, and / or other means, can also or instead be used to generate (720) turbulence in a substantially continuous stream of gel having a first concentration. The generation of turbulence (720) may facilitate mixing, dilution and / or hydration of the resulting mixture.

[109] Способ (700) может дополнительно содержать до соединения (715) по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, генерирование (725) турбулентности в по существу, непрерывном потоке текучей среды на водной основе. Например, если разбавитель 130 исполнен, как показано на фиг. 5, и по существу непрерывный поток текучей среды на водной основе вводится в разбавитель 130 через проход 132, такую турбулентность можно генерировать (725) с помощью работы прерывающего поток элемента 151. Вместе с тем, варианты исполнения устройства 150 регулирования расхода, отличающиеся от показанного на фиг. 5, и/или другое средство, можно также или взамен использовать для генерирования (725) турбулентности в по существу непрерывном потоке текучей среды на водной основе. Генерирование (725) турбулентности может содействовать смешиванию, разбавлению и/или гидратации полученной в результате смеси.[109] The method (700) may additionally comprise, to a compound (715), substantially continuous gel flows having a first concentration and a water-based fluid to create a substantially continuous stream of gel having a second concentration, generating (725) turbulence in essentially a continuous stream of water-based fluid. For example, if the diluent 130 is executed as shown in FIG. 5, and a substantially continuous flow of water-based fluid is introduced into diluent 130 through passage 132, such turbulence can be generated (725) by operating the flow interrupting element 151. However, versions of flow control device 150 that differ from that shown in FIG. 5, and / or other means, may also or instead be used to generate (725) turbulence in a substantially continuous stream of water-based fluid. The generation (725) of turbulence may facilitate mixing, dilution and / or hydration of the resulting mixture.

[110] Способ (700) может дополнительно содержать смешивание (730) по существу непрерывного потока гидратируемого материала с по существу непрерывным потоком текучей среды на водной основе для создания перемещения (705) по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию. Как описано выше, такое смешивание (730) может выполняться миксером 105 в результате приема по существу непрерывной подачи гидратируемого материала, например, из источника 110 гидратируемого материала с помощью перекачивающего устройства 115 и по существу непрерывной подачи текучей среды на водной основе, например, из одного или нескольких окон 624, показанных на фиг. 8, и/или источника 120 гидратирующей текучей среды, показанного на фиг. 2.[110] The method (700) may further comprise mixing (730) a substantially continuous stream of hydrated material with a substantially continuous stream of water-based fluid to create a movement (705) of the essentially continuous stream of gel having a first concentration. As described above, such mixing (730) can be performed by a mixer 105 as a result of receiving a substantially continuous supply of hydrated material, for example, from a source 110 of hydrated material using a pumping device 115 and a substantially continuous supply of water-based fluid, for example, from one or multiple windows 624 shown in FIG. 8, and / or the hydrating fluid source 120 shown in FIG. 2

[111] Способ (700) может дополнительно содержать перемещение (735) по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, в бак. Например, бак может являться одной или несколькими инстанциями второй емкости 135. Такое перемещение (735) может проходить через выпускное средство разбавителя 130 (например, проход 133 показанный на фиг. 5), устройство 155 регулирования расхода, и/или один или несколько других компонентов или труб, гидравлически соединенных между разбавителем 130 и второй емкостью 135.[111] The method (700) may further comprise moving (735) a substantially continuous stream of gel having a second concentration into the tank. For example, the tank may be one or more instances of the second tank 135. Such movement (735) may pass through the diluent outlet means 130 (for example, passage 133 shown in FIG. 5), flow control device 155, and / or one or more other components or pipes hydraulically connected between the diluent 130 and the second container 135.

[112] Способ (700) может дополнительно содержать использование (740) геля, имеющего вторую концентрацию, в скважинном гидроразрыве пласта. Например, использование (740) геля, имеющего вторую концентрацию, может содержать смешивание геля с проппантом и возможно другими добавками для создания жидкости для гидроразрыва пласта, в которой можно затем создавать давление и нагнетать в скважину для гидроразрыва подземного пласта. При таком смешивании можно использовать другую инстанцию миксера 105, и/или миксер другого типа, функционально выполненный с возможностью приема по существу непрерывной подачи проппанта и/или других добавок и геля, имеющего вторую концентрацию, причем гель принимается либо из разбавителя 130, второй емкости 135 и/или другого компонента системы 100 гидратации, показанной на фиг. 2, и/или из мобильной системы 600 гидратации, показанной на фиг. 8.[112] The method (700) may further comprise using a (740) gel, having a second concentration, in the well fracturing. For example, using (740) a gel having a second concentration may contain mixing the gel with proppant and possibly other additives to create a fracturing fluid, in which pressure can then be applied and injected into the well for fracturing the subterranean formation. With this mixing, you can use another instance of a mixer 105, and / or another type of mixer, functionally configured to receive a substantially continuous supply of proppant and / or other additives and a gel having a second concentration, the gel being taken either from the diluent 130, the second tank 135 and / or another component of the hydration system 100 shown in FIG. 2, and / or from the mobile hydration system 600 shown in FIG. eight.

[113] Способ (700) может дополнительно содержать до использования (740) геля, имеющего вторую концентрацию, в скважинном гидроразрыве пласта, генерирование (745) турбулентности в по существу непрерывном потоке геля, имеющего вторую концентрацию. Например, если разбавитель 130 имеет исполнение, показанное на фиг. 5, и по существу непрерывный поток геля, имеющего вторую концентрацию, выпускается из разбавителя 130 через проход 133, такую турбулентность можно генерировать (745), благодаря работе прерывающего поток элемента 156. Вместе с тем, варианты исполнения устройства 155 регулирования расхода, отличающиеся от показанных на фиг. 5, и/или другое средство, можно также или взамен использовать для генерирования (745) турбулентности в по существу непрерывном потоке геля, имеющего вторую концентрацию. Генерирование (745) турбулентности может содействовать смешиванию, разбавлению и/или гидратации полученной в результате смеси.[113] Method (700) may additionally contain (740) gel, having a second concentration, in a downhole hydraulic fracturing, generating (745) turbulence in a substantially continuous stream of gel, having a second concentration. For example, if the diluent 130 has the design shown in FIG. 5, and a substantially continuous stream of gel having a second concentration is discharged from diluent 130 through passage 133, such turbulence can be generated (745), due to the operation of flow interrupting element 156. However, versions of the flow control device 155 that differ from those shown in fig. 5, and / or other means, may also or instead be used to generate (745) turbulence in a substantially continuous stream of gel having a second concentration. The generation of turbulence (745) may facilitate mixing, dilution and / or hydration of the resulting mixture.

[114] Способ (700) может дополнительно содержать переброску (750) самоходного транспортера на буровую площадку выполнения скважинного гидроразрыва пласта. Например, переброшенный (750) самоходный транспортер может представлять собой мобильную систему 600 гидратации, показанную на фиг. 8. Таким образом, переброшенный (750) самоходный транспортер может содержать раму 604 и множество колес 606, соединенных с рамой 604 с возможностью вращения, и может разъемно соединяться с первичным приводом 602. Как описано выше, каждая позиция, миксер 105, одна или несколько инстанций первой емкости 125 вместе образующие гидратор закрытого типа, и разбавитель 130, соединяется с рамой 604. В таких вариантах исполнения разбавитель 130 можно также называть, объединенным блоком, функционально предназначенным для по существу, непрерывного соединения по существу непрерывных потоков текучей среды на водной основе и геля, имеющего первую (более высокую) концентрацию, для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую (более низкую) концентрацию.[114] Method (700) may additionally comprise transferring (750) a self-propelled conveyor to a well site for performing downhole hydraulic fracturing. For example, the transferred (750) self-propelled conveyor may be the mobile hydration system 600 shown in FIG. 8. Thus, the transferred (750) self-propelled conveyor may comprise a frame 604 and a plurality of wheels 606 connected to the frame 604 rotatably and can be detachably connected to a primary drive 602. As described above, each position, mixer 105, one or more The instances of the first tank 125 together forming a closed type hydrator, and the diluent 130, are connected to the frame 604. In such versions, the diluent 130 can also be called a combined unit, functionally designed for a substantially continuous connection, essentially Two continuous streams of water based fluid and a gel having a first (higher) concentration to create a substantially continuous stream of gel having a second (lower) concentration.

[115] Принимая во внимание в целом настоящее изобретение, включающее в себя формулу изобретения и фигуры, специалист в данной области техники должен ясно понять, что настоящее изобретение предлагает способ, содержащий: перемещение по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию; перемещение по существу непрерывного потока текучей среды на водной основе; соединение по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, при этом вторая концентрация значительно меньше первой концентрации; и использование геля, имеющего вторую концентрацию, в скважинном гидроразрыве пласта.[115] Considering the present invention as a whole, including the claims and figures, a person skilled in the art should clearly understand that the present invention provides a method comprising: moving a substantially continuous stream of gel having a first concentration; moving a substantially continuous water-based fluid stream; combining substantially continuous gel streams having a first concentration and a water-based fluid to create a substantially continuous gel stream having a second concentration, the second concentration being significantly less than the first concentration; and the use of a gel having a second concentration in the well fracturing.

[116] Способ может дополнительно содержать: смешивание по существу непрерывного потока гидратируемого материала с по существу непрерывным потоком текучей среды на водной основе в миксере для создания геля, имеющего первую концентрацию; и выпуск геля, имеющего первую концентрацию, из миксера, когда по существу непрерывные потоки гидратируемого материала и текучей среды на водной основе, смешиваются для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию. Гидратируемый материал может по существу содержать гуар. Текучая среда на водной основе может по существу содержать воду.[116] The method may further comprise: mixing a substantially continuous stream of hydratable material with a substantially continuous stream of aqueous based fluid in a mixer to create a gel having a first concentration; and discharging a gel having a first concentration from a mixer, when substantially continuous streams of hydrated material and a water-based fluid are mixed to create a substantially continuous stream of gel having a first concentration. Hydratable material may essentially contain guar. Fluid water-based may essentially contain water.

[117] Способ может дополнительно содержать до соединения по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, перемещение по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию, через емкость гидратации для обеспечения достижения заданной вязкости по существу, непрерывным потоком геля, имеющим первую концентрацию.[117] The method may additionally comprise essentially continuous flows of a gel having a first concentration and a water-based fluid to form a substantially continuous stream of a gel having a second concentration, moving a substantially continuous stream of gel having a first concentration through the tank. hydration to ensure that a given viscosity is achieved by a substantially continuous stream of gel having a first concentration.

[118] Способ может дополнительно содержать до использования геля, имеющего вторую концентрацию, в скважинном гидроразрыве пласта перемещение по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, в бак.[118] The method may further comprise, prior to using a gel having a second concentration, in a well fracturing formation, moving a substantially continuous stream of gel having a second concentration into the tank.

[119] Способ может дополнительно содержать до соединения по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, генерирование турбулентности в по существу непрерывном потоке геля, имеющего первую концентрацию.[119] The method may further comprise, prior to combining, substantially continuous gel streams having a first concentration and a water-based fluid to create a substantially continuous gel stream having a second concentration, generating turbulence in a substantially continuous gel stream having a first concentration.

[120] Способ может дополнительно содержать до соединения по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, генерирование турбулентности в по существу непрерывном потоке текучей среды на водной основе.[120] The method may further comprise, prior to combining, substantially continuous gel streams having a first concentration and a water-based fluid to create a substantially continuous gel stream having a second concentration, generating turbulence in a substantially continuous water-based fluid.

[121] Способ может дополнительно содержать до использования геля, имеющего вторую концентрацию, в скважинном гидроразрыве пласта генерирование турбулентности в по существу непрерывном потоке геля, имеющего вторую концентрацию.[121] The method may further comprise, prior to using a gel having a second concentration, in a well fracturing formation generating turbulence in a substantially continuous stream of gel having a second concentration.

[122] Способ может дополнительно содержать изменение второй концентрации с помощью изменения по меньшей мере одного из следующего: первого расхода по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию; и второго расхода по существу непрерывного потока текучей среды на водной основе. Изменение по меньшей мере одного из первого и второго расходов может содержать управление работой устройства регулирования расхода. Устройство регулирования расхода может содержать клапан и/или насос. Изменение по меньшей мере одного из первого и второго расходов может содержать по меньшей мере одно из следующего: уменьшение первого расхода для уменьшения второй концентрации; и увеличение второго расхода для уменьшения второй концентрации.[122] The method may further comprise changing the second concentration by changing at least one of the following: a first flow of a substantially continuous stream of gel having a first concentration; and a second flow rate of a substantially continuous water-based fluid flow. A change in at least one of the first and second flow rates may comprise controlling the operation of the flow control device. The flow control device may comprise a valve and / or a pump. A change in at least one of the first and second flow rates may comprise at least one of the following: a decrease in the first flow rate to reduce the second concentration; and increasing the second flow rate to reduce the second concentration.

[123] Настоящее изобретение также предлагает способ, содержащий: по существу непрерывную подачу гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды в миксер; по существу непрерывную работу миксера, смешивающего гидратируемый материал и гидратирующую текучую среду для создания первого по существу непрерывного потока, при этом первый по существу непрерывный поток содержит гель, имеющий: первую концентрацию гидратируемого материала; и первую вязкость; по существу непрерывное перемещение первого по существу непрерывного потока через гидратор закрытого типа для создания второго по существу непрерывного потока, при этом второй по существу непрерывный поток содержит гель, имеющий: первую концентрацию гидратируемого материала; и вторую вязкость, которая значительно больше первой вязкости; по существу непрерывное соединение второго по существу непрерывного потока и третьего по существу непрерывного потока для создания четвертого по существу непрерывного потока, при этом третий по существу непрерывный поток по существу содержит текучую среду на водной основе, и при этом четвертый по существу непрерывный поток содержит гель, имеющий вторую концентрацию гидратируемого материала, которая значительно меньше первой концентрации; и использование геля из четвертого по существу непрерывного потока в скважинном гидроразрыве пласта.[123] The present invention also provides a method comprising: a substantially continuous supply of hydrated material and hydrating fluid to a mixer; a substantially continuous operation of the mixer mixing the hydrated material and the hydrating fluid to create the first substantially continuous stream, the first essentially continuous stream comprising a gel having: a first concentration of the hydrated material; and first viscosity; the substantially continuous movement of the first substantially continuous stream through a closed type hydrator to create a second substantially continuous stream, the second essentially continuous stream comprising a gel having: a first concentration of hydratable material; and a second viscosity that is significantly greater than the first viscosity; the substantially continuous connection of the second substantially continuous stream and the third substantially continuous stream to create a fourth substantially continuous stream, wherein the third substantially continuous stream essentially contains a water-based fluid, and the fourth essentially continuous stream contains a gel, having a second concentration of hydratable material that is significantly less than the first concentration; and using the gel from the fourth substantially continuous flow in the downhole fracture.

[124] Гидратируемый материал может по существу содержать гуар. Гидратирующая текучая среда и текучая среда на водной основе могут каждая по существу представлять собой воду.[124] The hydrated material may essentially contain guar. The hydrating fluid and the aqueous fluid may each essentially be water.

[125] По существу непрерывное соединение второго и третьего по существу непрерывных потоков для создания четвертого по существу непрерывного потока может содержать регулирование расхода по меньшей мере одного из второго и третьего по существу непрерывных потоков для изменения второй концентрации. Регулирование расхода по меньшей мере одного из второго и третьего по существу непрерывных потоков может содержать управление работой клапана регулирования расхода. Регулирование расхода по меньшей мере одного из второго и третьего по существу непрерывных потоков может содержать регулирование работы соответствующих насосов.[125] The substantially continuous connection of the second and third substantially continuous streams to create a fourth substantially continuous stream may comprise controlling the flow rate of at least one of the second and third substantially continuous streams to change the second concentration. Flow control of at least one of the second and third substantially continuous flows may comprise controlling the operation of the flow control valve. Controlling the flow rate of at least one of the second and third substantially continuous flows may comprise controlling the operation of the respective pumps.

[126] Способ может дополнительно содержать перемещение четвертого по существу непрерывного потока в бак до использования геля из четвертого по существу непрерывного потока в скважинном гидроразрыве пласта. В таких вариантах исполнения гель из четвертого по существу непрерывного потока, используемый в скважинном гидроразрыве пласта, можно получать из бака.[126] The method may further comprise transferring a fourth substantially continuous flow to the tank prior to using the gel from the fourth substantially continuous flow in the downhole hydraulic fracturing. In such versions of the fourth of the essentially essentially continuous flow used in downhole hydraulic fracturing, can be obtained from the tank.

[127] Способ может дополнительно содержать генерирование турбулентности во втором по существу непрерывном потоке до соединения второго и третьего по существу непрерывных потоков.[127] The method may further comprise generating turbulence in the second substantially continuous stream before connecting the second and third essentially continuous streams.

[128] Способ может дополнительно содержать генерирование турбулентности в третьем по существу непрерывном потоке до соединения второго и третьего по существу непрерывных потоков.[128] The method may further comprise generating turbulence in the third substantially continuous stream before connecting the second and third essentially continuous streams.

[129] Способ может дополнительно содержать генерирование турбулентности в четвертом по существу непрерывном потоке.[129] The method may further comprise generating turbulence in a fourth substantially continuous stream.

[130] Способ может дополнительно содержать переброску самоходного транспортера на буровую площадку, на которой выполняется скважинный гидроразрыв пласта. Самоходный транспортер может содержать раму и множество колес, соединенных с рамой с возможностью вращения. Самоходный транспортер может разъемно соединяться с первичным приводом. Миксер, гидратор закрытого типа и соединительный блок могут соединяться с рамой. Соединительный блок может функционально предназначаться для по существу непрерывного соединения второго и третьего по существу непрерывных потоков для создания четвертого по существу непрерывного потока.[130] The method may further comprise transferring a self-propelled conveyor to the well site where downhole hydraulic fracturing is performed. The self-propelled conveyor may comprise a frame and a plurality of wheels connected to the frame rotatably. Self-propelled conveyor can be detachably connected to the primary drive. The mixer, closed-type hydrator and connecting block can be connected to the frame. The connecting unit may be functionally designed for a substantially continuous connection of the second and third substantially continuous streams to create a fourth substantially continuous stream.

[131] Настоящим изобретением также представлено устройство, содержащее: систему, функционально предназначенную для создания по существу непрерывной подачи геля, имеющего первую концентрацию гидратируемого материала, для применения в скважинном гидроразрыве пласта, при этом система содержит: миксер, функционально выполненный с возможностью приема и смешивания гидратируемого материала и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывной подачи геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала, при этом вторая концентрация гидратируемого материала значительно больше первой концентрации гидратируемого материала; бак закрытого типа, имеющий внутренний путь потока, по которому проходит по существу непрерывная подача геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала на период времени, достаточный для обеспечения вязкости по существу непрерывной подачи геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала для увеличения до заданного уровня; и разбавитель, функционально выполненный с возможностью разбавления по существу непрерывной подачи геля увеличенной вязкости, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала до по существу непрерывной подачи геля, имеющего первую концентрацию гидратируемого материала.[131] The present invention also provides a device comprising: a system functionally designed to create a substantially continuous supply of a gel having a first concentration of hydratable material for use in a downhole hydraulic fracture, the system comprising: a mixer functionally configured to receive and mix hydrated material and water-based fluid to create a substantially continuous supply of gel having a second concentration of hydratable material, with the second the concentration of the hydratable material is considerably greater than the first concentration of the hydratable material; a closed type tank having an internal flow path through which a substantially continuous supply of gel has a second concentration of hydratable material for a period of time sufficient to provide a viscosity of a substantially continuous supply of gel having a second concentration of hydrated material to increase to a predetermined level; and a diluent functionally configured to dilute a substantially continuous supply of a gel of increased viscosity, having a second concentration of hydratable material to a substantially continuous supply of gel having a first concentration of hydrating material.

[132] Система может дополнительно содержать бак, функционально выполненный с возможностью приема по существу непрерывной подачи геля, имеющего первую концентрацию гидратируемого материала.[132] The system may further comprise a tank, functionally configured to receive a substantially continuous supply of gel having a first concentration of hydratable material.

[133] Система может дополнительно содержать по меньшей мере одно из следующего: первое устройство регулирования расхода, функционально выполненное с возможностью управления первым расходом по существу непрерывной подачи в разбавитель геля увеличенной вязкости, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала; и второе устройство регулирования расхода, функционально выполненное с возможностью управления вторым расходом текучей среды на водной основе, подаваемой в разбавитель. По меньшей мере одно из первого и второго устройств регулирования расхода может содержать клапан регулирования расхода. По меньшей мере одно из первого и второго устройств регулирования расхода может устанавливаться смежно с разбавителем и может содержать прерывающий поток элемент, функционально выполненный с возможностью генерирования турбулентности проходящего потока текучей среды. Прерывающий поток элемент может являться по существу круглой пластиной с центральным проходом. Прерывающий поток элемент может избирательно поворачиваться относительно трубы, содержащей проходящий поток текучей среды. По меньшей мере одно из первого и второго устройств регулирования расхода может содержать насос, функционально выполненный с возможностью дозирования подачи в разбавитель.[133] The system may further comprise at least one of the following: a first flow control device, functionally configured to control the first flow of a substantially continuous feed to the diluent of an increased viscosity gel having a second concentration of hydratable material; and a second flow control device, functionally configured to control the second flow of water-based fluid supplied to the diluent. At least one of the first and second flow control devices may comprise a flow control valve. At least one of the first and second flow control devices may be installed adjacent to the diluent and may comprise a flow interrupting element functionally configured to generate turbulence in the flowing fluid flow. The flow interrupting element may be a substantially circular plate with a central passage. The flow interrupter can be selectively rotated with respect to a pipe containing a flowing fluid stream. At least one of the first and second flow control devices may comprise a pump operatively configured to dispense the feed to the diluent.

[134] Система может дополнительно содержать: первый насос, функционально выполненный с возможностью перекачки текучей среды на водной основе из источника текучей среды на водной основе в миксер; и второй насос, функционально выполненный с возможностью перекачки текучей среды на водной основе из источника текучей среды на водной основе в разбавитель для применения в разбавлении по существу непрерывной подачи геля увеличенной вязкости, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала.[134] The system may further comprise: a first pump, functionally configured to transfer water-based fluid from the water-based fluid source to the mixer; and a second pump, functionally configured to transfer a water-based fluid from a water-based fluid source to a diluent for use in diluting a substantially continuous supply of increased viscosity gel having a second concentration of hydratable material.

[135] Гидратируемый материал может по существу содержать гуар. Гидратируемый материал может содержать полимер, синтетический полимер, галактоманнан, полисахарид, целлюлозу, глину или их комбинацию. Текучая среда на водной основе может по существу представлять собой воду.[135] The hydrated material may essentially contain guar. The hydratable material may contain a polymer, a synthetic polymer, galactomannan, a polysaccharide, cellulose, clay, or a combination thereof. The aqueous based fluid may essentially be water.

[136] Бак закрытого типа может иметь канализированный путь потока и действовать в режиме первым получен-первым выдан. Миксер может дополнительно функционально выполняться с возможностью по существу непрерывного поддержания давления по существу непрерывной подачи геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала, обеспечивая по существу непрерывную подачу геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала, для по существу непрерывного прохода по канализированному пути потока.[136] The closed type tank may have a channelized flow path and act in the mode first received-first issued. The mixer may additionally be functionally capable of substantially continuously maintaining pressure of a substantially continuous supply of gel having a second concentration of hydratable material, providing a substantially continuous supply of gel having a second concentration of hydrated material for a substantially continuous passage along the channeled flow path.

[137] Разбавитель может содержать первый проход, принимающий по существу непрерывную подачу геля увеличенной вязкости, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала, второй проход, принимающий по существу непрерывную подачу текучей среды на водной основе, и третий проход, проводящий по существу непрерывную подачу геля, имеющего первую концентрацию гидратируемого материала. Разбавитель может иметь трубный тройник.[137] The diluent may comprise a first pass, receiving a substantially continuous flow of a gel of increased viscosity, having a second concentration of hydratable material, a second pass, receiving a substantially continuous flow of aqueous-based fluid, and a third pass, conducting essentially continuous feed of a gel having first concentration of hydratable material. Thinner may have a pipe tee.

[138] Система может дополнительно содержать раму, функционально соединенную c множеством колес для опирания рамы на грунт. В таких вариантах исполнения миксер, бак закрытого типа и разбавитель могут соединяться с рамой. Рама может разъемно соединяться с первичным приводом.[138] The system may further comprise a frame functionally connected with a plurality of wheels to support the frame on the ground. In such versions, the mixer, closed tank and diluent can be connected to the frame. The frame can be detachably connected to the primary drive.

[139] Выше описаны признаки нескольких вариантов исполнения, для лучшего понимания специалистом в данной области техники аспектов настоящего изобретения. Специалисту в данной области техники понятно, что можно без проблем применять настоящее изобретение, 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 изобретения, и что можно выполнять различные изменения, замещения и замены в данном документе без отхода от сущности и объема настоящего изобретения.[139] The above describes the features of several embodiments, for a better understanding of aspects of the present invention by a person skilled in the art. It is clear to a person skilled in the art that the present invention can be applied without problems as a basis for developing or modifying other methods and constructions having similar functions and / or achieving advantages similar to the embodiments presented in this document. The person skilled in the art should also understand that such equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of the present invention, and that various changes, substitutions and replacements can be made in this document without departing from the spirit and scope of the present invention.

Реферат в конце данного описания приведен согласно 37 C.F.R. §1.72(b) для обеспечения быстрого ознакомления читателя с существом технического описания. Представленный реферат следует понимать, как не применяющийся для интерпретирования или ограничения объема, а также значения пунктов формулы изобретения.The abstract at the end of this description is given according to 37 C.F.R. §1.72 (b) to ensure that the reader is quickly familiar with the substance of the technical description. Presented summary should be understood as not being used to interpret or limit the scope, as well as the meaning of the claims.

Claims (51)

1. Способ перемещения непрерывного потока геля, в котором:1. The method of moving a continuous stream of gel, in which: обеспечивают перемещение по существу непрерывного потока гидратированного геля, имеющего первую концентрацию и заданную вязкость;provide the movement of a substantially continuous stream of hydrated gel having a first concentration and a predetermined viscosity; обеспечивают перемещение по существу непрерывного потока текучей среды на водной основе;providing a substantially continuous flow of a water-based fluid; соединяют в разбавителе по существу непрерывные потоки гидратированного геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего заданную вторую концентрацию, при этом заданная вторая концентрация значительно меньше первой концентрации, причем разбавитель выполнен с возможностью изменения заданной второй концентрации посредством изменения скорости подачи по меньшей мере одного из потока гидратированного геля и потока текучей среды на водной основе; иconnect in a diluent essentially continuous flow of hydrated gel having a first concentration, and a water-based fluid to create a substantially continuous stream of gel having a given second concentration, while the specified second concentration is significantly less than the first concentration, and the diluent is adapted to change the specified a second concentration by varying the feed rate of at least one of the hydrated gel stream and the water-based fluid stream; and используют гидратированный гель, имеющий заданную вторую концентрацию, в скважинном гидроразрыве пласта.use hydrated gel, having a given second concentration, in the well fracturing. 2. Способ по п.1, в котором дополнительно2. The method according to claim 1, in which additionally смешивают по существу непрерывный поток гидратируемого материала по существу с непрерывным потоком текучей среды на водной основе в миксере для создания геля, имеющего первую концентрацию;mixing a substantially continuous stream of hydratable material with a substantially continuous stream of water-based fluid in a mixer to create a gel having a first concentration; и осуществляют выпуск геля, имеющего первую концентрацию, из миксера, когда по существу непрерывные потоки гидратируемого материала и текучей среды на водной основе смешиваются для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию.and releasing a gel having a first concentration from a mixer, when substantially continuous streams of hydrated material and a water-based fluid are mixed to create a substantially continuous stream of gel having a first concentration. 3. Способ по п.2, в котором:3. The method according to claim 2, in which: гидратируемый материал содержит гуар; иhydratable material contains guar; and текучая среда на водной основе представляет собой воду.water based fluid is water. 4. Способ по п.1, дополнительно содержащий до соединения по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, перемещение по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию, через емкость гидратации для обеспечения достижения заданной вязкости по существу непрерывным потоком геля, имеющего первую концентрацию.4. The method according to claim 1, additionally containing to the connection essentially continuous stream of gel having a first concentration, and a water-based fluid to create a substantially continuous stream of gel having a second concentration, moving a substantially continuous stream of gel having a first concentration through the capacity of hydration to ensure that the desired viscosity is reached by a substantially continuous stream of gel having a first concentration. 5. Способ по п.1, дополнительно содержащий до использования геля, имеющего вторую концентрацию, в скважинном гидроразрыве пласта, перемещение в бак по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию.5. The method of claim 1, further comprising, prior to the use of the gel having a second concentration, in the borehole hydraulic fracturing, a substantially continuous flow of the gel having a second concentration into the tank. 6. Способ по п.1, дополнительно содержащий до соединения по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, генерирование турбулентности в по существу непрерывном потоке геля, имеющего первую концентрацию.6. The method according to claim 1, additionally containing to the connection essentially continuous stream of gel having a first concentration, and a water-based fluid to create a substantially continuous stream of gel having a second concentration, generating turbulence in a substantially continuous stream of gel having first concentration. 7. Способ по п.1, дополнительно содержащий до соединения по существу непрерывных потоков геля, имеющего первую концентрацию, и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывного потока геля, имеющего вторую концентрацию, генерирование турбулентности в по существу непрерывном потоке текучей среды на водной основе.7. The method of claim 1, further comprising, prior to combining, substantially continuous flows of a gel having a first concentration and a water based fluid to create a substantially continuous flow of a gel having a second concentration, generating turbulence in a substantially continuous flow of fluid on water based. 8. Способ по п.1, дополнительно содержащий до использования геля, имеющего вторую концентрацию, в скважинном гидроразрыве пласта, генерирование турбулентности в по существу непрерывном потоке геля, имеющего вторую концентрацию.8. The method according to claim 1, further comprising, prior to the use of the gel having a second concentration, in the borehole hydraulic fracturing, generating turbulence in a substantially continuous stream of the gel having a second concentration. 9. Способ по п.1, в котором дополнительно осуществляют изменение второй концентрации с помощью изменения по меньшей мере одного из следующего:9. The method according to claim 1, in which additionally carry out the change of the second concentration by changing at least one of the following: первого расхода по существу непрерывного потока геля, имеющего первую концентрацию; иa first flow of a substantially continuous stream of gel having a first concentration; and второго расхода по существу непрерывного потока текучей среды на водной основе.the second flow rate is essentially a continuous flow of fluid water-based. 10. Способ по п.9, в котором изменение по меньшей мере одного из первого и второго расходов содержит по меньшей мере одно из следующего:10. The method according to claim 9, in which the change in at least one of the first and second expenses includes at least one of the following: уменьшение первого расхода для уменьшения второй концентрации; иreducing the first flow rate to reduce the second concentration; and увеличение второго расхода для уменьшения второй концентрации.increase the second flow rate to reduce the second concentration. 11. Способ непрерывной подачи гидратируемого материала, содержащего гель, в котором:11. Method for continuous supply of hydratable material containing gel, in which: обеспечивают по существу непрерывную подачу гидратируемого материала и гидратирующей текучей среды в миксер;provide essentially continuous flow of hydratable material and hydrating fluid in the mixer; обеспечивают по существу непрерывную работу миксера, смешивающего гидратируемый материал и гидратирующую текучую среду для создания первого по существу непрерывного потока, при этом первый по существу непрерывный поток содержит гель, имеющий:provide essentially continuous operation of the mixer, mixing the hydrated material and hydrating fluid to create the first essentially continuous flow, while the first essentially continuous flow contains a gel having: первую концентрацию гидратируемого материала; иthe first concentration of hydratable material; and первую вязкость;first viscosity; обеспечивают по существу непрерывное перемещение первого по существу непрерывного потока через гидратор закрытого типа для создания второго по существу непрерывного потока, при этом второй по существу непрерывный поток содержит гель, имеющий:provide essentially continuous movement of the first essentially continuous flow through a closed type hydrator to create a second essentially continuous flow, while the second essentially continuous flow contains a gel having: первую концентрацию гидратированного материала; иthe first concentration of hydrated material; and вторую вязкость, которая значительно больше первой вязкости;a second viscosity that is significantly greater than the first viscosity; обеспечивают по существу непрерывное соединение второго по существу непрерывного потока и третьего по существу непрерывного потока для создания четвертого по существу непрерывного потока, при этом третий по существу непрерывный поток по существу содержит текучую среду на водной основе, и при этом четвертый по существу непрерывный поток содержит гель, имеющий вторую концентрацию гидратированного материала, которая значительно меньше первой концентрации; иprovide essentially continuous connection of the second essentially continuous stream and the third essentially continuous stream to create the fourth essentially continuous stream, while the third essentially continuous stream essentially contains a water-based fluid, and the fourth essentially continuous stream contains gel having a second concentration of hydrated material that is significantly less than the first concentration; and используют гель из четвертого по существу непрерывного потока в скважинном гидроразрыве пласта.use the gel of the fourth essentially continuous flow in the downhole fracturing. 12. Способ по п. 11, в котором по существу непрерывное соединение второго и третьего по существу непрерывных потоков для создания четвертого по существу непрерывного потока содержит регулирование расхода по меньшей мере одного из второго и третьего по существу непрерывных потоков для изменения второй концентрации.12. The method of claim 11, wherein the substantially continuous connection of the second and third substantially continuous streams to create a fourth substantially continuous stream comprises controlling the flow rate of at least one of the second and third substantially continuous streams to change the second concentration. 13. Способ по п.11, в котором дополнительно перемещают четвертый по существу непрерывный поток в бак до использования геля из четвертого по существу непрерывного потока в скважинном гидроразрыве пласта, при этом гель из четвертого по существу непрерывного потока, используемый в скважинном гидроразрыве пласта, получают из бака.13. The method according to claim 11, in which the fourth substantially continuous flow is additionally transferred to the tank before using the gel from the fourth substantially continuous flow in the well fracturing, while the gel from the fourth substantially continuous flow used in the well fracturing is obtained from the tank. 14. Способ по п.11, в котором дополнительно перемещают самоходный транспортер на буровую площадку, на которой выполняют скважинный гидроразрыв пласта, при этом:14. The method according to claim 11, in which the self-propelled conveyor is additionally moved to the drilling site, on which the well fracturing is performed, wherein: самоходный транспортер содержит раму и множество колес, соединенных с возможностью вращения с рамой;the self-propelled conveyor comprises a frame and a plurality of wheels rotatably connected to the frame; самоходный транспортер разъемно соединен с первичным приводом;self-propelled conveyor is detachably connected to the primary drive; миксер, гидратор закрытого типа и соединительный блок соединены с рамой; иa mixer, a closed-type hydrator and a connecting block are connected to the frame; and соединительный блок функционально предназначен для по существу непрерывного соединения второго и третьего по существу непрерывных потоков для создания четвертого по существу непрерывного потока.the connecting unit is functionally designed for a substantially continuous connection of the second and third substantially continuous flows to create a fourth essentially continuous flow. 15. Устройство для непрерывной подачи геля, содержащее:15. Device for the continuous supply of the gel, containing: систему, функционально предназначенную для создания по существу непрерывной подачи геля, имеющего первую концентрацию гидратируемого материала для применения в скважинном гидроразрыве пласта, при этом система содержит:a system functionally designed to create a substantially continuous feed of a gel having a first concentration of hydratable material for use in downhole hydraulic fracturing, the system comprising: миксер, функционально выполненный с возможностью приема и смешивания гидратируемого материала и текучей среды на водной основе для создания по существу непрерывной подачи геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала, при этом вторая концентрация гидратируемого материала значительно больше первой концентрации гидратируемого материала;a mixer functionally configured to receive and mix hydrated material and water-based fluid to create a substantially continuous supply of gel having a second concentration of hydrated material, the second concentration of hydrated material being significantly higher than the first concentration of hydrated material; бак закрытого типа, имеющий внутренний путь потока, по которому проходит по существу непрерывная подача геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала, за период времени, достаточный для обеспечения увеличения вязкости по существу непрерывной подачи геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала до заданного уровня, и причем гель гидратирован до заданного уровня; иa closed type tank having an internal flow path through which a substantially continuous supply of a gel having a second concentration of hydratable material takes place over a period of time sufficient to increase the viscosity of a substantially continuous supply of gel having a second concentration of hydrated material to a predetermined level, and the gel is hydrated to a predetermined level; and разбавитель, функционально выполненный с возможностью разбавления по существу непрерывной подачи геля увеличенной вязкости, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала, до по существу непрерывной подачи геля, имеющего первую концентрацию гидратируемого материала.a diluent functionally configured to dilute a substantially continuous supply of a gel of increased viscosity, having a second concentration of hydratable material, to a substantially continuous supply of gel having a first concentration of hydrated material. 16. Устройство по п.15, в котором система дополнительно содержит по меньшей мере одно из следующего:16. The device according to claim 15, wherein the system further comprises at least one of the following: первое устройство регулирования расхода, функционально выполненное с возможностью управления первым расходом по существу непрерывной подачи в разбавитель геля увеличенной вязкости, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала; иthe first flow control device, functionally configured to control the first flow of a substantially continuous feed to the diluent gel of increased viscosity, having a second concentration of hydratable material; and второе устройство регулирования расхода, функционально выполненное с возможностью управления вторым расходом текучей среды на водной основе, подаваемой в разбавитель.the second flow control device, functionally configured to control the second flow of water-based fluid supplied to the diluent. 17. Устройство по п.16, в котором по меньшей мере одно из первого и второго устройств регулирования расхода установлено смежно с разбавителем и содержит прерывающий поток элемент, функционально выполненный с возможностью генерирования турбулентности проходящего потока текучей среды.17. The device according to clause 16, in which at least one of the first and second flow control devices installed adjacent to the diluent and contains a flow interrupting element, functionally configured to generate turbulence of the flowing fluid flow. 18. Устройство по п.17, в котором прерывающий поток элемент выполнен по существу в виде круглой пластины с центральным проходом, и при этом прерывающий поток элемент избирательно поворачивается относительно трубы, содержащей проходящий поток текучей среды.18. The device according to claim 17, wherein the flow interrupting element is made substantially in the form of a circular plate with a central passage, and wherein the flow interrupting element is selectively rotated relative to the pipe containing the flowing fluid flow. 19. Устройство по п.15, в котором бак закрытого типа имеет канализированный путь потока и действует в режиме первым получен-первым выдан, и при этом миксер дополнительно функционально выполнен с возможностью по существу непрерывного поддержания давления по существу непрерывной подачи геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала, обеспечивающего по существу непрерывную подачу геля, имеющего вторую концентрацию гидратируемого материала, для по существу непрерывного прохода по канализированному пути потока.19. The device according to claim 15, wherein the closed type tank has a channeled flow path and operates in the first-received-first-flow mode, and the mixer is additionally functionally configured to substantially continuously maintain the pressure of the essentially continuous supply of the gel having the second concentration hydratable material, providing a substantially continuous flow of the gel, having a second concentration of hydratable material, for a substantially continuous passage along the channeled flow path. 20. Устройство по п.15, в котором система дополнительно содержит раму, функционально соединенную c множеством колес для опирания рамы на грунт, при этом миксер, бак закрытого типа и разбавитель соединены с рамой.20. The device according to claim 15, wherein the system further comprises a frame functionally connected with a plurality of wheels for supporting the frame on the ground, wherein the mixer, a closed type tank and a diluent are connected to the frame.
RU2015117770A 2014-05-12 2015-05-12 Systems and methods of hydration RU2685307C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461991685P 2014-05-12 2014-05-12
US61/991,685 2014-05-12

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2015117770A RU2015117770A (en) 2016-12-10
RU2015117770A3 RU2015117770A3 (en) 2018-11-16
RU2685307C2 true RU2685307C2 (en) 2019-04-17

Family

ID=54480527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015117770A RU2685307C2 (en) 2014-05-12 2015-05-12 Systems and methods of hydration

Country Status (8)

Country Link
CN (1) CN106460492B (en)
AR (1) AR100408A1 (en)
AU (2) AU2015259393A1 (en)
CA (1) CA2948002C (en)
MX (1) MX390436B (en)
RU (1) RU2685307C2 (en)
SA (1) SA516380275B1 (en)
WO (1) WO2015175477A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10012064B2 (en) 2015-04-09 2018-07-03 Highlands Natural Resources, Plc Gas diverter for well and reservoir stimulation
US10344204B2 (en) 2015-04-09 2019-07-09 Diversion Technologies, LLC Gas diverter for well and reservoir stimulation
US10982520B2 (en) 2016-04-27 2021-04-20 Highland Natural Resources, PLC Gas diverter for well and reservoir stimulation
WO2021209148A1 (en) * 2020-04-17 2021-10-21 Basf Se Process for making an aqueous injection fluid
CA3244135A1 (en) 2022-02-17 2023-08-24 Basf Se Improved process and device for making aqueous wellbore treating fluids

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1341161A1 (en) * 1986-01-06 1987-09-30 Предприятие П/Я А-3732 Method of automatic control for process of producing calcium hydroxide
US5382411A (en) * 1993-01-05 1995-01-17 Halliburton Company Apparatus and method for continuously mixing fluids
US20040008571A1 (en) * 2002-07-11 2004-01-15 Coody Richard L. Apparatus and method for accelerating hydration of particulate polymer

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6491421B2 (en) * 2000-11-29 2002-12-10 Schlumberger Technology Corporation Fluid mixing system
US6820694B2 (en) * 2002-04-23 2004-11-23 Schlumberger Technology Corporation Method for preparing improved high temperature fracturing fluids
US7794135B2 (en) * 2004-11-05 2010-09-14 Schlumberger Technology Corporation Dry polymer hydration apparatus and methods of use
CN101434836B (en) * 2008-12-12 2010-12-15 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 Fracturing fluid continuous mixing method
US9102855B2 (en) * 2008-12-18 2015-08-11 Schlumberger Technology Corporation Removal of crystallinity in guar based materials and related methods of hydration and subterranean applications
US8746338B2 (en) * 2011-03-10 2014-06-10 Baker Hughes Incorporated Well treatment methods and systems
US9022120B2 (en) * 2011-04-26 2015-05-05 Lubrizol Oilfield Solutions, LLC Dry polymer mixing process for forming gelled fluids
CN202506322U (en) * 2012-02-16 2012-10-31 中国海洋石油总公司 Continuous proportioning and blending device for fracturing fluid

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1341161A1 (en) * 1986-01-06 1987-09-30 Предприятие П/Я А-3732 Method of automatic control for process of producing calcium hydroxide
US5382411A (en) * 1993-01-05 1995-01-17 Halliburton Company Apparatus and method for continuously mixing fluids
US20040008571A1 (en) * 2002-07-11 2004-01-15 Coody Richard L. Apparatus and method for accelerating hydration of particulate polymer

Also Published As

Publication number Publication date
CA2948002C (en) 2023-03-28
CN106460492A (en) 2017-02-22
AU2019283869A1 (en) 2020-01-23
RU2015117770A (en) 2016-12-10
MX2016014601A (en) 2017-02-23
RU2015117770A3 (en) 2018-11-16
CA2948002A1 (en) 2015-11-19
SA516380275B1 (en) 2022-12-26
AU2019283869B2 (en) 2022-02-03
WO2015175477A1 (en) 2015-11-19
AR100408A1 (en) 2016-10-05
AU2015259393A1 (en) 2016-11-24
MX390436B (en) 2025-03-04
CN106460492B (en) 2020-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11453146B2 (en) Hydration systems and methods
RU2685307C2 (en) Systems and methods of hydration
AU2008244061B2 (en) Method for blending fracturing gel
CA2584373C (en) Dry polymer hydration apparatus and methods of use
US9447313B2 (en) Hydration system for hydrating an additive and method
US12102970B2 (en) Integrated process delivery at wellsite
RU2692297C2 (en) Integrated supply in process at drilling site
NO20191073A1 (en) Integrated fluids mixing and delivery system
US20040218463A1 (en) Gel mixing system
US7419296B2 (en) Gel mixing system
CN203002294U (en) Quick dissolving system for water-soluble polymer
CA2839611A1 (en) Apparatus and method for continuously mixing fluids using dry additives
US20230086438A1 (en) Hydration systems and methods
CN1544797A (en) Petroleum fracturing fluid mixing truck
CA2550988C (en) Gel mixing system
CN213824570U (en) Temporary blocking particle mixing device
WO2015076786A1 (en) Multi-pump systems for manufacturing hydraulic fracturing fluid
CA2550987C (en) Gel mixing system
CN115350619A (en) Solid chemical agent fast mixing system