用于产生均质油田凝胶的系统和方法技术方案

一种用于产生均质油田凝胶的系统包括电源单元、控制系统、给水箱、料斗和管道组件，其包括用于填充给水箱并且操控油田凝胶的排放的入口和出口歧管、离心泵和计量装置。该系统还包括粉末水合元件和液体化学设备。用于产生均质油田凝胶的方法包括瓜尔粉末过程，其中包括用于启动和停止水合单元中的文氏管混合器的可控序列。用于产生均质油田凝胶的方法还包括液化凝胶浓缩物过程，其中包括用于混合液化凝胶浓缩物的计量和化学注入过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2011年12月5日在美国专利商标局提交的美国临时专利申请No.61/566958的优先权。与联邦资助研发有关的声明本申请不是任何联邦资助研发的主题。联合研发协议方的名称没有与任何第三方的联合研发协议。
本专利技术的实施例涉及用于从传统液化凝胶浓缩物(LGC)和瓜尔胶粉末来产生高质量均质油田凝胶的系统和方法。
技术介绍
用于生成油田凝胶的现有技术系统因水合瓜尔胶粉末的困难而一般依靠LGC，其中如果粉末的各微粒没有彻底湿润，则不希望的结块(“凝胶球”)能够在混合物中形成，从而降低总产量，并且要求高能量、高剪切处理，其通常是不成功的。存在使用干瓜尔粉末的若干优点，包括成本、环境和运输有益效果。先前通过在基于石油的产品中悬浮瓜尔(或另一种聚合物)，使得它们可被抽吸并且与水混合，来处理LCG。由于起源于压裂流体的使用和处置的环境问题，采用天然矿物油来替代石油产品。但是，这些天然矿物油是短缺、高成本的，并且用于悬浮的任何流体对需要输送到站点的总材料增加相当大的重量。干瓜尔粉末不要求用于悬浮的任何东西，因此它不太昂贵、较小重量并且更易于运输。存在对干粉末操控和水合系统的需要，其“即时”产生功能油田凝胶，而没有再循环、结块或者损坏高剪切过程。
技术实现思路
本专利技术的实施例包括用于产生油田凝胶的、其中包括电源单元的系统，电源单元包括发动机、泵以及用于提供液压动力的所有必要辅助元件。用于产生油田凝胶的系统还包括控制系统、其中包含多个腔室的给水箱以及料斗。用于产生油田凝胶的系统还包括管道组件，其包括用于填充给水箱并且操控油田凝胶的排放的入口和出口歧管、离心泵和计量装置。此外，用于产生油田凝胶的系统包括具有文氏管混合系统的粉末水合元件以及液体化学设备。本专利技术的另一个实施例针对一种用于产生油田凝胶的方法，包括：使用搅拌料斗和计量分配器来计量干瓜尔粉末；向拣选漏斗分配已知容积的瓜尔粉末；使用水合箱来水合瓜尔粉末，其中水合箱包括淡水容器；由第一离心泵把来自池中的水提供到第一腔室中；由第二离心泵将水输送给喷射装置(eductor device)，从而经由喷射装置创建真空以迫使足够的水经过系统；闭合真空断流阀，从而创建粉末传送管线中的真空；由分配器将粉末输送给拣选漏斗；水合粉末，从而创建凝胶；以及将凝胶排放到水合箱的第二腔室中。本专利技术的实施例还包括水合单元，其中包括搅拌料斗、计量分配器、水合箱、喷射装置、至少一个离心泵、压力计或传感器、真空断流阀、粉末传送管线、拣选漏斗、至少一个腔室和集成水槽。附图说明在附图中公开本专利技术的实施例的优选特征，其中相似参考标号在若干视图中通篇表示相似元件，并且附图包括：图1是按照本专利技术的一实施例、用于产生油田凝胶的设备的侧视图；图2是按照本专利技术的一实施例、用于产生油田凝胶的系统的流动路径图；图3是按照本专利技术的一实施例、用于产生油田凝胶的系统的透视图；以及图4是按照本专利技术的一实施例、用于产生油田凝胶的系统的截面中的料斗的双层底板的侧视图。具体实施方式下面将参照附图更全面地描述本专利技术的实施例，附图中示出本发明的优选实施例。不过，本专利技术可通过许多不同形式来实施，而不应当被理解为局限于本文所述的所示实施例。相反，提供这些所示实施例，使得本公开将是全面和完整的，并且将使本领域的技术人员了解本专利技术的范围。在以下描述中，相似参考标号在附图中通篇表示相似或对应部件。另外，在以下描述中，要理解，诸如“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“第一”、“第二”等术语是便捷用语，而不是要被理解为限制术语。本申请由此还通过引用结合下列现有技术美国专利和已发表专利申请，其包括与如本文所述的本专利技术的实施例的方面相关的主题：美国专利No.7048432(“Method and Apparatus for Hydrating a Gel for Use in Subterranean Formation”；公布日期为2006年5月23日)；美国专利No.7794135(“Dry Polymer Hydration Apparatus and Methods of Use”，公布日期为2010年9月14日)；美国专利申请公开No.2008/0264641(“Blending Fracturing Gel”)；美国专利申请公开No.2004/0008571(“Apparatus and Method for Accelerating Hydration of Particulate Polymer”)；美国专利No.5382411(“Apparatus and Method for Continuously Mixing Fluids”，公布日期为1995年1月17日)；美国专利No.5334788(“Reaction of Substrate Compounds with Fluorine in an Eductor”，公布日期为1994年8月2日)；美国专利No.7794135(“Dry Polymer Hydration Apparatus and Methods of Use”，公布日期为2010年9月14日)；美国专利No.5426137(“Method for Continuously Mixing Fluids”，公布日期为1995年6月20日)；美国专利No.5344619(“Apparatus for Dissolving Dry Polymer”，公布日期为1994年9月6日)；美国专利No.5447394(“Automatic Flushing Apparatus for aHydrator”，公布日期为1995年9月5日)；美国专利6,817,376(“Gel Hydration Tank and Method”，公布日期为2004年11月6日2004)；以及美国专利No.5190374(“Method and Apparatus for Continuously Mixing Well Treatment Fluids”，公布日期为1993年3月2日)。本专利技术的一实施例包括板载干粉末操控和水合系统，其“即时”产生功能油田凝胶，而没有再循环、结块或者损坏高剪切过程。本专利技术的实施例的能力将改进全球的压裂操作的这个部分。对于市场认可考虑因素，在本专利技术的一实施例中，保持从LGC来产生油田凝胶的能力。...

【技术保护点】
一种用于产生油田凝胶的系统，包括：电源单元，包括用于提供液压动力的发电机、泵和所有必要辅助元件；控制系统；给水箱，包括多个腔室；料斗；管道组件，包括用于填充给水箱并且操控油田凝胶的排放的入口和出口歧管、离心泵和计量装置；粉末水合元件，包括文氏管混合系统；以及液体化学设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.05 US 61/566,9581.一种用于产生油田凝胶的系统，包括：
电源单元，包括用于提供液压动力的发电机、泵和所有必要辅助元件；
控制系统；
给水箱，包括多个腔室；
料斗；
管道组件，包括用于填充给水箱并且操控油田凝胶的排放的入口和出
口歧管、离心泵和计量装置；
粉末水合元件，包括文氏管混合系统；以及
液体化学设备。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述电源单元包括柴油机和
液压泵。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述给水箱包括淡水腔室。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述料斗包括粉末箱，其中
包括用于计量和分配干瓜尔粉末的搅拌器、水槽和传送螺杆。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述粉末水合元件包括：
文氏管混合系统，其将加压水用于创建真空并且湿润干聚合物；
真空截止阀；
压力传感器或开关；
离心泵；
气动传送管线；以及
拣选漏斗。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述液体化学设备包括：
化学泵；
计量装置；以及
用于向功能凝胶添加液体化学品或者用于从液体浓缩物来制作功能凝
胶的软管。
7.如权利要求1所述的系统，还包括平台和舱。
8.如权利要求1所述的系统，其中，均质油田凝胶从液化凝胶浓
缩物来产生。
9.如权利要求1所述的系统，其中，均质油田凝胶从瓜尔胶粉末
来产生。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述料斗包括：
无阻挡内部；
搅拌桨；以及
错层锥形底板。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述料斗包括手动填充舱口。
12.如权利要求1所述的系统，其中，所述料斗包括其侧面的铰接
门，使得它可手动清空。
13.一种用于产生油田凝胶的方法，包括：
使用搅拌料斗和计量分配器来计量干瓜尔粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·M·萨菲奥蒂，
申请(专利权)人：斯蒂芬·M·萨菲奥蒂，
类型：发明
国别省市：美国;US