井场地面设备系统技术方案

本发明专利技术公开了一种井场地面设备系统。为井场地面设备供能的系统包括：至少一个原动机，与为该原动机供能的燃料源连通，并具有至少一个热源；至少一个泵，布置成由该原动机驱动，该至少一个泵与至少一个井筒和该井筒中使用的至少一种流体流体连通；和至少一个辅助系统，与该至少一个原动机的热源连通。

【技术实现步骤摘要】
井场地面设备系统本申请是申请号为200910253050.X、申请日为2009年9月22日、申请人为普拉德研究及开发股份有限公司、专利技术名称为“井场地面设备系统”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本部分内容仅提供与本专利技术公开内容相关的背景信息，可能不构成现有技术。本专利技术总体上涉及井场地面设备，例如压裂设备等。
技术介绍
典型的井服务系统包括由能量源供能的原动机，例如柴油发动机等，其驱动至少一个从动部件，例如泵，该从动部件与井筒流体连通，以向井筒中引入流体。流体可以包括压裂液、支撑剂、酸、水泥浆、砾石充填混合物、钻井液、完井液、压缩气体、及其组合。仍期望在效率、适应性和性能方面对井场地面设备进行改进。
技术实现思路
一种为井场地面设备供能的系统包括：至少一个原动机，与为该原动机供能的燃料源连通，并具有至少一个热源；至少一个泵，布置成由该原动机驱动，该至少一个泵与至少一个井筒和该井筒中使用的至少一种流体流体连通；和至少一个辅助系统，与该至少一个原动机的热源连通。燃料源可包括可燃气体燃料源。可燃气体燃料源可包括井筒直接提供的天然气、生产井提供的天然气、生产设备提供的天然气及其组合中之一。可燃气体燃料源可包括压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、来自管道或贮存地的天然气、诸如氢或丙烷的压缩可燃气体、诸如丁烷的液化烃类气体及其组合中之一。燃料源可包括液体燃料。原动机可包括压缩点火往复式发动机、火花点火往复式发动机、燃料电池、以及涡轮发动机中的至少一个。该至少一个泵可包括正排量柱塞泵(positivedisplacementplungerpump)、离心泵、螺杆泵(progressingcavitypump)及其组合中之一。热源可包括废气出口、原动机冷却系统、辅助冷却系统及其组合中的至少一个。辅助系统可包括与所述至少一个热源连通的辅助热交换器。辅助系统可包括蒸汽发生器、工作流体的蒸发器、加热用在井筒中的至少一种流体的热源、燃料源、以及从井筒中生产的流体中之一。辅助系统可包括废热驱动制冷系统(wasteheatdrivenrefrigerationsystem)。该系统还可包括减噪系统。该系统还可包括为原动机提供空气源的空气入口，该空气入口包括用于冷却或加热空气源的空气热交换器。空气热交换器可与辅助系统流体连通。用在井筒中的流体可包括压裂液、酸、水泥浆、砾石充填混合物、钻井液、完井液、压缩气体及其组合中至少之一，其中压裂液包括至少一种流体和支撑剂。辅助系统可包括与天然气燃料源连通、以在其膨胀时从燃料源提取热量的热交换器。在一个实施例中，一种方法包括：提供为井场设备供能的系统，该系统包括：至少一个原动机，与为该原动机供能的燃料源连通并具有至少一个热源；至少一个泵，布置成由该原动机驱动，该至少一个泵与至少一个井筒和该井筒中使用的至少一种流体流体连通；以及至少一个辅助系统，与该至少一个原动机的热源连通；使井场设备和系统邻近井筒布置；和使用井场设备在井筒中进行至少一种井服务操作。井服务操作可包括压裂操作、酸处理操作、固井操作、完井操作、防砂操作、连续油管(coiledtubing)操作及其组合中之一。燃料源可包括可燃气体燃料源。可燃气体燃料源可包括井筒直接提供的天然气、生产井提供的天然气、生产设备提供的天然气及其组合中之一。可燃气体燃料源可包括压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、来自管道或贮存地的天然气、压缩可燃气体、液化烃类气体及其组合中之一。热源可包括废气出口、原动机冷却系统、辅助冷却系统及其组合中的至少一个。附图说明结合附图参照下面的详细说明将会更好地理解本专利技术的这些和其它特点及优点。图1为井场地面设备系统的实施例的示意性框图。图2为井场地面设备系统的实施例的示意性框图。图3为井场地面设备系统的实施例的示意性框图。图4为用于井场地面设备系统的燃料源的实施例的示意性框图。图5为用于井场地面设备系统的燃料源的实施例的示意性框图。具体实施方式参照所有附图，一个实施例的井场地面系统总体上用附图标记100表示。系统100可用于向井场地面设备供能，该井场地面设备包括原动机102，该原动机102与燃料源104连通，并布置成用于驱动从动设备或部件106或向从动设备或部件106供能，从动设备或部件106例如是至少一个泵或类似部件。所述至少一个泵106可以通过合适的管路和/或管道110与井筒108流体连通，该合适的管路和/或管道110包括但不限于本领域已知的管道，例如处理铁(treatingiron)。泵106还可与多于一个井筒108以及用在该至少一个井筒108中的至少一种流体112流体连通。泵106可与多于一种流体112流体连通。系统100可安装在滑架或拖车(未示出)上，用于将系统100移至不同的井筒，例如井筒108。原动机104可包括与至少一个辅助系统118连通的热源，例如废气出口116，或者其它合适的热源，其可以进一步包括热交换器等，这在下面更详细地讨论。在系统100操作期间，泵106可以向井筒108供应流体112，并且流体114可以从井筒108供应，例如，但不限于，产出的水和/或产出的液体或类似物。产出的液体、水、或流体114可进一步供应到泵106，正如本领域技术人员所理解的。原动机102可以是内燃机，例如压缩点火往复式发动机或柴油往复式发动机、火花点火往复式发动机、涡轮机，例如航改涡轮机(aeroderivativeturbineengine)、工业涡轮机(industrialturbineengine)、超燃冲压发动机、燃料电池等，如本领域技术人员所理解的。参照图4和5，示出了燃料源的实施例，燃料源总体上以400和500表示。燃料源104可以是可燃气体源，例如压缩天然气(CNG)502、液化天然气(LNG)504、和/或来自管道506或贮存地508的天然气。燃料源104可包括直接从井筒108、生产井筒402(例如邻近的生产井筒)、生产设备404供应的诸如天然气等的可燃气体，或图4和5所示的天然气源108、402、404、502、504、506和508的任意组合。燃料源104可包括来自井筒108、生产井筒402或生产设备404的压缩的可燃气体和/或易燃气体，如氢或丙烷，或者液化的可燃和/或易燃烃类气体，如丁烷。燃料源104可包括液体燃料源510，例如柴油、煤油等。燃料源104可包括上述天然气源108、402、404、502、504、506和508以及上述液体燃料源510的组合，正如本领域技术人员所理解的。可以选择燃料源104，以减少和/或改变排气系统116中的废气总体排放，例如通过减少总颗粒物质、氮氧化物(NOx)的总排放、废气中一氧化碳或二氧化碳的含量等。随着原动机104的运转，废气产生并通过排气系统116传送。然后，排气系统116中的废气的热量可以在至少一个辅助系统118中被利用，这在下面将更详细地讨论。泵106可包括用于例如在压力等条件下将流体112提供至井筒108的正排量泵，如柱塞泵(例如三缸柱塞泵或五缸柱塞泵)、离心泵、螺杆泵或者任何合适的设备及其组合，正如本领域技术人员所理解的。在一实施例中，最好参照图2，系统总体上以附图标记200表示。系统200包括原动机202，原动机202是包括压缩机部分2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为井场地面设备供能的系统，包括：至少一个原动机，与为该原动机供能的燃料源连通，并具有至少一个热源；至少一个泵，布置成由该原动机驱动，该至少一个泵与至少一个井筒和该井筒中使用的至少一种流体流体连通；和至少一个辅助系统，与该至少一个原动机的热源连通。

【技术特征摘要】
2008.09.22 US 61/098,896;2009.09.21 US 12/563,2091.一种为井场地面设备供能的系统，包括：至少一个原动机，与为该原动机供能的燃料源连通，并具有至少一个热源；至少一个泵，布置成由该原动机驱动，该至少一个泵与至少一个井筒和该井筒中使用的至少一种流体流体连通；和至少一个辅助系统，与该至少一个原动机的热源连通。2.如权利要求1所述的系统，其中，燃料源为可燃气体燃料源。3.如权利要求2所述的系统，其中，可燃气体燃料源包括井筒直接提供的天然气、生产井提供的天然气、生产设备提供的天然气及其组合中之一。4.如权利要求2所述的系统，其中，可燃气体燃料源包括压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、来自管道或贮存地的天然气、诸如氢或丙烷的压缩可燃气体、诸如丁烷的液化烃类气体及其组合中之一。5.如权利要求1所述的系统，其中，燃料源包括液体燃料。6.如权利要求1所述的系统，其中，原动机包括压缩点火往复式发动机、火花点火往复式发动机、燃料电池、以及涡轮发动机中的至少一个。7.如权利要求1所述的系统，其中，该至少一个泵包括正排量柱塞泵、离心泵、螺杆泵及其组合中之一。8.如权利要求1所述的系统，其中，热源包括废气出口、原动机冷却系统、辅助冷却系统及其组合中的至少一个。9.如权利要求1所述的系统，其中，辅助系统包括与所述至少一个热源连通的辅助热交换器。10.如权利要求9所述的系统，其中，辅助系统包括蒸汽发生器、工作流体的蒸发器、加热用在井筒中的至少一种流体的热源、燃料源、以及从井筒中生产的流体中之一...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦特科基利厄，爱德华勒格莫斯，威廉马歇尔，罗德沙姆派因，菲利普甘比尔，休伯塔斯V托米尔，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：维尔京群岛,VG