(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水圧破砕システムを備えたシステムにおいて、
前記水圧破砕システムは、
第１の流体と第２の流体との間で圧力を交換するように構成されている１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）であって、前記第１の流体はプロパント非含有流体を含み、及び、前記第２の流体はプロパント含有流体を含む回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）と、
マニホールドトレーラーであって、
前記１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）に連結されている高圧入口マニホールドであって、前記１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）に対して高圧の前記第１の流体を送るように構成されている高圧入口マニホールドと、
前記１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）に連結されている低圧出口マニホールドであって、前記１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）から低圧の前記第１の流体を受け取るように構成されている低圧出口マニホールドと、
前記１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）に連結されている低圧入口マニホールドであって、前記１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）に対して低圧の前記第２の流体を送るように構成されている低圧入口マニホールドと、
前記１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）に連結されている高圧出口マニホールドであって、前記１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）から高圧の前記第２の流体を受け取るように構成されている高圧出口マニホールドとを備えるマニホールドトレーラーとを備える、システム。
【請求項２】
前記水圧破砕システムは、低圧の前記第１の流体を受け入れるように、前記第１の流体を加圧するように、及び、前記高圧入口マニホールドに対して高圧の前記第１の流体を供給するように構成されている１つ又は複数の高圧ポンプを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記水圧破砕システムは、前記低圧入口マニホールドに対して低圧の前記第２の流体を供給するように構成されている１つ又は複数の低圧ポンプを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記高圧出口マニホールドは、高圧の前記第２の流体を坑井口に送るように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記低圧出口マニホールドは、前記第２の流体を生じさせるために前記第１の流体をプロパントと混合するように構成されているブレンダーに対して、低圧の前記第１の流体を送るように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記マニホールドトレーラーは複数の流量制御弁を備える請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記複数の流量制御弁を制御するように構成されているプロセッサーを備える制御システムを備える請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサーは、前記１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）の相互間の流量を均衡化するために、又は、前記１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）各々を独立的に作動状態又は非作動状態にするために、又は、その両方のために、前記複数の流量制御弁を制御するように構成されている請求項７のシステム。
【請求項９】
システムであって、
水圧破砕システムであって、
複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）であって、前記複数の回転等圧圧力交換装置の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）各々は、プロパント非含有流体とプロパント含有流体との間で圧力を交換するように構成されている複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）と、
前記複数の回転等圧圧力交換装置に連結されているマニホールドトレーラーであって、
前記複数の回転等圧圧力交換装置に対して高圧の前記プロパント非含有流体を送るように構成されている高圧入口マニホールドと、
前記複数の回転等圧圧力交換装置から低圧の前記プロパント非含有流体を受け取るように構成されている低圧出口マニホールドと、
前記複数の回転等圧圧力交換装置に対して低圧の前記プロパント含有流体を送るように構成されている低圧入口マニホールドと、
前記複数の回転等圧圧力交換装置から高圧の前記プロパント含有流体を受け取るように構成されている高圧出口マニホールドと、
このマニホールドトレーラーの配管内に配置されている複数の流量制御弁とを備えるマニホールドトレーラーとを備えた、水圧破砕システムと、
プロセッサーを備える制御システムであって、前記プロセッサーは、前記プロパント非含有流体の流れ、前記プロパント含有流体の流れ、又は、これらの両方を制御するように構成されている制御システムとを備える、システム。
【請求項１０】
前記プロセッサーは、前記複数の回転等圧圧力交換装置の回転等圧圧力交換装置各々に関して、高圧の前記プロパント非含有流体の入来する流れ、低圧の前記プロパント非含有流体の流出する流れ、低圧の前記プロパント含有流体の入来する流れ、高圧の前記プロパント含有流体の流出する流れ、又は、これらの組合せを、独立的に制御するために、前記複数の流量制御弁を制御するように構成されている請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサーは、前記複数の回転等圧圧力交換装置の回転等圧圧力交換装置各々を選択的に作動状態又は非作動状態にするために、前記複数の流量制御弁を制御するように構成されている請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサーは、前記複数の回転等圧圧力交換装置の２つ以上の回転等圧圧力交換装置に関して、高圧の前記プロパント非含有流体の入来する流れ、低圧の前記プロパント非含有流体の流出する流れ、低圧の前記プロパント含有流体の入来する流れ、高圧の前記プロパント含有流体の流出する流れ、又は、これらの組合せを均衡化するために、前記複数の流量制御弁を制御するように構成されている請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数の流量制御弁は、前記高圧入口マニホールドの配管の中に配置されている第１の複数の流量制御弁を備え、及び、前記第１の複数の流量制御弁の流量制御弁の各々が、前記プロパント非含有流体を加圧するように構成されている高圧ポンプの下流に位置しており、及び、前記プロセッサーは、前記複数の回転等圧圧力交換装置に対する高圧の前記プロパント非含有流体の流れを制御するために、前記第１の複数の流量制御弁を制御するように構成されている請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の流量制御弁は、前記低圧入口マニホールドの配管内に配置されている第２の複数の流量制御弁を備え、及び、前記プロセッサーは、前記複数の回転等圧圧力交換装置に対する低圧の前記プロパント含有流体の流れを制御するために、前記第２の複数の流量制御弁を制御するように構成されている請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数の流量制御弁は、前記低圧出口マニホールドの配管内に配置されている第１の流量制御弁を備え、及び、前記プロセッサーは、ブレンダーに対する低圧の前記プロパント非含有流体の流れを制御するために、前記第１の流量制御弁を制御するように構成されており、及び、前記ブレンダーは、前記プロパント含有流体を生じさせるために前記プロパント非含有流体をプロパントと混合するように構成されている請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
システムであって、
水圧破砕システムであって、
複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）であって、この複数の回転等圧圧力交換装置の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）各々は、プロパント非含有流体とプロパント含有流体との間の圧力を交換するように構成されている複数の回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）と、
前記複数の回転等圧圧力交換装置に連結されているマニホールドトレーラーであって、
前記複数の回転等圧圧力交換装置の回転等圧圧力交換装置各々に対して前記プロパント非含有流体の入来する高圧の流れを送るように構成されている高圧入口マニホールドと、
前記複数の回転等圧圧力交換装置の回転等圧圧力交換装置各々から前記プロパント非含有流体の流出する低圧の流れを受け取るように構成されている低圧出口マニホールドと、
前記複数の回転等圧圧力交換装置の回転等圧圧力交換装置各々に対して前記プロパント含有流体の入来する低圧の流れを送るように構成されている低圧入口マニホールドと、
前記複数の回転等圧圧力交換装置の回転等圧圧力交換装置各々から前記プロパント含有流体の流出する高圧の流れを受け取るように構成されている高圧出口マニホールドと、
前記複数の回転等圧圧力交換装置の回転等圧圧力交換装置各々に関して、前記プロパント非含有流体の前記入来する高圧の流れ、前記プロパント非含有流体の前記流出する低圧の流れ、前記プロパント含有流体の前記入来する低圧の流れ、前記プロパント含有流体の前記流出する高圧の流れ、又は、これらの組合せに関する、フィードバックを生じさせるように構成されている複数のセンサーと、
このマニホールドトレーラーの配管内に配置されている複数の流量制御弁とを備えるマニホールドトレーラーとを備える水圧破砕システムと、
プロセッサーを備える制御システムであって、前記プロセッサーは、前記複数のセンサーからのフィードバックに基づいて前記複数の回転等圧圧力交換装置の１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置に関して、前記プロパント非含有流体の前記入来する高圧の流れ、前記プロパント非含有流体の前記流出する低圧の流れ、前記プロパント含有流体の前記入来する低圧の流れ、前記プロパント含有流体の前記流出する高圧の流れ、又は、これらの組合せを制御するために、前記複数の流量制御弁を制御するように構成されている制御システムとを備える、システム。
【請求項１７】
前記プロセッサーは、前記複数の回転等圧圧力交換装置の２つ以上の回転等圧圧力交換装置に関して、前記プロパント非含有流体の前記入来する高圧の流れ、前記プロパント非含有流体の前記流出する低圧の流れ、前記プロパント含有流体の入来する低圧の流れ、前記プロパント含有流体の流出する高圧の流れ、又は、これらの組合せの流量を均衡化するために、前記複数の流量制御弁を制御するように構成されている請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記プロセッサーは、前記複数の回転等圧圧力交換装置の回転等圧圧力交換装置各々を選択的に作動状態又は非作動状態にするために、前記複数の流量制御弁を制御するように構成されている請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記プロセッサーは、前記複数の回転等圧圧力交換装置の１つ又は複数の回転等圧圧力交換装置から漏洩流を補償するために、前記複数の流量制御弁を制御するように構成されている請求項１６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、「一体化された水圧エネルギー伝達システムを有する共通マニホールドのためのシステム及び方法（ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  Ａ  ＣＯＭＭＯＮ  ＭＡＮＩＦＯＬＤ  ＷＩＴＨ  ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ  ＨＹＤＲＡＵＬＩＣ  ＴＲＡＮＳＦＥＲ  ＳＹＳＴＥＭＳ）」と題する米国仮特許出願第６２／０８８，４３５号明細書による優先権と利益を主張し、この特許出願の開示内容が本明細書中に参照として援用される。
【０００２】
このセクションは、下記において説明及び／又は特許請求されている本発明の様々な側面に関係付けられてもよい、様々な技術的側面を読者に紹介することが意図されている。この説明は、本発明の様々な側面のより適切な理解を容易にするための背景的情報を読者に提供することにおいて有用であると考えられる。したがって、これらの説明は、先行技術の承認としてではなく、この観点において認識されなければならないということを理解されたい。
【０００３】
本明細書で開示される主題が、水圧破砕システム（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）に関し、及び、さらに特に、水圧エネルギー伝達システムを有するマニホールドミサイル（ｍａｎｉｆｏｌｄ  ｍｉｓｓｉｌｅ）を含む水圧破砕システムに関する。
【背景技術】
【０００４】
石油及びガス産業における坑井仕上作業が、岩層内の石油及びガスの放出を増大させるために水圧破砕（フラッキング（ｆｒａｃｋｉｎｇ）又はフラッキング（ｆｒａｃｉｎｇ）と呼称されることが多い）を含むことが多い。水圧破砕は、水と化学物質とプロパント（例えば、砂、セラミックス）との組合せを含む流体（例えば、破砕流体（ｆｒａｃ  ｆｌｕｉｄ））を坑井の中に高圧でポンプ注入することを含む。流体の高圧力が岩層の中を通る亀裂サイズと亀裂伝播とを増大させて、より多くの石油とガスを放出させ、及び、これと同時に、流体が減圧させられた後には、プロパントが、亀裂が閉じることを防止する。
【０００５】
様々な装置が破砕プロセスで使用される。例えば、破砕作業は、複数の高圧ポンプに連結されている共通マニホールド（ミサイル（ｍｉｓｓｉｌｅ）、ミサイルトレーラー（ｍｉｓｓｓｉｌｅ  ｔｒａｉｌｅｒ）、又は、マニホールドトレーラー（ｍａｎｉｆｏｌｄ  ｔｒａｉｌｅｒ）と呼称される場合が多い）を使用してもよい。この共通マニホールドは、破砕流体ブレンダーから低圧の破砕流体を受け入れてもよく、及び、低圧破砕流体を高圧ポンプに転送してもよく、及び、この高圧ポンプが破砕流体の圧力を増大させてもよい。残念ながら、破砕流体中のプロパントは、高圧ポンプ上における摩耗とメンテナンスとを増大させることがある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の様々な特徴と側面と利点とが、図面全般を通じて同じ記号が同じ部品を表す添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明を理解することによって、より適切に了解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システムを含む共通マニホールドを有する水圧破砕システムの略図である。
【図２】回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）として示されている、図１の水圧エネルギー伝達システムの一実施形態の分解組立斜視図である。
【図３】第１の動作位置における回転等圧圧力交換装置の実施形態の分解組立斜視図である。
【図４】第２の動作位置における回転等圧圧力交換装置の実施形態の分解組立斜視図である。
【図５】第３の動作位置における回転等圧圧力交換装置の実施形態の分解組立斜視図である。
【図６】第４の動作位置における回転等圧圧力交換装置の実施形態の分解組立斜視図である。
【図７】共通マニホールドと、共通マニホールド内に一体化されている図２の回転等圧圧力交換装置の１つ又は複数とを含む、図１の水圧破砕システムの略図である。
【図８】１つ又は複数の補助的な高圧ポンプを含む、図７の水圧破砕システムの略図である。
【図９】共通マニホールドの外側の補助的な流量制御弁を含む、図７の水圧破砕システムの略図である。
【図１０】図７の水圧破砕システムの流れシミュレーションの略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の１つ又は複数の特定の実施形態を、以下で説明する。これらの説明される実施形態は、本発明を例示するだけのものにすぎない。これに加えて、これらの例示的な実施形態の簡潔な説明を提供するために、本明細書では、実際の具体例のすべての特徴が必ずしも説明されないことがある。あらゆるこうした実際の具体例の開発において、あらゆるエンジニアリング及び設計プロジェクトの場合と同様に、具体化に特有の様々な判断が、具体例毎に異なる可能性がある、システムに関連した又は業務に関連した制約に対する準拠のような、開発者の特定の目標を達成するために行われなければならないということを理解されたい。さらに、こうした開発上の努力は、複雑で時間浪費的であることがあるが、しかし、この開示の利益を有する当業者における、設計と製造と生産との通常作業であるだろうということが理解されなければならない。
【０００９】
上述したように、水圧破砕システムは、一般的に、破砕流体を加圧する複数の高圧ポンプに連結されている共通マニホールド（ミサイル、ミサイルトレーラー、又は、マニホールドトレーラーと呼称される場合が多い）を含む。特に、この共通マニホールドは、破砕流体ブレンダーから低圧破砕流体を受け取り、この低圧破砕流体を高圧ポンプに送ることがあり、及び、この高圧ポンプは破砕流体の圧力を増大させるだろう。不都合なことに、破砕流体中のプロパントは、高圧ポンプ上での摩耗とメンテナンスとを増大させることがある。
【００１０】
詳細に後述するように、本明細書で開示される実施形態は、概して、１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システムを水圧破砕システムに一体化する共通マニホールドを含む水圧破砕システムに関する。この水圧エネルギー伝達システムは、第１の流体（例えば、プロパント非含有流体、又は、概ねプロパント非含有の流体のような、圧力交換流体）と第２の流体（例えば、破砕流体のような、プロパント含有流体）との間で作用及び／又は圧力を伝達する。このようにして、水圧破砕システムは、坑井の中にプロパント含有流体を高圧でポンプで送り込み、且つ、これと同時に高圧ポンプにおける摩耗を防止又は制限するだろう。さらに、より詳細に後述するように、共通マニホールドは、この共通マニホールドの低圧配管と高圧配管との中に１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システムを一体化してもよい。したがって、１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システムは、低圧ポンプ又は高圧ポンプに直接的には連結されなくてもよい。より詳細に後述するように、このことは、パイプのサイズ及び重量の制約に係わらずに、共通マニホールドが１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システムの中に流れを分散させることを可能にするので、望ましいことだろう。さらに、このことは、共通マニホールドが、圧力損失を最小化し、流量を均衡化し、及び、１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システムにおける漏洩流を補償し、及び、流体（例えば、清浄流体、非腐食性流体、水等）に加えられるプロパント及び化学物質の可変的な体積を調整することを可能にするだろう。さらに、このことは、共通マニホールドが、破砕プロセスを中断させることなしに、個別の水圧エネルギー伝達システムを作動状態又は非作動状態にすることを可能にし、及び／又は、水圧破砕システムを（例えば、水圧エネルギー伝達システムを使用しない）通常動作に切り換えることを可能にする。
【００１１】
前述したように、図１は、１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システム１２（例えば、流体ハンドリングシステム、水圧保護システム、水圧バッファーシステム、又は、水圧隔離システム）を水圧破砕システム１０に一体化する、共通マニホールド１１（例えば、マニホールド、ミサイル、ミサイルトレーラー、又は、マニホールドトレーラー）を有する、水圧破砕システム１０の一実施形態の略図である。より詳細に後述するように、この共通マニホールド１１は、複数のパイプ、弁、センサー、及び、制御装置を含み、及び、共通マニホールド１１は、水圧破砕システム１０の低圧配管と高圧配管とを１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システム１２に連結するように構成されている。さらに、この共通マニホールド１１は、圧力損失を最小化し、流量を均衡化し、及び、１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システム１２の漏洩流を補償し、及び、プロパント及び化学物質の可変的体積を調整するように構成されている。
【００１２】
水圧破砕システム１０は、坑井仕上作業が岩層内の石油とガスの放出を増大させることを可能にする。具体的に述べると、水圧破砕システム１０は、水と化学物質とプロパント（例えば、砂、セラミックス等）の組合せを含む、プロパント含有流体（例えば、破砕流体）を高圧で坑井１４の中にポンプで送り込む。プロパント含有流体の高圧が、岩層を貫通する亀裂１６のサイズと伝播とを増大させ、及び、このことがより多くの石油とガスを放出させ、且つ、これと同時に、プロパント含有流体が減圧された後に、そのプロパントが亀裂１６を閉じないように保つ。図示されているように、水圧破砕システム１０は、共通マニホールド１１と１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システム１２とに連結されている、１つ又は複数の第１の流体ポンプ１８と、１つ又は複数の第２の流体ポンプ２０とを含んでもよい。例えば、１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システム１２は、水圧ターボチャージャー、回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）、往復式ＩＰＸ、又は、これらの任意の組合せを含んでもよい。
【００１３】
動作時には、水圧エネルギー伝達システム１２は、第１の流体ポンプ１８によって送られる第１の流体（例えば、プロパント非含有流体）と、第２の流体ポンプ２０によって送られる第２の流体（例えば、プロパント含有流体、又は、破砕流体）との間の大幅な混合なしに、圧力を伝達する。このようにして、水圧エネルギー伝達システム１２は、第１の流体ポンプ１８（例えば、高圧ポンプ）上での摩耗を阻止又は制限すると同時に、石油とガスとを放出させるために、水圧破砕システム１０が坑井１４の中に高圧の破砕流体を送り込むことを可能にする。
【００１４】
上述したように、１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システム１２は圧力交換装置（例えば、回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ））であってもよい。しかし、他の実施形態では、１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システムは、水圧ターボチャージャー、往復式ＩＰＸ、又は、これらのあらゆる組合せであってもよいということを理解されたい。本明細書で使用する場合に、「等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）」は、概して、遠心分離技術を使用せずに、概ね５０％、６０％、７０％、８０％、又は、９０％以上を超える効率で、高圧の入口流と低圧の入口流との間で流体圧力を伝達する装置として定義されるだろう。これに関連して、高圧は、低圧よりも高い圧力を意味する。ＩＰＸの低圧の入口流は加圧されて、ＩＰＸを高圧（例えば、低圧入口流の圧力よりも高い圧力）で出て行くだろうし、及び、高圧の入口流は減圧されて，ＩＰＸを低圧で（例えば、高圧入口流の圧力よりも低い圧力で）出て行くだろう。さらに、ＩＰＸは、これらの流体の相互間の流体分離装置を伴って、又は、これを伴わずに、低圧流体を加圧するために、力を直接的に加える高圧流体を伴って動作してもよい。ＩＰＸと共に使用されてもよい流体分離装置の具体例が、非限定的に、ピストン、ブラダー（ｂｌａｄｄｅｒ）、ダイヤフラム（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）等を含む。特定の実施形態では、等圧圧力交換装置は回転装置であってもよい。Ｅｎｅｒｇｙ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ，Ｉｎｃ．（Ｓａｎ  Ｌｅａｎｄｒｏ，  ＣＡ）によって製造されている回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）のような、回転等圧圧力交換装置（ＩＰＸ）は、別個の弁を有しないことがあるが、これは、効果的な弁の作用が、図２から図６に関して詳細に後述されているように、エンドカバーに対するローターの相対的な動きによってその装置の内部で遂行されるからである。回転等圧圧力交換装置（回転ＩＰＸ）は、入口流体の流れを比較的わずかしか混合させずに、流体を隔離して圧力を伝達するために、内部ピストンを用いて動作するように設計されてもよい。往復式ＩＰＸは、流体流の相互間で圧力を伝達するための、シリンダー内を前後に動くピストンを含んでもよい。非限定的に、回転ＩＰＸ、往復式ＩＰＸ、又は、これらのあらゆる組合せのような、あらゆるＩＰＸ又は複数のＩＰＸが、開示されている実施形態において使用されてもよい。
【００１５】
図２は、回転ＩＰＸ３０の一実施形態の分解組立図である。この図示されている実施形態では、回転ＩＰＸ３０は、スリーブ４２とローター４４とを含む、概ね円筒形である本体部分４０を含んでもよい。回転ＩＰＸ３０は、さらに、それぞれにマニホールド５０、５２を含む２つの末端構造４６、４８も含むだろう。マニホールド５０は入口ポート５４と出口ポート５６とを含み、及び、マニホールド５２は、入口ポート６０と出口ポート５８とを含む。例えば、入口ポート５４は、高圧の第１の流体（例えば、プロパント非含有流体）を受け入れてもよく、及び、出口ポート５６は、回転ＩＰＸ３０から低圧の第１の流体を送り出すために使用されてもよい。同様に、入口ポート６０は、第２の流体（例えば、プロパント含有流体又は破砕流体）を受け入れてもよく、及び、出口ポート５８は、回転ＩＰＸ３０から高圧の第２の流体を送り出すために使用されてもよい。末端構造４６、４８は、それぞれにマニホールド５０、５２内に配置されており、且つ、ローター４４との流体密封接触に適合化されている、概ね平らなエンドプレート６２、６４（例えば、エンドカバー）をそれぞれに含む。
【００１６】
ローター４４は円筒形であり、及び、スリーブ４２内に配置されてもよく、及び、ローター４４の縦軸線６６を中心として回転するように構成されている。ローター４４は、縦軸線６６に関して対称的に配置されている、各々の端部に開口部７０、７２を有する、ローター４４を概ね縦方向に貫通して延びる複数の流路６８を有してもよい。ローター４４の開口部７０、７２は、回転中にそれぞれのマニホールド５０、５２に対して高圧の流体と低圧の流体とを水圧によって交互に曝すように、エンドプレート６２、６４と入口穴及び出口穴７４、７６、７８、８０との水圧連通（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を生じさせるように構成されている。マニホールド５０、５２の入口及び出口ポート５４、５６、５８、６０は、一方の末端要素４６又は４８の中に、高圧流体のための少なくとも１対のポートを形成し、及び、反対側に位置した末端要素４８又は４６の中に、低圧流体のための少なくとも１対のポートを形成する。エンドプレート６２、６４と、入口穴及び出口穴７４、７６、７８、８０は、円弧又は円の弓形部分の形状である垂直流れ横断面（ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｆｌｏｗ  ｃｒｏｓｓ  ｓｅｃｔｉｏｎ）を有する形に設計されている。
【００１７】
図３−６は、流路６８が完全な円を描いて回転するのに応じた、ローター４４内の単一の流路６８の位置のシーケンスを示す、回転ＩＰＸ３０の一実施形態の分解組立図である。図３−６が、１つの流路６８を示す回転ＩＰＸ３０の単純化であり、及び、流路６８が円形の横断面形状を有する形で示されているということに留意されたい。他の実施形態では、回転ＩＰＸ３０は、異なる横断面形状（例えば、円形、楕円形、正方形、三角形、多角形等）を有する複数の流路６８（例えば、２つから１００つ）を含んでもよい。したがって、図３−６は、図示のための単純化であり、及び、回転ＩＰＸ３０の他の実施形態が、図３−６に示されている構成とは異なる構成を有してもよい。詳細に後述するように、回転ＩＰＸ３０は、第１及び第２の流体がローター４４内で互いに瞬間的に接触することを可能にすることによって、第１及び第２の流体（例えば、プロパント非含有流体及びプロパント含有流体）の相互間の水圧による圧力交換を容易化する。特定の実施形態では、この交換は、第１及び第２の流体のわずかな混合だけを結果的に生じさせる速度で行われる。
【００１８】
図３では、流路開口部７０は第１の位置にある。この第１の位置では、流路開口部７０は、エンドプレート６２内の穴７６に対して、したがってマニホールド５０に対して、水圧的に連通しており、これと同時に、反対側に位置した流路穴７２は、エンドプレート６４内の穴８０に対して、及び、延長によって、マニホールド５２に対して、水圧的に連通している。後述するように、ローター４４は、矢印９０で示されている時計回り方向に回転するだろう。動作時には、低圧の第２の流体９２がエンドプレート６４を通過して流路６８内に入り、この流路６８内では、この第２の流体９２は、動的界面９６において第１の流体９４に接触する。その次に、第２の流体９２は第１の流体９４を流路６８の外に押し出し、さらには、エンドプレート６２を通して回転ＩＰＸ３０の外に押し出す。しかし、接触の持続時間が短いので、第１の流体９４と第２の流体９２との間での混合は最小限である。
【００１９】
図４では、流路６８は、約９０度の円弧を描いて時計回りに回転させられ終わっている。この位置では、開口部７２は、エンドプレート６２の穴７８、８０と水圧連通しておらず、及び、流路６８の開口部７０は、エンドプレート６２の穴７４、７６と水圧連通していない。したがって、低圧の第２の流体９２は流路６８内に一時的に収容されている。
【００２０】
図５では、流路６８は、図３に示されている位置から約１８０度の円弧を描いて回転させられ終わっている。開口部７２は、この時点では、エンドプレート６４の穴７８と水圧連通しており、及び、流路６８の開口部７０は、この時点では、エンドプレート６２の穴７４と水圧連通している。この位置では、水圧破砕システム１０での使用のために、高圧の第１の流体９４が低圧の第２の流体９４の中に入り、この低圧の第２の流体９４を押し、流路６８の外に且つ穴７４を通して第２の流体９４を押し出す。
【００２１】
図６では、流路６８は、図３に示されている位置から約２７０度の円弧を描いて回転させられ終わっている。この位置では、開口部７２は、エンドプレート６４の穴７８、８０とは水圧連通しておらず、及び、開口部７０は、エンドプレート６２の穴７４、７６とは水圧連通していない。したがって、高圧の第１の流体９４は加圧されておらず、及び、ローター４４がさらに９０度回転してこのサイクルを再開始するまで、流路６８内に一時的に収容されている。
【００２２】
図７は、水圧破砕システム１０と、共通マニホールド１１（例えば、中央マニホールド、ミサイル、ミサイルトレーラー、又は、マニホールドトレーラー）と、１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システム１２の一実施形態の略図である。この図示されている実施形態では、１つ又は複数の水圧エネルギー伝達システム１２は回転ＩＰＸ３０であってもよい。図示されている実施形態が２つの回転ＩＰＸ３０を示すが、水圧破砕システム１０が任意の適切な個数（例えば、１個から２０個以上の間の任意の個数）の回転ＩＰＸ３０を含んでもよいということに留意されたい。さらに、１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０が個別的に共通マニホールド１１に連結されてもよく、又は、必要とされる配管と弁構成要素の量を減少させるためにグループ化されてもよいということに留意されたい。上述したように、共通マニホールド１１は低圧配管と高圧配管とを連結し、及び、１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０を共通マニホールド１１の形に一体化する。特に、共通マニホールド１１は、高圧流体入口マニホールド１００（以下では、ＨＰｉｎマニホールドと呼ぶ）と、低圧流体入口マニホールド１０２（以下では、ＬＰｉｎマニホールドと呼ぶ）と、高圧流体出口マニホールド１０４（以下では、ＨＰｏｕｔマニホールドと呼ぶ）と、低圧流体出口マニホールド１０６（以下では、ＬＰｏｕｔマニホールドと呼ぶ）との内側に、１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０を一体化する。したがって、回転ＩＰＸ３０は、低圧ポンプ又は高圧ポンプに対して直接的に連結されなくてもよい。このことは、パイプのサイズと重量の制約にも係わらず、共通マニホールド１１が１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０に流れを分配することを可能にし、このことが圧力損失を最小限にし、流量を均衡化させ、及び、回転ＩＰＸ３０の中での漏洩流を補償し、及び、プロパントと化学物質の可変的な体積を調整するので、望ましいことだろう。さらに、このことは、共通マニホールド１１が、破砕プロセスを中断させずに個別的なＩＰＸ３０（及び、高圧ポンプ）を非作動状態又は非作動状態にすることを可能にするだろうし、又は、水圧破砕システム１０を（例えば、ＩＰＸ３０を使用しない）通常動作に切り換えることを可能にするだろう。さらに、共通マニホールド１１は、可変的な個数の高圧ポンプが、異なるタイプの高圧ポンプ送り方法を含む水圧破砕システム１０と共に使用されることを可能にする。
【００２３】
ＨＰｉｎマニホールド１００と、ＬＰｉｎマニホールド１０２と、ＨＰｏｕｔマニホールド１０４と、ＬＰｏｕｔマニホールド１０６は、複数のパイプ（例えば、高圧配管及び／又は低圧配管）と、複数の弁（例えば、流量制御弁、高圧起動弁（ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｃｔｕａｔｅｄ  ｖａｌｖｅ）等）と、複数のセンサー（例えば、流量計、圧力センサー、速度センサー、圧力交換装置ローター速度センサー）と、他の機器と制御システムとを含んでもよい。例えば、複数の弁は、パイプ内に配置され、及び／又は、パイプに一体化されてもよい。幾つかの実施形態では、共通マニホールド１１は、水圧破砕システム１０の動作を制御するために、及び、本明細書で説明する方法を具体化するために、１つ又は複数のプロセッサー１１０と１つ又は複数の記憶装置ユニット１１２（例えば、有形の非一時的な記憶装置ユニット）とを含む制御システム１０８に動作的に接続されてもよい。例えば、各々の回転ＩＰＸ３０は、回転ＩＰＸ３０の入口と出口に任意の適切な個数（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ以上）の弁を含んでもよく、及び、プロセッサー１１０は、個別の回転ＩＰＸ３０の動作を独立的に制御する（例えば、個別的なＩＰＸ３０を作動状態又は非作動状態にする）ために弁を制御するように構成されてもよい。例えば、プロセッサー１１０は、個別の回転ＩＰＸ３０に対する高圧の第１の流体の流れ及び／又は低圧の第２の流体の流れを独立的に制御するように、弁を制御してもよい。幾つかの実施形態では、弁は、高圧の流れのために構成されてもよい。さらに、幾つかの実施形態では、共通マニホールド１１は１つ又は複数のバイパス弁を含んでもよく、及び、これらのバイパス弁は、回転ＩＰＸ３０を使用することなしに通常動作に切り換わるように、プロセッサー１１０によって作動させられてもよい。さらに、幾つかの実施形態では、回転ＩＰＸ３０に連結されている配管（例えば、高圧配管、又は、低圧配管）が、流れ制限手段（ｆｌｏｗ  ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｓ）（例えば、オリフィスプレート）又は調整可能弁を含んでもよく、及び、これらは、回転ＩＰＸ３０における流量を均衡化させるためにプロセッサー１１０によって制御されてもよい。特に、プロセッサー１１０は、水圧破砕システム１０の弁を制御するために、記憶装置１１２上に記憶されている命令を実行してもよい。さらに、高圧マニホールド１００、１０４の配管が、重量を減少させるために、且つ、回転ＩＰＸ３０の動作に影響を与えることがある摩擦損失を最小化するために、典型的な高圧鉄パイプ（例えば、直径約７．６ｃｍ（３インチ）又は約１０ｃｍ（４インチ））よりも大きい直径を含んでもよい。さらに、高圧マニホールド１００、１０４の配管は、鉄及び鋼のような典型的な高圧マニホールド用に使用される材料以外の材料で作られてもよい。例えば、高圧マニホールド１００、１０４の配管は、カーボン繊維複合材料、又は、他の高強度で低重量の材料で作られてもよい。
【００２４】
図示されているように、水圧破砕システム１０は、プロパント非含有流体タンク１１６（例えば、水タンク）からプロパント非含有流体（例えば、清浄流体、水等）を受け入れるように、及び、共通マニホールド１１に対してプロパント非含有流体を送るように構成されている、補助充填ポンプ１１４（例えば、清浄水充填ポンプ）を含む。共通マニホールド１１の配管は、プロパント非含有流体を１つ又は複数の高圧ポンプ１１８（例えば、ポンプトラック（ｐｕｍｐ  ｔｒｕｃｋ））に送る。２つの高圧ポンプ１１８が示されているが、水圧破砕システム１０が任意の適切な個数（例えば、１個から１２個以上の間の任意の個数）の高圧ポンプ１１８を含んでもよいということを理解されたい。高圧ポンプ１１８は、プロパント非含有流体の圧力を高圧（例えば、約５０００ｋＰａと２５０００ｋＰａの間、２００００ｋＰａと５００００ｋＰａの間、４００００ｋＰａと７５０００ｋＰａの間、７５０００ｋＰａと１０００００ｋＰａ以上の間）に増大させてもよい。この場合に、１つ又は複数の高圧ポンプ１１８は、プロパント非含有流体をＨＰｉｎマニホールド１００に送り、このＨＰｉｎマニホールド１００は高圧プロパント流体を１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０に送るだろう。
【００２５】
水圧破砕システム１０は、さらに、プロパント非含有流体タンク１１６からのプロパント非含有流体と、プロパントと化学物質１２の混合物とを受け取るように、且つ、プロパント含有流体（例えば、破砕流体、スラリー）を生じさせるために、プロパント非含有流体とプロパントと化学物質とを混合するように構成されている、ブレンダー１２０も含む。低圧ポンプ１２４（例えば、スラリーポンプ）が、ブレンダー１２０からプロパント含有流体を受け入れてもよく、及び、このプロパント含有流体を共通マニホールド１１に送ってもよい。具体的に述べると、この低圧ポンプ１２４は、低圧のプロパント含有流体をＬＰｉｎマニホールド１０２に送り、このＬＰｉｎマニホールド１０２は低圧プロパント含有流体を１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０に送る。上述したように、１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０は、高圧のプロパント非含有流体と低圧のプロパント含有流体との間の大幅な混合なしに、圧力を高圧のプロパント非含有流体から低圧のプロパント含有流体に伝達する。特に、回転ＩＰＸ３０は、ＨＰｉｎマニホールド１００から高圧のプロパント非含有流体を受け取り、及び、ＬＰｉｎマニホールド１０２から低圧のプロパント含有流体を受け取る。回転ＩＰＸ３０は、圧力をプロパント非含有流体からプロパント含有流体に伝達し、及び、その次に、低圧のプロパント非含有流体をＬＰｏｕｔマニホールド１０６に放出し、及び、高圧のプロパント含有流体をＨＰｏｕｔマニホールド１０４に放出する。このようにして、回転ＩＰＸ３０は高圧ポンプ１１８上での摩耗を阻止又は制限すると同時に、石油とガスを放出させるために、水圧破砕システム１０が坑井１４の中に高圧のプロパント含有流体を送り込むことを可能にする。これに加えて、水圧破砕システム１０は、ＬＰｏｕｔマニホールド１０６から低圧のプロパント非含有流体を受け取るように、且つ、低圧のプロパント非含有流体をブレンダー１２０に送るように構成されている、１つ又は複数の補助的な流量制御弁１２６を含んでもよい。
【００２６】
上述したように、共通マニホールド１１内に１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０を一体化することによって、共通マニホールド１１が、回転ＩＰＸ３０内の漏洩流を補償又は調整するように、及び、ブレンダーで加えられるプロパントと化学物質との可変的な体積を調整するように、構成されてもよい。例えば、少量の流れが、回転ＩＰＸ３０内で高圧側から低圧側に漏洩することがあり、このことが、回転ＩＰＸ３０から放出される高圧のプロパント含有流体の体積を減少させることがある。さらに、ブレンダー１２０に加えられるプロパントと化学物質との体積が変化することがあり、及び、したがって、プロパント含有流体が、閾値を超えるか又は望ましくない体積のプロパント又は化学物質を含むことがある。したがって、あらゆる漏洩流を補償又は調整するために、及び／又は、プロパント含有流体中のプロパントと化学物質との可変的な体積を調整するために、高圧のプロパント含有流体のために追加の流体（例えば、プロパント非含有流体、水等）を提供することが望ましいことがある。特に、ブレンダー１２０に追加されるプロパントと化学物質との体積流の故に、ブレンダー１２０を出て行くスラリー流（例えば、低圧の入口流）が、（例えば、低圧の出口流から）ブレンダー１２０の中に入る体積流よりも一般的に大きいだろう。「ブレンダーレベルメイクアップフロー（ｂｌｅｎｄｅｒ  ｌｅｖｅｌ  ｍａｋｅｕｐ  ｆｌｏｗ）」がゼロである場合にさえ、及び、回転ＩＰＸ３０からの漏洩がゼロである場合にさえ、このことが当てはまる。低圧入口流に対するこの体積の追加が、少量（又は、多量）の流れが、低圧出口流から、１つ又は複数の補助ポンプ（図８を参照されたい）に対して、又は、清浄水入口流（図９を参照されたい）に対して迂回させられることがある理由の１つである。
【００２７】
図８は、１つ又は複数の補助高圧ポンプ１４０を含む水圧破砕システム１０の一実施形態を示す。この水圧破砕システム１０は、任意の適切な個数（例えば、１つ、２つ、３つ以上）の補助高圧ポンプ１４０を含んでもよい。１つ又は複数の補助高圧ポンプ１４０は、ＬＰｏｕｔマニホールド１０６からの低圧のプロパント非含有流体を受け取ってもよく、及び、この低圧のプロパント非含有流体は、回転ＩＰＸ３０の高圧側からの少量の漏洩流を含むことがある。図示しているように、１つ又は複数の補助高圧ポンプ１４０がＨＰｉｎマニホールド１００に連結されていないが、この代わりに、ＨＰｏｕｔマニホールド１０４に連結されている。したがって、１つ又は複数の補助高圧ポンプ１４０は、高圧プロパント含有流体に対して追加分の高圧流体（例えば、高圧のプロパント非含有流体）を提供してもよく、及び、このことが、あらゆる漏洩流を補償し、及び／又は、プロパント含有流体中のプロパント及び化学物質の可変的な体積を調整するだろう。幾つかの実施形態では、ブレンダー１２０は、ブレンダー１２０内に入るプロパント及び化学物質１２２の流れ及び／又は体積を監視するために、１つ又は複数のセンサー１４２（例えば、流量計）を含んでもよい。制御システム１０８のプロセッサー１１０が、１つ又は複数のセンサー１４２から信号を受信するように、且つ、この受信した信号に基づいて共通マニホールド１１の動作を制御するように、構成されてもよい。例えば、プロセッサー１１０が、プロパント及び化学物質の体積が予め決められた閾値を超えるかどうかを判定し、及び、１つ又は複数の補助高圧ポンプ１４０を作動状態にし、及び／又は、プロパント及び化学物質の体積が予め決められた閾値を超えるという判定に応答して、低圧のプロパント非含有流体をＬＰｏｕｔマニホールド１０６から１つ又は複数の補助高圧ポンプ１４２に送るために、共通マニホールド１１の１つ又は複数の駆動弁（ａｃｔｕａｔｅｄ  ｖａｌｖｅ）を制御してもよい。特に、ＬＰｏｕｔマニホールド１０６からの低圧のプロパント非含有流体が、ブレンダー１２０に追加されるプロパント及び化学物質の体積を補充するために、１つ又は複数の補助高圧ポンプ１４２に送られてもよい。
【００２８】
図９は、共通マニホールド１１の外部の、低圧のプロパント非含有流体のフロースプリット（ｆｌｏｗ  ｓｐｌｉｔ）を含む、水圧破砕システム１０の一実施形態を示す。特に、この水圧破砕システム１０は、ＬＰｏｕｔマニホールド１０６からの低圧プロパント非含有流体を受け入れるように構成されている第２の流量制御弁１５０を含む。この第２の流量制御弁１５０は、少量の流れを補助充填ポンプ１１４に送るように構成されており、及び、この補助充填ポンプ１１４では、この少量の流れが、プロパント非含有流体タンク１１６からのプロパント非含有流体と混合させられ、及び、高圧ポンプ１１８に送られる。第２の流量制御弁１５０を備えることが、さらに、漏洩流と、ブレンダー１２０において追加されるプロパント及び化学物質の可変的な体積とを、水圧破砕システム１０が補償することを可能にするだろう。しかし、幾つかの実施形態では、低圧のプロパント非含有流体のフロースプリットと、第２の流量制御弁１５０とが、共通マニホールド１１の一部分であってもよい。さらに、特定の実施形態では、第２の制御弁１５０と１つ又は複数の補助流量制御弁１２６とが、共通マニホールド１１の一部分であってもよい（例えば、一体化されてもよい）。例えば、第２の制御弁１５０、及び／又は、１つ又は複数の流量制御弁１２６は、ＬＰｏｕｔマニホールド１０６の配管内に配置されるか、及び／又は、この配管と一体化されてもよい。
【００２９】
図１０は、水圧破砕システム１０の流れネットワークのシミュレーションの一実施形態を示す。図示されているように、水圧破砕システム１０は、６つの回転ＩＰＸ３０を含む。しかし、上述したように、任意の適切な個数の回転ＩＰＸが使用されてもよい。さらに、上述したように、共通マニホールド１１（例えば、共通マニホールド１１の配管）は、任意の適切な個数の流量制御弁１６０（例えば、高圧弁、駆動弁）を含んでもよく、及び、この流量制御弁は、回転ＩＰＸ３０の動作を制御するためにプロセッサー１１０によって制御されてもよい。特に、上述したように、プロセッサー１１０は、回転ＩＰＸ３０における流量を均衡化するために、及び、個別の回転ＩＰＸ３０を作動状態又は非作動状態にするために、流量制御弁１６０を選択的に調整し、開放し、及び／又は、閉鎖するように構成されてもよい。例えば、プロセッサー１１０は、回転ＩＰＸ３０に対する高圧の第１の流体と低圧の第２の流体との流れが回転ＩＰＸ３０を作動状態にすることを可能にするために、回転ＩＰＸ３０のための流量制御弁１６０を制御してもよい。回転ＩＰＸ３０を非作動状態にするために、プロセッサー１１０は、回転ＩＰＸ３０に対する高圧の第１の流体と低圧の第２の流体との流れを停止させるか、中断させるか、又は、阻止するように、回転ＩＰＸ３０のための流量制御弁１６０を制御してもよい。水圧破砕システム１０がさらに、流体（例えば、高圧の第１の流体、低圧の第１の流体、低圧の第２の流体、及び／又は、高圧の第２の流体）の流量及び／又は圧力、回転ＩＰＸ３０の回転速度、回転ＩＰＸ３０からの漏洩流、ブレンダー２０の中に入るプロパント及び化学物質の流れ及び／又は体積等のような、水圧破砕システム１０の１つ又は複数の動作パラメーターに関する、フィードバックを発生させるように構成されている複数のセンサー（例えば、流量計、圧力センサー、圧力交換装置ローター速度センサー）を含んでもよいということを理解されたい。プロセッサー１１０は、流量制御弁１６０を制御するために、センサーから受信される情報（例えば、フィードバック）を分析してもよい。例えば、プロセッサー１１０は、（例えば、水タンク１１６、ポンプ１１４、及び／又は、高圧ポンプ１１８から）入来する第１の流体の流れ（例えば、流量、質量流量等）、及び／又は、（例えば、ブレンダー１２０、ポンプ１２４等から）入来する第２の流体の流れとに関する、センサーからのフィードバックに少なくとも部分的に基づいて、どれだけ多くの個数の回転ＩＰＸ３０を水圧破砕プロセスのために使用する（例えば、作動状態にするか、又は、作動状態に保つ）べきかを決定してもよい。さらに、幾つかの実施形態では、制御システム１０８は、水圧破砕システム１０の動作パラメーターに関する入力をユーザーから受け取ってもよく、及び、プロセッサー１１０は、この入力又はこの入力の分析に基づいて流量制御弁１２６を制御するように構成されてもよい。
【００３０】
図示されている実施形態では、各々の回転ＩＰＸ３０は、３つの流量制御弁１６０を含む。例えば、各々の回転ＩＰＸ３０は、低圧入口の付近に配置されている第１の流量制御弁１６２と、低圧出口の付近に配置されている第２の制御弁１６４と、高圧出口の付近に配置されている第３の流量制御弁１６６とを含む。他の実施形態では、回転ＩＰＸ３０は、さらに、高圧入口の付近に配置されている流量制御弁を含んでもよい。流量制御弁１６０が共通マニホールド１１の配管内に配置されているか、及び／又は、この配管と一体化されていてもよいということを理解されたい。例えば、各々の第１の流量制御弁１６２は、ＬＰｉｎマニホールド１０２（例えば、ＬＰｉｎマニホールド１０２の配管）内に配置されているか、及び／又は、このＬＰｉｎマニホールド１０２と一体化されていてもよく、及び、各々の第２の流量制御弁１６４は、ＬＰｏｕｔマニホールド１０６（例えば、ＬＰｏｕｔマニホールド１０６の配管）内に配置されているか、及び／又は、このＬＰｏｕｔマニホールド１０６と一体化されていてもよく、及び、各々の第３の流量制御弁１６６は、ＨＰｏｕｔマニホールド１０４（例えば、ＨＰｏｕｔマニホールド１０４の配管）内に配置されているか、及び／又は、このＨＰｏｕｔマニホールド１０４と一体化されていてもよい。さらに、水圧破砕システム１０（例えば、共通マニホールド１１、ＨＰｉｎマニホールド１００等）は、高圧ポンプ１１８の下流に配置されている複数の流量制御弁１６８を含んでもよく、及び、この流量制御弁１６８は、水圧破砕システム１０のセンサーから受け取られる情報に少なくとも部分的に基づいてプロセッサー１１０によって制御されてもよい。例えば、プロセッサー１１０は、回転ＩＰＸ３０に対する高圧の第１の流体の流れを制御するために、複数の流量制御弁１６８を制御してもよい。幾つかの実施形態では、プロセッサー１１０は、個別の回転ＩＰＸ３０を作動状態又は非作動状態にするために、各々の回転ＩＰＸ３０に対する高圧の第１の流体の流れを独立的に制御するように、各々の流量制御弁１６８を独立的に制御してもよい。
【００３１】
図示されているように、共通マニホールド１１は、さらに、その共通マニホールド１１の様々なパイプを連結するために、複数の流体連結部（例えば、パイプラテラル（ｐｉｐｅ  ｌａｔｅｒａｌ）、Ｔ字管（ｔｅｅ）、十字管（ｃｒｏｓｓ）等）を含んでもよい。例えば、特定の流体連結部１８０が、高圧プロパント含有流体を坑井１４に送る高圧坑井口パイプ（ｈｉｇｈ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｗｅｌｌｈｅａｄ  ｐｉｐｅ）１８２に、ＨＰｏｕｔマニホールド１０４のパイプを連結してもよい。高圧坑井口パイプ１８２にＨＰｏｕｔマニホールド１０４のパイプを連結する流体連結部１８０の位置、タイプ、及び／又は、角度が、流体摩擦損失を減少させるように、マニホールドシステム内で流れを最適な形で分散させるように、又は、プロパントが流体の外に沈降することを防止する（即ち、プロパントが流体中に混入状態（ｅｎｔｒａｉｎｅｄ）のままであることを防止する）ように、選択されてもよい。例えば、第１の流体連結部１８４と第２の流体連結部１８６は、９０度ではない角度を有するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、この角度は、概ね１度と８９度の間であり、１０度と８０度の間であり、２０度と７０度の間であり、３０度と６０度の間であり、又は、４０度と５０度の間であってもよい。一実施形態では、この角度は約４５度であってもよい。
【００３２】
詳細に上述したように、共通マニホールド１１は、その共通マニホールド１１の低圧配管と高圧配管との内側に１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０を一体化してもよい。したがって、１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０は、低圧ポンプ又は高圧ポンプに直接的に連結されなくてもよい。このことが、共通マニホールド１１が、パイプのサイズと重量の制約にも係わらず、１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０の中に流れを分配することを可能にする。さらには、このことは、共通マニホールド１１が、圧力損失を最小限にし、流量を均衡化し、１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０における漏洩流を補償し、及び、プロパント及び化学物質の可変的な体積を調整することを可能にする。さらに、このことは、共通マニホールド１１が、破砕プロセスを中断することなしに個別の１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０を作動状態又は非作動状態にすること、及び／又は、（例えば、１つ又は複数の回転ＩＰＸ３０を使用せずに）通常動作に水圧破砕システムを切り換えることを可能にする。
【００３３】
システム１０の様々な構成要素が有線又は無線接続によって接続されてもよいということに留意されたい。例えば、制御システム１０８は、有線及び／又は無線接続によって、流量制御弁１２６、１５０、１６０、１６２、１６４、１６６、１６８、及び／又は、センサー１４２に接続されてもよい。さらに、制御システム１０８は１つ又は複数のプロセッサー１１０を含んでもよく、及び、このプロセッサー１１０は、マイクロプロセッサー、マイクロコントローラー、集積回路、特定用途向け集積回路等を含んでもよい。さらには、この制御システム１０８は１つ又は複数の記憶装置１１２を含んでもよく、この記憶装置１１２は、プロセッサー（例えば、プロセッサー１１０）又はコンピューターによる実行のための記録された命令が記録されている、有形で非一時的な機械可読な媒体又はメディア（例えば、ハードディスク駆動装置）の形態で実現されてもよい。命令セットが、本明細書で説明されている様々な実施形態の方法及びプロセスのような特定の動作を行うようにプロセッサー１１０に命令する様々なコマンドを含んでもよい。この命令セットは、ソフトウェアプログラム又はアプリケーションの形態であってもよい。記憶装置１１２は、コンピューター可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は、他のデータのような情報の記憶のための、任意の方法又は技術として具体化される、揮発性及び不揮発性のメディア、取外し可能な及び取外し不可能なメディアを含んでもよい。コンピューター記憶メディアは、非限定的に、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、又は、他のソリッドステート記憶装置技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、又は、他の光学式記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置又は他の磁気記憶装置、又は、任意の他の適切な記憶媒体を含んでもよい。さらに、制御システム１０８は、コンピューター、ラップトップコンピューター、モニター、携帯電話又はスマートホン、タブレット、他の携帯用装置、又は、データを受け取ってその装置のディスプレイ上にデータを表示するように構成されていてもよいその類似物のような装置（例えば、入力及び／又は出力装置）を含むか、又は、こうした装置に接続されてもよい。
【００３４】
本発明に様々な変更と代替的な形態とを加えることが可能であるが、特定の実施形態が、図面に具体例として示されており、及び、本明細書に詳細に説明されている。しかし本発明が、開示されている本発明の特定の形態に限定されることは意図されていないということに留意されたい。むしろ、本発明は、後述されている添付された特許請求項によって定義される本発明の着想と範囲とに含まれるすべての変形と等価物と代替案とを範囲内に含む。
【符号の説明】
【００３５】
１０    水圧破砕システム
１１    共通マニホールド
１２    水圧エネルギー伝達システム
１４    坑井
１６    亀裂
１８    第１の流体ポンプ
２０    第２の流体ポンプ
３０    回転等圧圧力交換装置
４２    スリーブ
４４    ローター
５０    マニホールド
５２    マニホールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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