(57)【要約】  流体を加圧するように使用可能なポンプと、ポンプと連携し作動させる電動駆動装置と、電動駆動装置と連携し動力を付与する電源とを備える、累層を誘導刺激するように使用可能なシステム、ユニット、及び方法を含む。電源は、現場発電機及び／又はグリッド電源を備えることができ、変圧器は、受け取った電圧を電動駆動装置に動力を付与するために好適な電圧に変換するように使用可能である。電動駆動装置に関連した空気移動装置は、ガスを分散させるようにポンプ近傍に空気を供給するように使用可能である。流体供給及び／又は支持材添加サブシステムの組み合わせにおいて、ポンプは累層を破砕するように使用可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
累層を誘導刺激するのに十分な圧力で、前記累層に破砕物質を供給するための電力システムであって、
前記破砕物質を加圧するポンプと、
前記ポンプに連結され、ポンプとモータの組み合わせを共に定義する電動モータと、
前記電動モータ及び電源に連結された可変周波数駆動装置とを備え、
前記電動モータは、前記ポンプを作動させることを目的として機械的エネルギーを供給するように構成され、
前記可変周波数駆動装置は前記電源から電力を受け取り、前記可変周波数駆動装置は電気信号を前記電動モータに供給する、電力システム。
【請求項２】
前記可変周波数駆動装置は、単数のポンプとモータの組み合わせに連結されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記可変周波数駆動装置は、複数のポンプとモータの組み合わせに連結されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記可変周波数駆動装置は、前記ポンプとモータの組み合わせの物理的近傍位置から離れている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記破砕物質は、揮発性物質を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記破砕物質は、不揮発性物質を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記可変周波数駆動装置は、前記ポンプとモータの組み合わせの物理的近傍位置に配置されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記可変周波数駆動装置は、前記ポンプとモータの組み合わせの物理的近傍位置に配置されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記電動モータは、耐火性を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電動モータは、防爆性を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
搬送可能な作業台を更に備え、
前記ポンプ、前記電動モータ、前記可変周波数駆動装置、又はそれらの組み合わせは、前記搬送可能な作業台上に搭載されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記破砕物質に支持材を添加可能に採用された支持材添加サブシステムを更に備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記電源及び前記ＶＦＤの間に連結された変圧器を更に備え、
前記変圧器は、前記電源から受け取った電力を、第１の電圧を第２の電圧に変換するように構成され、前記第２の電圧は前記ＶＦＤにより使用可能な範囲内の電圧である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
累層を誘導刺激するのに十分な圧力で、前記累層に破砕物質を供給するためのシステムに電力を付与する方法であって、
電源からの電力を可変周波数駆動装置が受け取るステップと、
前記可変周波数駆動装置からの電気信号を出力するステップと、
前記電気信号を電気駆動装置に入力するステップと、
前記電気駆動装置の使用により前記電気信号を機械的エネルギーに変換するステップと、
前記電気駆動装置からの前記機械的エネルギーをポンプに伝達するステップと、
前記破砕物質の容積を加圧するために前記ポンプを作動させるように前記機械的エネルギーを使用するステップ
とを含む方法。
【請求項１５】
前記電力を第１の電圧から、前記可変周波数駆動装置に前記電力が入力される前の第２の電圧に変換することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の電圧から前記第２の電圧への前記電力の変換は、前記電源と前記可変周波数駆動装置の間に連結された変圧器の使用により達成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記電気信号の少なくとも一部は、複数の電気駆動装置に入力され、前記複数の電気駆動装置のそれぞれは、前記第２の電気信号をポンプに出力する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１３年１０月１０日に出願した米国仮特許出願第６１／８８９，１８７号に対する優先権を主張する。
【０００２】
本出願は、２０１３年３月３日に出願した米国非仮特許出願第１４／１９９４６１号及び２０１３年１２月１２日に出願した米国仮特許出願第６１／９１５０９３号に対する優先権を更に主張する。
【０００３】
すべての上記出願は、その全体を参照して本明細書に組み込む。
【０００４】
本開示は、一般的に、坑井内で使用可能なシステム、方法、装置、及び組成物に関し、特に、累層からの生成物（例えば、炭化水素）を誘導刺激するように累層を破砕するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００５】
井戸からの炭化水素の生成物を誘導刺激及び／又は増大するように、破砕法（フラクチャリング）（口語的には「フラッキング」と称する）として知られるプロセスが行われる。簡潔には、加圧流体（多くの場合は水）を、累層において亀裂を生じさせるのに十分な圧力で、累層の生成領域に注入することにより、より少ない障害で累層から炭化水素を流すことができる。砂、セラミックビーズ、及び／又は同様の粒子型物質等の固形物は、破砕流体（フラクチャリング流体）に混合でき、この物質は、一般的には亀裂が形成された後に、亀裂内に残存している。フラクチャー支持材（プロパント）として知られる固形物は、破砕作業の後で、例えば、開いた位置において亀裂を「支持（プロップ）」することにより、亀裂が閉じたり、及び／又は著しくサイズが減少したりすることを防止するように機能する。ある種の支持材はまた、加圧下で累層に注入されるときに、亀裂の形成を促進することができる。例えば、坑井への炭化水素の流れを妨げることにより、亀裂における支持材の存在が累層の透過性を妨害し得るが、支持された亀裂により生じた増大した流れは、通常、支持材に起因した如何なる障害をも上回る。破砕の目的で累層へ搬送される物質を、「破砕物質（フラクチャリング物質）」と称する場合がある。破砕物質は破砕目的のために累層へ搬送される如何なる物質を含んでいてもよく、流体、ガス、固体、又はそれらの組み合わせを含んでいてもよい。
【０００６】
液体を用いた破砕法は、累層の水の悪影響のために望ましくないことが多い。例えば、塩及び他の累層組成物は溶解する場合があるが、粘土及び他の累層組成物は水に曝されたときに膨張し得るので、多量の水に曝すことは累層を不安定にし得る。水や他の液体の使用はまた、廃棄に関する問題も生じさせる。具体的には、（例えば、破砕作業の後で）井戸から回収される液体破砕流体は、種々の坑井流体及び他の化学物質（例えば、流体を使用して破砕を促進する添加物）を含むので、回収された破砕流体は、多数の規則の定めるところにより、地上で回収され貯蔵され、環境的に受容可能な方法で処分されなければならない。そのようなプロセスは、かなりの時間及び破砕作業に対する費用を増大させる。
【０００７】
炭化水素ベースの流体（例えば、原油／精製油、メタノール、ディーゼル、凝縮物、液化石油ガス（ＬＰＧ）及び／又は他の脂肪族又は芳香族化合物）を含む成功した分類のように、非水破砕流体が代替手段として使用されている。炭化水素ベースの破砕流体は、大抵の貯留層と本質的に親和性を有し、受容可能な亀裂形状を生成するとともに、一般的に累層に損傷を与えない。しかしながら、炭化水素ベースの流体の引火性のために、坑井作業のためにそのような流体を使用するときには、強化された安全な準備及び設備が必要である。更に、多くの種類の支持材を運搬するのに十分な濃度が不足するとともに、多くの炭化水素ベースの流体は揮発性であり、及び／又は坑井温度及び圧力での使用に不適である。したがって、流体の特性を変化させるように化学添加物（例えば、ゲル化剤、増粘剤等）を使用するのが一般的な方法である。液化石油ガスの使用を記載するシステムの一例が、その全体を参照して組み込む米国特許８，４０８，２８９号に記載されている。化学添加物の使用は、液体を使用して破砕作業を行ったときに直面するのと同様に、廃棄及び処理問題を生じさせる。
【０００８】
使用される破砕流体及び支持材の種類とは無関係に、破砕作業は、坑井に注入される破砕流体を加圧するための１つ又は複数の高圧ポンプの使用を典型的に必要とする。従来、そのような設備は、ディーゼルエンジンを用いて駆動され／動力を付与され、ディーゼルエンジンは労働現場での大量の騒音、汚染及び費用の原因となる。電気駆動システムは、ディーゼルエンジンに対する代替手段として検討されている。しかしながら、そのようなシステムは多くの設備、大規模なケーブル敷設及び／又は同様の導管を必要とし、天然ガスタービン等の現場発電を典型的に利用する。タービン原動機及び同様の設備の使用は、引火性組成物を含む破砕流体を利用するときには不適である場合がある。地下累層の破砕において使用するための例示的な電動システムが、その全体を参照して組み込む公開された米国特許出願２０１２／０２５５７３４号に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
累層損傷／親和性、引火性、支持材搬送、及び／又は電力供給の問題を克服することができる、地下の累層を破砕及び／又は誘導刺激するためのシステム及び方法の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の範囲内で使用可能な実施形態は、坑井を介した累層への加圧流体の供給に通じるような、累層を誘導刺激する（例えば、累層に亀裂を形成する）ために使用可能なシステムを備える。流体（例えば、プロパン、他のアルカン、ハロゲン化炭化水素、他の炭化水素等の破砕流体、又は水等の他の破砕流体）を供給するように採用される流体供給システムは、累層と連携する流体において設けることができる。流体と連携する１つ又は複数のポンプ（例えば、破砕作業のために使用可能な高圧ポンプ）を備える電源サブシステムは、累層を誘導刺激するのに十分な圧力となるように流体を加圧するように使用可能である。実施形態において、支持材添加システムは、固形物（例えば、砂、セラミック、ビーズ、ガラス球、結晶性物質、又は累層における亀裂を維持するように使用可能な他の固形及び／又は粒子状物質等の支持材）を流体に供給するように使用可能である。
【００１１】
１つ又は複数のポンプに加えて、電源サブシステムは、ポンプと連携しポンプを作動させる電動駆動装置（例えば、電動モータ）と、電動駆動装置と連携し電動駆動装置に動力を付与する電源（例えば、タービン式発電機、グリッド電源、及び／又は他の交流又は直流電源）とを備えることができる。或いは又は更に、本開示の範囲から逸脱することなく、発電機は、往復機関（例えば、ディーゼルエンジン）を用いて動力を付与されることができる。単数のポンプは、単数の電動駆動装置又は複数の電動駆動装置を用いて作動することができ、複数のポンプは、単数の電動駆動装置又は複数の電動駆動装置を用いて作動することができる。同様に、単数の電源は、１つ又は複数の電動駆動装置に動力を付与することができ、或いは１つ又は複数の電動駆動装置は、複数の電源により動力を付与されることができる。実施形態において、電源サブシステムは、天然ガスタービンにより動力が付与される発電機等の現場電源、又はグリッド電源（例えば、電力ライン又はリモート電源に関連した同様の導管）の同時、又は選択的／代替的な使用に採用可能である。
【００１２】
１つ又は複数の変圧器は、電源からの電圧を、電動駆動装置に動力を付与するのに好適な電圧に変化させるように使用可能である。１つ又は複数の可変周波数駆動装置（ＶＦＤ）は、変圧器及び各電動駆動装置と連携するように設けることができる。
【００１３】
実施形態において、少なくとも１つのＶＦＤ、電動駆動装置及びポンプは、例えば、労働現場でモジュール式の位置決めを促進するように移動車両上に設けることができる。１つ又は複数の変圧器はまた、移動車両上に搭載して、又は移動車両から離れて設けることができる。電源は、従来の労働現場で存在するケーブル敷設／導管の大半を解消する単数の電線管を介して、変圧器と（及びその後に、他の関連した部品と）連動することができる。
【００１４】
実施形態において、電動駆動装置に関連した（典型的には電動駆動装置を冷却するように使用される）換気装置（例えば、送風機）が、例えば、揮発性ガスを分散させるために、ポンプ近傍に空気を流すように使用可能である。例えば、プロパンを破砕流体として使用するときに、ポンプ近傍のプロパンの蓄積は、引火性条件を生成する（例えば、空気中のプロパン濃度が約２．２％〜９．５％）が、ポンプ近傍の空気の連続的な移動は、引火性組成物の蓄積が発火するのに十分な濃度となることを防止し得る。電動駆動装置とポンプの間に延伸する閉鎖導管は、空気の流れを促進するように使用可能である。代替的又は追加的に、電動駆動装置及びポンプは、単数のハウジングを占有し得る。実施形態において、電動駆動装置とポンプの間に延伸する駆動軸から延伸する１つ又は複数の突起部（例えば、フィン、ブレード、又は同様の突起）は、換気装置からの空気により接触することができるので、空気の流れは駆動軸に原動力を付与する。そのような突起部自体の回転（例えば、ポンプを作動するように駆動軸が回転されたとき）は、電動駆動装置に関連した換気装置に加えて又はこれに代えて、ポンプ近傍に空気を循環させるように機能することができる。
【００１５】
本開示の範囲内で使用可能なシステムの実施形態は、能動的な前端を有するＶＦＤを提供してもよい。ＶＦＤに使用され得る能動的な前端は、約３，５００Ｈｚの周波数での絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）及びインダクタ・キャパシタ・インダクタ（ＬＣＬ）受動フィルタを能動的にスイッチする。ＶＦＤに入力される信号を能動的にフィルタリングすることにより、その可能性を低減するイネーブル能動信号変調が、破砕物質の搬送に悪影響を及ぼし得る高調波を発現するシステムを能動的に抑制するように使用してもよい。そのような能動的な前端は、従来のダイオードブリッジ整流又は他の能動フィルタリング技術と比較して、送電網からの電気を使用するときに高調波をキャンセルする上位ラインを提供する。
【００１６】
更に、システムの実施形態は、同様の時間に同様の破砕作業において使用される複数のポンプを制御するための論理システムを備えていてもよい。論理システムは、ポンプシステムの多数の異なるパラメータを能動的に監視する１つ又は複数のセンサを備えていてもよい。論理システムは、累層への破砕流体の流れを最適化するため、又は複数のポンプシステム間の相互作用により生じる潜在的な危険な状態を抑制するために、１つ又は複数のポンプのポンプ動作の特性を応答可能なように調整するために、センサにより収集されたデータを用いる能動的なフィードバックループを更に備えていてもよい。
【００１７】
ここに記載されるシステムの電気部品は多数の異なる電圧で操作されてもよい。しかしながら、如何なる機能的な電圧範囲も放棄することなく、本開示の実施形態の記載の目的のために、操作電圧は約４１６０ボルト又は「中間電位」と仮定する。
【００１８】
中間電位の使用は、システムに対して幾つかの電位的に有益な点があるので、ここでは具体的に記載されている。そのような有利な点は、電源からの流入電力を、ＶＦＤにより使用可能な電圧に変換するための前端変圧器の必要性を消失させることを含む。前端変圧器の必要性の消失は、システムの使用に必要な設備量を低減し、システムを設置及び運転するコスト及び運搬要件（例えば、前端変圧器自体のコスト、設備の搬送のコスト及び企画、現場の設備重量等）を順次低減する。
【００１９】
更に、中間電圧の使用は、より低い電圧構成を必要とするよりもシステムの電気部品の間を走行する電気ケーブルをより少数及び／又はより小さくすることができる。ケーブルの低減は、システムの設置コスト及び労働現場の雑然さの両方を低減する。
【００２０】
本開示の範囲は、累層を誘導刺激するのに十分な圧力で累層に破砕物質を供給するための電力システムを備える。電力システムは、少なくとも１つのポンプと、少なくとも１つの電気駆動装置と、少なくとも１つのＶＦＤとを備える。システムの実施形態において、ＶＦＤは電源から電力を受けて、ＶＦＤは電力を、電気駆動装置に伝達される電気信号に変換する。電気駆動装置は、ＶＦＤより供給された電気信号を、ポンプを作動させるためにしようされる機械的エネルギーに変換する。電気駆動装置により生成される機械的エネルギーによるポンプの動作は、ポンプに破砕物質の容積を加圧させる。加圧破砕物質は、累層を誘導刺激するもの的で累層に搬送してもよい。
【００２１】
電力システムの実施形態は、単数のＶＦＤが電気信号を、関連するポンプにそれぞれ動力を付与する複数の電動モータに供給してもよいように構成してもよい。単数のＶＦＤが複数のモータとポンプの組み合わせに動力を付与するこの構成は、高流量且つ低圧で累層に搬送する破砕流体を必要とする破砕システムに有益である。
【００２２】
電力システムの他の実施形態は、単数のＶＦＤが単数のモータとポンプの組み合わせに電気信号を供給し得るように構成してもよい。この構成は、破砕システムが高圧で累層に搬送する破砕流体を必要とするときの状態において有益である。
【００２３】
電力システムの実施形態は、ＶＦＤがモータとポンプの組み合わせの近傍位置に配置されるように構成してもよい。この構成は、作業現場で低減したインフラ設備要件とすることができ、全体の電力システムを搬送可能な作業台により支持し、且つ搬送可能とすることができる。
【００２４】
電力システムの他の実施形態は、ＶＦＤがモータとポンプの組み合わせから遠く離れた場所に配置されるように構成されていてもよい。この構成は、破砕物質と相互作用するシステムの部品の近傍からの潜在的な発火資源（ＶＦＤ）を物理的に除去することにより現場の危険を抑制することに役立たせてもよい。これは加圧された破砕物質が揮発性物質を含むときに特に重要である場合がある。
【００２５】
電力システムの実施形態は、耐火性及び／又は防爆性を有するように設計された電気駆動装置を備えていてもよい。
【００２６】
電力システムの実施形態は、加圧された破砕物質に支持材を添加するように構成された支持材添加システムを更に備えていてもよい。
【００２７】
電力システムは、粘性破砕物質を累層に搬送可能な攪拌機を更に備えていてもよい。そのような攪拌機は、粘性破砕物質の搬送を可能とする振動を使用してもよい。
【００２８】
電力システムの実施形態は、受け取った電力を、第１の電圧から、ＶＦＤに入力される前の電力の第２の電圧に変換する変圧器を更に備えていてもよい。
【００２９】
本開示の範囲において、累層を誘導刺激するのに十分な圧力で累層に破砕物質を供給するためのシステムに電力を付与する方法が更に含まれる。方法の実施形態は、最初に電源から電力を受け取る。電力は、電力を電気信号に変換するＶＦＤに入力される。電気信号はその後、ＶＦＤから電動モータへ伝達される。電動モータは、ＶＦＤから供給された電気信号を機械的エネルギーに変換する。電動モータからの機械的エネルギーは、破砕物質の容積を加圧する電動モータからの機械的エネルギーを使用するポンプに伝達される。
【００３０】
方法の実施形態は、受け取った電力を、第１の電圧から、ＶＦＤに入力される前の電力の第２の電圧に変換するステップを更に含んでいてもよい。変圧器は、第１の電圧から第２の電圧に変換するように使用してもよい。このステップは、電源により供給された電圧がＶＦＤにより使用可能な電圧の範囲外であるときに必要とされ得る。
【００３１】
方法の実施形態は、ＶＦＤにより供給された電気信号の一部を電気駆動装置に伝達するために提供してもよい。電気信号の一部は、直列又は並列の複数の電動モータに供給してもよい。
【００３２】
開示された主題の特性と考えられる新規な特徴が、後に提出される特許請求の範囲で説明される。しかしながら、使用の好ましい態様と同様に、開示された主題自体、更には目的、その効果は、添付の図面と併せて読み取られるときに以下の例示的な実施形態の詳細な記載を参照することにより最も理解されるであろう。
【００３３】
以下に記載される本開示の範囲内で使用可能な種々の実施形態の詳細な説明において、添付の図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本開示の範囲内で使用可能なシステムの実施形態の概略図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本開示の範囲内で使用可能なポンプと連動するモータの実施形態の概略側面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本開示の範囲内で使用可能なポンプと連動するモータの実施形態の概略側面図を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本開示の範囲内で使用可能なポンプと連動するモータの実施形態の概略側面図を示す。
【図３】図３は、本開示の範囲内で使用可能なポンプと連動するモータの実施形態の概略側面図を示す。
【図４】図４は、本開示の範囲内で使用可能なポンプと連動するモータの実施形態の概略側面図を示す。
【図５】図５は、本開示の範囲内で使用可能なＶＦＤの実施形態の概略側面図を示す。
【図６】図６は、本開示の範囲内で使用可能な、累層に破砕物質を供給するための電気ポンプシステムの実施形態の概略図を示す。
【図７】図７は、本開示の範囲内で使用可能な、累層に破砕物質を供給するための電気ポンプシステムの実施形態の概略図を示す。
【図８】図８は、本開示の範囲内で使用可能な、累層に破砕物質を供給するための電気ポンプシステムの実施形態の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
上記の図面を参照しながら、以下において１又は複数の実施形態を説明する。符合が図面に付され、異なる図を通じて同一の符合番号は同一の部品を指し示すように使用される。
【００３６】
本発明の選択された実施形態を詳細に記載する前に、本発明はここに記載された特定の実施形態に限定されないことが理解される。この開示及び記載は、本発明の１つ又は複数の現在の好ましい実施形態及びそのバリエーションの例示及び解説であり、当業者により、設計、機構、操作順序、操作手段、設備構造及び場所、方法、及び機械的等価物における種々の変更を行ってもよいことが、本発明の思想から逸脱することなく理解されるだろう。
【００３７】
同様に、図面は、当業者に対して発明の現在の好ましい実施形態を概略的に簡潔に開示することを意図しているが、製造レベルの図面又は最終製品の解説を意図せず、容易且つ迅速な発明の理解又は説明が望まれるために単純化された概念的な図を含んでいてもよいと理解すべきである。同様に、部品の相対的なサイズ及び配置は示されたものと異なっていてもよく、本願を通じて記載された発明の思想内でいつでも運用する。
【００３８】
更に、「上側」、「下側」、「下」、「上」、「左」、「右」、その他の種々の方向は、図面に関連した説明に対して使用されているに過ぎず、例えば、操作と同様に、搬送及び製造中には部品は異なる方向を向いてもよいと理解されるだろう。多くの種々の異なる実施形態が、ここで教示された発明概念の範囲内で実施されてもよく、多くの変形例がここに記載された実施形態において実施されてもよいので、ここでの詳細は例示であり限定されないと解釈されるものと理解される。
【００３９】
図１は、加圧下で流体を井戸（１０）に注入するために使用可能なシステムの実施形態を示す。例えば、図示されたシステムは、井戸（１０）への加圧破砕流体の供給を介して坑井累層において亀裂を形成することにより、生成物（例えば、炭化水素）を誘導刺激するように使用可能であり、累層から坑井及び地上に対する炭化水素又は他の流体の流れを許すとともに、亀裂を維持及び／又は支持するように支持材（例えば、固形粒子状物質）に混合される。概念的に、図１は、図示されたシステムを、破砕流体を井戸（１０）に供給するための流体添加サブシステム（１２）と、支持材を破砕流体に供給するための支持材添加サブシステム（１４）と、システムの１つ又は複数の部品に電力を供給するための電源サブシステム（１６）と、井戸（１０）に注入するために流体を加圧するポンプサブシステム（１７）とに細分化する。図１に示した部品の数、型、配列は、一つの例示的な実施形態に過ぎず、図示された説明図は、概念的に本システムの１つの実施形態を示すように意図された概略図と理解すべきである。したがって、本開示の範囲から逸脱することなく、一致又は同様の部品との如何なる数、種類、及び配置も使用可能であることに留意すべきである。
【００４０】
図示された流体添加サブシステム（１２）は、複数のタンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）、及び／又は（例えば、支持材を井戸（１０）に運搬するための、及び／又は加圧されたときに地下の累層において亀裂を形成するための）破砕流体として使用可能な１つ又は複数の流体媒質を含むように使用可能な他の種類の容器を備える。具体的には、図示された実施形態は、液体プロパン、又は他の低分子量アルカン（例えば、１個から６個の炭素原子を有する）を含むように使用可能なタンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）を備える。しかしながら、本開示の種々の実施形態は、破砕流体としてのプロパン及び／又は他のアルカンの使用を含み、支持材添加サブシステム（１４）及び電源サブシステム（１６）を備える図示されたシステムは、如何なる破砕流体（例えば、水）を用いても使用可能と理解すべきである。
【００４１】
ここに参照して組み込む米国特許８，４０８，２８９に記載されているように、ゲル化された液化石油ガスは、累層に対する損傷を最小限に抑えるように破砕流体において使用されており、不活性ガス（例えば窒素）を用いて印加された圧力により運搬されるが、本開示の範囲内で使用可能な実施形態は、ゲル化剤又は化学添加物を添加せずに、液体プロパン及び／又は他のアルカンの使用を含むことができる。更に、炭化水素ベースの破砕流体の引火性を低減又は消失させるように、実施形態においてハロゲン化炭化水素を存在させることができる。例えば、１，１，１，２，３，３，３−ヘプタフルオロプロパン、又は同様の、脂肪族又は脂肪族誘導体（例えば、エーテル及び／又はオレフィン）と１つ又は複数のハロゲン元素（例えば、フッ素、臭素等）からなるハロゲン化炭化水素化合物が、破砕流体に存在し得るので、結果として生じる流体は難燃剤又は不燃性である。本開示の範囲から逸脱することなく、如何なる量のハロゲン化合物も使用可能であるが、破砕流体の一部はハロゲン化合物を含むことができ、破砕流体に難燃剤及び／又は不燃特性を与える。更に、ヘプタフルオロプロパンは、個別の例示的な実施形態として参照されていると理解すべきである。ハイドロフルオロアルケン、ハイドロフルオロエーテル、及び他の種類のハロゲン化合物をまた、本開示の範囲から逸脱することなく使用可能である。注目すべきは、ハロゲン化炭化水素の使用は、非ハロゲン化炭化水素と比較して高い流体濃度及び低い表面張力及び粘性を有することも相まって、不燃性を超えて更に有益な特性を提供できる。
【００４２】
図１は、垂直配向を有する一般的な円筒容器としてのタンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）を示す。プロパン及び／又は他のアルカン（及び／又はハロゲン化炭化水素）を含む垂直に配向されたタンクの使用は、重力及び／又はタンクの内容物の上方の蒸気圧を、井戸（１０）へ内容物を運搬するのに利用することができ、したがって低エネルギー及び／又は低電力のポンプ設備を必要とし、水平配向のタンクと比較したときに、タンク（例えば、「タンク底」）に少量の未使用の容積を含ませることが可能となる。垂直タンクはまた、水平タンク及び他の代替手段よりも小さい設置面積を提供する。しかしながら、破砕流体を含むように使用可能である如何なる種類の容器も、本開示の範囲から逸脱することなく、使用可能であると理解すべきである。実施形態において、タンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）は、破砕又は他の作業を行うのに十分な割合でタンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）からの流体の流れを促進するように複数の排気口を有することができる。更なる実施形態において、タンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）は、一般的な垂直配向において、携帯可能／可搬型（例えば搬送能力を促進するように実装又は構造化されたスキッド）である。他の実施形態において、破砕流体を含む現場容器の使用は省略することができ、遠隔資源からのパイプライン又は同様の導管が、破砕流体を井戸（１０）に連続的又は間欠的に供給するように使用可能である。
【００４３】
タンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）は、プロパン及び／又は他のアルカン又は炭化水素を、充填ライン（２２）を介してタンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）に供給するための流体源（２０）と連携するように示されている。通気ライン（２４）はまた、例えば、タンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）からの圧力を緩和するように、及び／又はタンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）への流れ、及びタンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）からの流れを促進するように使用可能である。各タンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）は、関連したポンプ（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ）（例えば、ブースターポンプ）と連携するように示され、関連したポンプ（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ）から破砕流体を取り出し、導管（２８）を介して井戸（１０）へ流体を流すように使用可能である。２次流体ブースターポンプ（３０）は、導管の低圧領域（３２）を介して、井戸（１０）へ流体を更に運搬するために示される。図１は、タンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）に関連した各関連したポンプ（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ）と、流体を更に運搬する２次ブースターポンプ（３０）を有するタンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）を示すが、種々の実施形態において、２次ポンプは省略されてもよく、単数のポンプが複数のタンクから流体を取り出すように使用可能であり、複数のポンプが単数のタンクから流体を取り出すように使用可能であり、又はポンプの使用は省略し得ると理解すべきである。実施形態において、重力、蒸気圧、及び／又は外部資源を用いて圧力タンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）及び／又は圧力タンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）の内容物に印加される圧力は、ポンプの代わりに破砕流体を井戸（１０）へ運搬するように使用可能である。
【００４４】
図示された支持材添加サブシステム（１４）は、複数の支持材貯蔵容器（３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ）（例えば、サイロ又は他の種類のタンク及び／又はコンテナ）を備え、搬送機（３６）に関連する位置に配置され、搬送機（３６）は、容器（３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ）からホッパー（３８）又は同様の種類のコンテナへ支持材を搬送するように使用可能な、１つ又は複数の搬送ベルト、傾斜台、スライド、パイプ、又は他の種類の導管及び／又は搬送手段を備えることができる。サイロ等の垂直に配向された支持材貯蔵容器の使用は、重力及び／又は支持材の重量が、コンテナから搬送機（３６）及び／又は井戸（１０）へ支持材を運搬することを可能とするとともに、コンテナにより占拠される設置面積を減少させる。１つの例示的な支持材貯蔵容器は、テキサス州ブレイディのロードクラフトインダストリーズ社により製造されたモデル４２４サンドサイロを備えることができ、関連した搬送トレーラーを備えることができる。容器（３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ）内の支持材は、他の可能性のある代替手段の中で、砂、ガラス又は粘土ビーズ、砂利、又は結晶性物質（例えば、ジルコン）及び／又は中空ガラス粒子（例えば、ミネソタ州セントポールの３Ｍにより製造されるようなガラス球／微小球）等の他の同様の種類の材料及び／又は粒子状物質等の、累層における亀裂を保持又は支持するように使用可能な小さい及び／又は粒子状固形物の如何なるものを含むことができる。
【００４５】
図１は、支持材をホッパー（３８）又は他の種類の第２のコンテナに搬送するための搬送機（３６）に関連した３つの支持材貯蔵容器（３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ）を示すが、種々の実施形態において、離間した貯蔵容器及び搬送機を省略するが、単数のホッパー又はコンテナが使用可能であり、又は支持材が井戸（１０）へ貯蔵容器から直接搬送されるとともに、ホッパー又は他の種類の２次コンテナの使用は省略可能であると理解すべきである。一般的には、ホッパー（３８）が、潤滑源（４０）（例えば、タンク）からの潤滑流体が導管（４４）及び潤滑ポンプ（４２）を介して注入された支持材に供給されることができる場所として機能する。使用可能な潤滑流体は、一般的にはシステム部品に損傷を与えず、タンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）における破砕流体、累層及び井戸（１０）における貯蔵流体と親和性を有する、流体添加サブシステム（１２）のタンク（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）に貯蔵されたものと同一又は同様の破砕流体、鉱油、又は他の好適な潤滑剤を含むことができる。支持材ポンプ（４５）は、支持材及び潤滑流体を井戸（１０）へ運搬し、及び／又は支持材を潤滑流体とスラリー化するように使用可能である。支持材は、導管の低圧領域（３２）内の添加点（４６）での破砕流体添加サブシステム（１２）からの破砕流体の流れで混合されるので、支持材及び破砕流体の流れは、所望の支持材濃度を達成するように、支持材及び流体を混合及び／又はスラリー化することができる（例えば、乱流及び／又は他の要因に起因する）。一般的な一定の支持材濃度を有する支持材及び破砕流体のスラリーの生成は、専ら支持材スラリーの添加割合を修正することにより、添加点（４６）で添加された支持材量を制御することを可能とする。
【００４６】
図示された支持材添加サブシステム（１４）は、支持材を破砕流体の流れに添加できる１つの例示的な実施形態に過ぎないことを理解すべきである。実施形態において、ベンチュリノズル（４７）は、例えば、添加点（４６）で又はその近傍で（例えば、その上流で）、破砕流体の流れと連携する位置に配置することができ、それにより粘性を増大し、ノズル（４７）の下流端での流体の圧力を低減するので、添加点（４６）を横切る及び／又は近傍の低圧破砕流体の流れは、流れを介して支持材を取り出すことができる。拡散器（４９）はノズル（４７）から下流に設けることができる。弾性（例えば、自己調整）ノズルが、ノズルを通した一定の圧力低下を促進するように使用可能であり、それにより支持材の割合／濃度の制御が容易となる。ベンチュリノズルの使用は、支持材及び破砕流体の混合及び／又はスラリー化を更に促進することができる。
【００４７】
低圧領域（３２）における破砕流体及び支持材が井戸（１０）へ流れるにつれて、１つ又は複数の高圧破砕ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）により加圧され、導管の高圧領域（７２）を定義し、井戸（１０）に供給される流体は、累層において亀裂を生成するのに十分な圧力となる。図示された電源サブシステム（１６）は、高圧ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）、及び／又は他のシステム部品（破砕流体、支持材及び潤滑流体を流すように使用可能なポンプ（２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，３０，４２，４５）、支持材搬送機（３６）、システム部品に関連した１つ又は複数のバルブ、及び／又は他の同様の要素等）に電力を供給するように使用可能である。
【００４８】
図１は、高圧ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）及び関連した部品が動力を付与されることができる２つの方法を示す。しかしながら、図示された電源サブシステム（１６）は、他の実施形態において、同時に及び／又は選択的に２つの電源を使用するが、単数の電源が使用可能であることを理解すべきである。更に、図示された電源サブシステム（１６）が、高圧ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）に動力を付与するように使用されるが、電源サブシステム（１６）は、図示されたシステムの如何なる部分（例えば、流体サブシステムに関連したブースターポンプ、支持材サブシステムに関連した潤滑及びスラリーポンプ、支持材搬送機、種々の関連したバルブ、同様の井戸（１０）に関連した他の流体システム（図示せず））にも動力を付与するように使用可能であると理解すべきである。具体的には、電源サブシステム（１６）は、ケーブル（５６）又は同様の導管を介して電源サブシステム（１６）の他の部品に供給可能な電力を生成するように、発電機（５４）に連結されたタービン（５２）（例えば、天然ガスタービン、又は同様の種類の他の形態のエネルギーから機械的出力を生成するように使用可能な装置）を有して示される。代替的に又は追加的に、電力は外部資源（例えば、都市の送電網、電力ライン等）（６０）から得ることができる。典型的な電力は、実施形態において、４，１６０Ｖで供給されるが、高圧線がシステムに電力を搬送するように使用可能である。例えば、図１は、１３，８００Ｖ又はそれ以上の高電圧を変圧器（６２）に搬送可能な電力ライン（６０）を示し、変圧器（６２）は、例えば、導管（５６）における電圧を、４，１６０Ｖの典型的な電圧又は他の使用可能な電圧に降下するように使用可能である。発電機（５４）を用いて生成された電力は、変圧器を必要とせずに、使用可能な電圧で供給することができる。しかしながら、変圧器は、本開示の範囲から逸脱することなく、発電機（５４）に関連するように使用可能である。
【００４９】
如何なる数及び種類の高圧ポンプも使用可能であるが、図１は、破砕流体を加圧するように使用可能な４つの高圧ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）を示す。第１及び第２の高圧ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ）は、第１の輸送車両（４８Ａ）上に搭載されて示されており、第１の輸送車両（４８Ａ）は、一例として、平台トレーラー、トラック、スキッド、又は他の搬送可能な作業台又は構造物（足場）を含むことができる。同様に、第３及び第４の高圧ポンプ（７０Ｃ，７０Ｄ）は、第２の輸送車両（４８Ｂ）上に搭載されて示されている。
【００５０】
各輸送車両（４８Ａ，４８Ｂ）は、輸送車両（４８Ａ，４８Ｂ）上に位置する変圧器（６４Ａ，６４Ｂ）を備えて示されている。車両上の変圧器自体の使用は、単数の各電力ケーブル（５８Ａ，５８Ｂ）に、電源から車両（４８Ａ，４８Ｂ）まで延伸するのを可能とする。逆に、変圧器の使用は、変圧器から他のシステム部品まで延伸する多数のケーブル及び／又は他の導管を必要とする他のシステム部品から離れている。したがって、高圧ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）及び他の関連した部品の近傍の変圧器（６４Ａ，６４Ｂ）の位置決めは、延伸させなければならない多数のケーブル／導管の距離を最小化する。使用可能な電圧は、実施形態において、本開示の範囲から逸脱することなく変化させることができるが、変圧器（６４Ａ，６４Ｂ）は、高圧ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）に関連した部品による使用のために、ケーブル（５８Ａ，５８Ｂ）における電圧を４，１６０Ｖから６００Ｖまで低減するように採用可能である。具体的には、図１は、第１の変圧器（６４Ａ）と電気的に通信する２つのＶＦＤ（６６Ａ，６６Ｂ）と、第２の変圧器（６４Ｂ）と電気的に通信する２つのＶＦＤ（６６Ｃ，６６Ｄ）とを備える。ＶＦＤ（６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ）は、各関連した電動モータ（６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃ，６８Ｄ）をそれぞれ順番に作動する。各電動モータ（６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃ，６８Ｄ）は、各高圧ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）に順番に動力を付与する。実施形態において、電動モータは、他の資源のうち、英国ウースターシャー州のＴＥＣモータから入手できるＡＴＥＸモータ等の防爆モータを含むことができる。
【００５１】
グリッドベース電源を用いたときのような電気的ノイズ／干渉を低減するために、変圧器（６４Ａ，６４Ｂ）は、受け取った電力を、多数の連続的な電気的な相／パルスに変換するように採用可能である。例えば変圧器は、３相電源を受け取り、システム部品に逐次搬送するための９相、１８パルス電源に変換する。
【００５２】
したがって、図示された電源サブシステム（１６）は、高圧破砕ポンプに動力を付与するディーゼルエンジンの従来的な使用を低減又は消失させるように使用可能である。更に、機動型のトレーラー又は同様の可搬型車両（４８Ａ，４８Ｂ）上に位置する部品のモジュラーセットの使用は、各部品に動力を付与するために必要なケーブル及び他の導管の数及び長さを最小化するとともに、各部品の設置も容易とする。例えば、変圧器（６４Ａ，６４Ｂ）、ＶＦＤ（６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ）、モータ（６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃ，６８Ｄ）、及び高圧ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）の間のすべての接続は、一般的には恒常的に設置することができるので、車両（４８Ａ，４８Ｂ）は、作業場所で所望の位置で位置決めすることができ、単数のケーブル（５８Ａ，５８Ｂ）と連動し、それにより各部品に動力を付与する。更に、必要に応じて、作業場所での他の対象の位置に依存して、部品のフレキシブルな位置決めを可能とするが、部品のセットを移動可能なモジュラーの使用は、システムの設置面積を低減する。実施形態において、発電部品は、破砕流体添加サブシステム（１２）等の他のシステム部品から遠隔に配置することができ、破砕流体添加サブシステム（１２）は、引火性組成物（例えば、プロパン）が破砕流体に使用されているときの発火リスクを低減する。
【００５３】
図１は、１つの変圧器、２つのＶＦＤ、２つの電動モータ、及び２つの高圧ポンプをそれぞれ可搬型車両（４８Ａ，４８Ｂ）上に有する２つの可搬型車両（４８Ａ，４８Ｂ）を示すが、本開示の範囲から逸脱することなく、如何なる数の可搬型車両も使用可能であり、更に、各可搬型車両は、単数の高圧ポンプ又は３つ以上の高圧ポンプを備え得ることを理解すべきである。更に、図１は、２つのＶＦＤ、２つのモータ、及び２つの高圧ポンプと連動する単数の変圧器を示すが、如何なる数の変圧器も使用可能であり、或いは実施形態において、好適な電圧は、電源サブシステム（１６）の部品に直接供給することができ、可搬型車両上の変圧器の必要性を除去する。更に、図１は、単数の高圧ポンプに順番に動力を付与する単数の電動モータを作動するように使用される単数のＶＦＤを示すが、種々の実施形態においては、ＶＦＤが複数のモータを作動することができ、複数のＶＦＤが単数のモータを作動するように使用可能であり、単数のモータが複数の高圧ポンプに動力を付与することができ、及び／又は複数のモータが単数の高圧ポンプに動力を付与することができる。
【００５４】
例えば、可搬型車両（４８Ａ，４８Ｂ）上の、互いに極接近した電源サブシステム（１６）の部品の位置決めは、他の相乗的な利益を得ることができる。例えば、実施形態において、電動モータ（６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃ，６８Ｄ）を冷却し、及び／又は陽圧をそれに維持するように使用される１つ又は複数の送風機からの空気は、例えば、単数のハウジングにおける各モータ及び関連した高圧ポンプを位置決めすることにより、及び／又は空気路を介して各関連したポンプのハウジングを接続することにより、隣接する高圧ポンプ（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）に導くことができる。送風機からの空気により、作業中に、ポンプ近傍の如何なるプロパン又は他のアルカン及び／又は他の引火性物質をも消失／分散させることができ、それにより引火性物質の蓄積を発火し得る濃度となることを抑制することができる。実施形態において、各高圧ポンプに対する連結及び／又はモータを接続する軸は、フィン、ブレード、及び／又は他の同様の突起部とともに設けられるので、軸の回転は、高圧ポンプ及び／又は送風機近傍に空気を循環させることができ、モータからの送風は、フィン／突起部に回転の原動力を付加することにより、フィン／突起部を介して軸の回転を促進することができる。
【００５５】
例えば、図２Ａは、電動モータ（７２）に関連した送風機（７４）を有する電動モータ（７２）の実施形態を示し、送風機（７４）は、空気流路（７６）により表され、例えばモータ（７２）を冷却するように、モータ（７２）の固定部及び／又は可動部に空気を供給するように典型的に使用可能である。モータ（７２）の駆動軸（８０）は、隣接するポンプ（７８）（例えば、破砕作業において使用可能な高圧ポンプ）と連動するように、モータ（７２）から延伸して示される。モータ（７２）が動力を付与されることによる駆動軸（８０）の回転及び／又は他の種類の移動は、それによりポンプ（７８）を作動させる。空気路（８２）は、モータ（７２）とポンプ（７８）の間に延伸して示されるので、流路（８４）で示すように、例えば、ポンプ（７２）の近傍のガスを分散させるために、送風機（７６）からの空気を導管（８２）を介してポンプ（７２）へ流すことができる。
【００５６】
図２Ｂは、モータ（７２）、送風機（７４）、ポンプ（７８）及び駆動軸（８０）が示されている他の実施形態を示す。図示された実施形態において、空気路（８６）は駆動軸（８０）周辺に配置されるので、流路（８６）で示すように、モータ（７２）を横切って移動する送風機（７４）からの空気が、例えば、ポンプ（７８）の近傍のガスを分散するように、流路（８８）で示すように、導管（８６）を介して通過することができる。
【００５７】
図２Ｃは、単数のハウジング（９６）内に含まれたモータ（７２）、送風機（７４）、ポンプ（７８）及び駆動軸（８０）を示す他の実施形態を示す。流路（７６）で示すように、モータ（７２）を横切って通過する送風機（７４）からの空気はまた、流路（８６Ａ，９８Ｂ）で示すように、ポンプ（７８）の近傍に流れることができる。
【００５８】
図２Ａ〜図２Ｃが、モータに関連した送風機からの空気がポンプ近傍の空気を循環させることができる３つの可能性のある方法を示すが、空気をポンプに搬送する如何なる方法も、本開示の範囲から逸脱することなく使用可能であり、図２Ａ〜図２Ｃに示された如何なる特徴も単独で又は組み合わせて使用可能であると理解すべきである。
【００５９】
図３は、モータ（７２）、送風機（７４）、ポンプ（７８）及び駆動軸（８０）を示し、駆動軸（８０）が駆動軸（８０）から延伸する複数の突起部（９０Ａ，９０Ｂ）（例えば、フィン、ブレード等）を有する実施形態を示す。流路（７６）で示すように、送風機（７４）からの空気は、例えばモータ（７２）を冷却するために供給できる。そして、流路（１００）で示すように、空気は１つ又は複数の突起部（９０Ａ，９０Ｂ）に接触するように流すことができ、それにより複数の突起部（９０Ａ，９０Ｂ）に原動力を付与し、その後、駆動軸（８０）に付与することができるので、空気の流れは、矢印（１０２Ａ，１０２Ｂ）で示すように、駆動軸（８０）を更に回転させることができる。図３には２つの突起部（９０Ａ，９０Ｂ）のみを示したが、本開示の範囲から逸脱することなく、如何なる数、及び配置／構成の突起部も使用可能である。更に、駆動軸から延伸する突起部は、単独で、又は図２Ａ〜図２Ｃに示された如何なる特徴とも組み合わせて使用可能であると理解すべきである。
【００６０】
図４は、突起部（９０Ａ，９０Ｂ）がそれ自体を換気装置として使用可能な実施形態を示す。モータ（７２）、送風機（７４）、ポンプ（７８）及び駆動軸（８０）が示され、駆動軸（８０）が、駆動軸（８０）から延伸する複数の突起部（９０Ａ，９０Ｂ）を有する。例えば、矢印（９２）で示すように、モータ（７２）により付与された駆動軸（８０）の移動は、突起部（９０Ａ，９０Ｂ）を回転させることができ、流路（９４Ａ，９４Ｂ）で示すように、ポンプ（７８）の近傍に空気を循環させるように構成する及び／又は方向を合わせることができる。
【００６１】
図５は、本開示の範囲内で使用可能なＶＦＤ（１０４）の実施形態の概略側面図を示す。ＶＦＤがここに示され、記載されるが、図５に示された概念は、図１に示されたシステムの如何なる要素を使用可能であると理解すべきである。具体的には、作業中に、ＶＦＤ（１０４）及び／又は他のシステム部品での又はその近傍の空気のために汚染される場合がある（例えば、プロパン又は同様の組成物を破砕流体として使用するときの揮発性ガスで、又は実行される作業に依存する他の流体／ガスで）。一般的に清浄な空気（１１０）（例えば、空気よりも重い汚染物質の欠如）は汚染空気（１０８）の上方に示されるが、汚染空気（１０８）の領域は、ＶＦＤ（１０４）の頂部近傍に示されている。プロパン、揮発性成分、及び／又は他の汚染物質の流入は望ましくないが、使用中は、ＶＦＤ（１０４）のために（例えば、冷却のために、及び／又はその操作のために）空気を流入させることを必要としてもよい。図５は、ＶＦＤ（１０４）を汚染空気から分離するとともに、清浄な空気（１１０）をＶＦＤ（１０４）に連携させるためにＶＦＤ（１０４）に連動した及び／又は延伸する空気路（１０６）（例えば、「シュノーケル」）を示す。
【００６２】
図６〜図８において、モータとポンプの組み合わせ（Ｘ１１）は電気駆動装置（Ｘ０６）及びポンプ（Ｘ０８）を備える。
【００６３】
図６は、本開示の範囲内で使用可能な、累層に破砕物質を供給するための電気ポンプシステム（２００）の実施形体の概略図を示す。具体的には、図６は、個々のＶＦＤ（２０４）が、高圧で動作するように構成されたモータとポンプの組み合わせ（２１１）と併せて使用される実施形態を示す。図６に示すように、単数のＶＦＤ（２０４）が複数のモータとポンプの組み合わせ（２１１）に連結された複数のシステムは、単数の高圧マニホールド（２１４）に破砕物質を流すように同時に利用され、単数の高圧マニホールド（２１４）はその後、破砕物質を累層（２１６）へ供給する。図６に例示された電気システムの実施形態は、高容積の破砕物質を低圧で累層（２１６）へ流すことが望まれる電気システムに対して特に有益である。モータとポンプの組み合わせ（２１１）は低圧で動作し、したがって駆動のために大きな電力量を必要としないときに、単数のＶＦＤ（２０４）は、最大出力能力に近づく又は超えることなく低圧で、複数のモータとポンプの組み合わせ（２１１）を駆動するように使用してもよい。この高流量、低圧システムは、複数のモータとポンプの組み合わせ（２１１）を各ＶＦＤ（２０４）とともに動作させることにより達成でき、それによりポンプ（２０８）の数が増大し、したがって低圧でシステム（２００）により搬送される破砕物質の容積はその時々に見合ったものとなる。
【００６４】
図７は、本開示の範囲内で使用可能な、累層に破砕物質を供給するための電気ポンプシステム（３００）の実施形体の概略図を示す。具体的には、図７は、破砕物質を累層（３１６）へ高圧で流すことを可能とするために、単数のＶＦＤ（３０４）が、単数のモータとポンプの組み合わせ（３１１）を駆動するように使用可能である実施形態を示す。単数のモータとポンプの組み合わせ（３１１）毎の単数のＶＦＤ（３０４）の使用は、ＶＦＤ（３０４）に全出力容量を単数のモータとポンプの組み合わせ（３１１）に印加させることを可能とし、それにより、図６に示したようにＶＦＤ（３０４）が複数のモータとポンプの組み合わせ（３１１）に出力を分散するように構成された場合よりも高圧でポンプ（３０８）を駆動可能となる。
【００６５】
図８は、本開示の範囲内で使用可能な、累層に破砕物質を供給するための電気ポンプシステム（４００）の実施形体の概略図を示す。具体的には、図８は、図７と同様に、単数のＶＦＤ（４０４）が、単数のモータとポンプの組み合わせ（４１１）を駆動するように使用される実施形態を示す。しかしながら、図８に示した実施形態においては、ＶＦＤ（４０４）がモータとポンプの組み合わせ（４１１）から遠く離れている。図８に示した実施形態は、高圧で累層に注入する、限定されないが炭化水素を含む揮発性の破砕物質を利用する破砕計画に最適である。単数のモータとポンプの組み合わせ（４１１）を駆動する単数のＶＦＤ（４０４）の構成は、（図７に記載されたように）改善された高圧ポンプ動作を可能とする。ＶＦＤ（４０４）が駆動するために使用されるポンプ（４０８）及び電動モータ（４０６）に物理的に近接するＶＦＤ（４０４）部品の除去は、特に注入される物質が揮発性、高圧、又はそれらの組み合わせのときに、更なる安全性を提供することができる。ＶＦＤ（４０４）と操作される揮発性及び／又は高圧の破砕物質との間に物理的な間隔を提供することにより、潜在的な発火源に関連する危険が低減される。具体的には、破砕物質が引火性及び／又は可燃性（例えば液体プロパン又は他の炭化水素）である場合、モータとポンプの組み合わせ（４１１）からのＶＦＤ（４０４）の除去は、ＶＦＤ（４０４）がモータとポンプの組み合わせ（４１１）から逃げた破砕物質の引火及び／又は燃焼を引き起こす危険を低減する。これは、圧力システムにおいて高圧から低周囲圧力に遷移するときに、圧力システムにおけるリーク及び破砕物質のエアロゾル化の両方の増大のために、揮発性の破砕物質が高圧で注入されるときに特に重要となる場合がある。この構成は更に、ＶＦＤ（４０４）が、揮発性の破砕物質と相互作用する可能性のある領域から遠く離れているので、仮にＶＦＤ（４０４）が駆動するモータとポンプの組み合わせ（４１１）の近傍にＶＦＤ（４０４）が位置する場合のように、ＶＦＤ（４０４）自体を発火又は爆発から保護するために設計することが不要となり、コストを低減することが可能となる。
【００６６】
本開示の範囲内で使用可能な種々の実施形態は、添付の請求項の範囲内で強調して記載されているが、本発明はここに具体的に記載された以外にも実施可能であると理解すべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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