МОБИЛЬНАЯ СМЕСИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА
MOBILE MIXING UNIT FOR HYDRAULIC FRACTURING

Изобретение  относится к области транспортных средств, используемых в нефтяной и газовой отрасли, предназначено для   усиленной добычи углеводородов, в частности для приготовления рабочей жидкости и подачи её под давлением для гидроразрыва буровой  скважины.
Известен метод разработки плотных нефтяных и газовых пластов, в котором обработка подземного пласта включает: стимулирование и гидроразрыв подземного пласта с помощью рабочей жидкости, нагнетаемой скважинным буровым оборудованием (Заявка №AU2010201068A, опубл. 2010-10-14).
Однако в известном  методе используется стационарное скважинное буровое оборудование и не используется передвижное буровое  оборудование для гидроразрыва скважинного пласта смонтированное на транспортном средстве.
Известны система и способ доставки материалов нефтяного промысла, в которых описывается передвижная несущая конструкция, имеющая установленные один или более модульных бункеров. Каждый модульный бункер является передвижным и выполнен с возможностью зацепления на несущей конструкции, последняя может транспортироваться к буровой площадке отдельно, посредством соединения, позволяющего контролировать движение модульного бункера во время установки в вертикальное положение. Сразу после зацепления на несущей конструкции модульный бункер, может быть, повернут для установки в вертикальное положение. Затем материал нефтяного промысла перемещается во внутреннюю часть бункера. При этом управляемая подача материала нефтяного промысла к смесительной установке или другому оборудованию может осуществляться посредством силы тяжести  (Патент № RU2668854, опубл. 03.10.2018 г.).
Однако не смотря на то, что известная система и способ предназначены для создания трещин в подземных пластах, с помощью гидроразрыва, система имеет: громоздкую конструкцию, не позволяющую осуществить забор и подачу технологических жидкостей с правого и левого борта, ограничение для перемещения по дорогам общего пользования, занимает достаточно большую площадь на буровой площадке, не предназначена для монтажа на различных шасси, не имеет возможности сочетать при смешивании  различные химические добавки.
Известно устройство для установки блендера ГРП на транспортное средство, содержит опорную систему для поддержки блендера ГРП на транспортном средстве. Опорная система для поддержки блендера ГРП позволяет  перемещать блендер ГРП по практически вертикальной линейной траектории между поднятым, транспортным положением и опущенным, рабочим положением. Кроме того известное устройство оснащено системой привода  (Патент №US 6939031В, опубл. 2005-09-06).
Однако известное устройство имеет значительные габариты по длине,  не позволяет осуществить забор и подачу технологических жидкостей с правого и левого борта, имеет ограничение для перемещения по дорогам общего пользования, не предназначено для монтажа на различных шасси.
Известно устройство для смешивания песка для гидроразрыва пласта, включающее в себя устройство для смешивания твердой и жидкой фаз, представляющее контейнер под давлением. Устройство для смешивания включает в себя порт ввода твердого вещества, способный вводить твердые частицы жидкости гидроразрыва, порт ввода основной жидкости для ввода основной жидкости гидроразрыва, внутреннюю полость для размещения твердых частиц и основной жидкости и порт вывода твердой жидкости для вывода жидкости гидроразрыва, образованной в результате смешивания (Патент №CN103233714, опубл. 2016-06-22).
Однако известное устройство, не смотря на то, что смонтировано на шасси транспортного средства имеет достаточно громоздкий герметичный контейнер под давлением, который имеет лишь два положения рабочее и транспортное, что ограничивает его  перемещение по дорогам общего пользования, не позволяет осуществить забор и подачу технологических жидкостей с правого и левого борта, не имеет возможности сочетать при смешивании  различные химические добавки.
Известен грузовик-блендер для гидроразрыва пласта под давлением,  включающий: шасси,  смесительное устройство с миксером. Миксер представляет собой закрытый нагнетательный насос, несущий смесительное устройство. Вышеупомянутый блендер для гидроразрыва под давлением использует закрытый нагнетательный насос в качестве смесителя. Смесительное устройство имеет возможность движения при помощи шатунов. При этом  основание,  закрытого смесительного насоса, имеет возможность контакта с землей  (Патент №CN104563994, опубл. 2017-03-15).
Однако известный грузовик-блендер для гидроразрыва пласта под давлением не имеет возможности забора и подачи технологических жидкостей с правого и левого борта одновременно, и подачи готовой смеси по выбору оператора или справа, или слева; возможности перемещения транспортного средства по труднопроходимым местам нефтяного промысла, использования шасси различной модификации; возможности создания компактных габаритов автотранспортного средства; сочетания использования химических добавок посредством блендера. Кроме того известное решение имеет моноблок из приемной ванны, смесительной ванны и блока манифольдов, что сложно в обслуживании.
Задачей настоящего изобретения является расширение диапазона транспортных средств для гидроразрыва пласта с возможностью перемещения по дорогам общего пользования.
Технический  результат проявляется в возможности создания компактных габаритов автотранспортного средства; сочетания использования химических добавок посредством блендера; возможности забора и подачи технологических жидкостей с правого и левого борта одновременно, и подачи готовой смеси по выбору оператора или справа, или слева; возможности перемещения транспортного средства по труднопроходимым места нефтяного промысла, использование шасси различной модификации.
Поставленный технический результат достигается тем, что мобильная смесительная установка для гидроразрыва пласта, содержащая грузовое шасси с кабиной, зафиксированное на парах колес,   установленную на шасси гидравлическую систему питания, систему технологического трубопровода, кабину оператора, оснащенную электронным и электрооборудованием, блок манифольдов, она оснащена  дополнительным блоком манифольдов, при этом  блоки манифольдов расположены, соответственно, с правого и левого бортов грузового шасси, соединенных с системой технологического трубопровода, содержащей подпитывающий насос, расходомеры, смесительную ванну, оснащенную дозаторами сухих реагентов, нагнетающий насос,  смесительная ванна взаимосвязана с системой подачи жидких реагентов, выполненной из емкости, разделенной на три отсека-бака,  при этом стенки разделения отсеков-баков выполнены двойными для возможности циркуляции теплоносителя, один из отсеков-баков оснащен мешалкой, на свободном конце грузового шасси закреплено подающее устройство проппанта,  реализованное в виде приемного ковша, оснащенного  подъемным устройством, содержащим гидроцилиндр, кроме того смесительная ванна выполнена с возможностью смешивания воды, проппанта, жидких и сухих реагентов.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием, примером и схемами, на которых:
Фиг. 1  -  плоскостное изображение общего вида справа  мобильной смесительной установки для гидроразрыва  пласта;
Фиг. 2  -  плоскостное изображение общего вида слева  мобильной смесительной установки для гидроразрыва  пласта;
Фиг. 3 -  аксонометрия системы технологического трубопровода;
Фиг. 4 - аксонометрия емкости подачи жидких реагентов (технологических сред);
Фиг. 5 - разрез емкости подачи жидких реагентов горизонтальной плоскостью, развернут на 180°;
Фиг. 6 - схема расположения приемного ковша при транспортировке.
Мобильная смесительная установка для гидроразрыва пласта (далее МСУГП) содержит грузовое шасси 1 с кабиной (Фиг. 1, 2).  Грузовое шасси 1 с кабиной установлено на четырех парах колес 2, 3, 4, 5. МСУГП оснащена силовой установкой 6, соединенной с блоком гидронасосов 7 посредством редуктора 8. Кроме того на грузовом шасси 1 закреплена кабина оператора 9, оснащенная электронным и электрооборудованием. Смесительная ванна 10 оснащена  дозаторами сухих реагентов 11, закреплена на свободном  конце грузового шасси 1, оснащена основным подающим устройством  12. Основное подающее устройство 12 реализовано в виде приемного ковша 13 с гидроцилиндром  подъема - опускания 14 и  оснащенного  подающими шнеками 15. МСУГП оснащена лестницей 16. Блок манифольдов 17 расположен, соответственно, с  правого борта грузового шасси 1. Дополнительный блок манифольдов 18 расположен,  соответственно, с  левого борта грузового шасси 1.
Блок манифольдов 17 и дополнительный блок манифольдов 18 соединены с системой технологического трубопровода 19 (Фиг. 3).  Система технологического трубопровода 19 содержит подпитывающий насос 20,  расходомеры 21, не более четырех, смесительную ванну 22, нагнетающий насос 23.
Смесительная ванна 22, взаимосвязана с системой подачи 24 жидких реагентов (Фиг. 4). Система подачи 24 жидких реагентов выполнена из емкости 25, разделенной на три бака-отсека 26, 27, 28.  Баки 26, 27, 28  соединены с выходами трубопроводов 29.
Внутренние стенки отсеков 26, 27, и 26, 28, и 27, 28 выполнены двойными, а именно в виде буквы Т, имеющей полости 30 и 31 (Фиг. 5) для циркуляции теплоносителя через штуцера 33.   Бак 26 оснащен мешалкой 32.
Подающее устройство 12  посредством гидроцилиндра 14 имеет возможность размещения в пространстве опорной поверхности 34 над уровнем земли 35 в трех положениях (Фиг. 6). При перемещении по труднопроходимым дорогам опорная поверхность 34 имеет возможность занимать над уровнем земли 35  максимальную (max) высоту.  При перемещении по дорогам общего пользования опорная поверхность 33 имеет возможность занимать над уровнем земли 35  минимальную (min)  высоту. В рабочем  положении опорная поверхность 34 установлена на уровень земли 35 (не показано) над шахтой.
Мобильная смесительная установка для гидроразрыва пласта работает следующим образом.
МСУГП размещается на площадке производства работ по гидроразрыву пласта согласно схеме расстановки флота.
Приемный ковш 13 опирается  на поверхность земли опорной поверхностью 34, занимая тем самым рабочее положение.
В смесительную ванну  10 с дозаторами сухих реагентов 11, подпитывающим насосом 20, через систему технологического трубопровода 19 подается вода. Вода может подаваться через соответствующие штуцера блока манифольдов правого борта 17 и дополнительного блока манифольдов левого борта 18, как одновременно, так и по раздельности. Одновременно с этим, подающими шнеками 15 из приемного ковша 13 подается проппант. В смесительной ванне 10 производится смешивание воды, проппанта, а так же необходимых жидких и сухих реагентов в заданных пропорциях. Подачу сухих реагентов обеспечивают дозаторы сухих реагентов 11.
Добавление жидких реагентов обеспечивается системой подачи жидких реагентов 24.  Готовая смесь из смесительной ванне 10 поступает через систему технологического трубопровода 19 в нагнетательный насос 23, который обеспечивает необходимое давление и расход смеси для питания насосных установок гидроразрыва пласта флота ГРП. Выдача готовой смеси может осуществляться по выбору оператора через соответствующие штуцера блока манифольдов правого борта 17 либо через дополнительный блок манифольдов левого борта 18.
При необходимости используют шасси 1 различной модификации, включая зарубежных производителей.
Предлагаемое изобретение позволяет расширить диапазон мобильных транспортных средств для гидроразрыва пласта с возможностью перемещения по дорогам общего пользования.
Кроме того заявленное техническое решение обладает  компактными габаритами автотранспортного средства позволяющими  сочетать использование химических добавок посредством блендера.
Предлагаемое изобретение позволяет осуществлять забор и подачу технологических жидкостей с правого и левого борта одновременно, и подачи готовой смеси по выбору оператора или справа, или слева.
Кроме того перемещение мобильного транспортного средства возможно по труднопроходимым места нефтяного промысла.