СИСТЕМА И СПОСОБ ДОСТАВКИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
SYSTEM AND METHOD FOR DELIVERY OF OILFIELD MATERIALS

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Для облегчения извлечения углеводородов из нефтяных и газовых скважин подземные толщи пород, окружающие такие скважины, могут быть подвержены гидравлическому разрыву. Гидравлический разрыв может быть использован для создания трещин в толщах пород для обеспечения перемещения нефти и/или газа к скважине. Образование трещин в толще пород происходит путем введения специально разработанной текучей среды, иногда называемой жидкостью для гидроразрыва или глинистым раствором для гидроразрыва, при высоком давлении и с высокой интенсивностью подачи в толщу пород по меньшей мере через один или большее количество стволов скважины. Жидкости для гидроразрыва могут быть насыщены расклинивающим наполнителем, который имеет такие размеры частиц, которые могут смешиваться с жидкостями жидкости для гидроразрыва, чтобы помочь формированию эффективного канала для добычи углеводородов из толщи пород в ствол скважины. Расклинивающий наполнитель может содержать природные зерна песка или гравий, техногенные расклинивающие наполнители, например песок, покрытый волокнами или смолой, высокопрочные керамические материалы, например спеченный боксит или другие подходящие материалы. Расклинивающий наполнитель скапливается неоднородно или однородно внутри разрыва, чтобы поддерживать открытыми разрывы, образованные в толще пород. По существу, расклинивающий наполнитель создает плоскости проницаемых каналов, через которые добываемые текучие среды могут протекать в ствол скважины.
[0002] На буровой площадке расклинивающий наполнитель и другие компоненты жидкости для гидроразрыва смешиваются на стороне низкого давления системы. Нефтепромысловые материалы часто доставляют из складских сооружений в смеситель с помощью пневматических систем, которые нагнетают нефтепромысловые материалы. Добавляется жидкость на водной основе, и получающаяся жидкость для гидроразрыва подается в скважину под высоким давлением. Однако когда расклинивающий наполнитель перемещается в смеситель с помощью воздуходувных установок, транспортирование расклинивающего наполнителя для смешивания ведет к созданию значительной концентрации пыли. В результате с целью регулирования концентрации пыли применяют устройства, регулирующие концентрацию пыли, например пылесосы. Варианты оборудования, используемого в процессе, также ведут к созданию большой опорной поверхности на буровой площадке, и управление оборудованием, по существу, является напряженным ручным процессом.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В целом, настоящее изобретение относится к системе и способу, который способствует экономичному транспортированию нефтепромысловых материалов в пространстве. Нефтепромысловый материал хранится по меньшей мере в одном бункере, что дает возможность использовать силу тяжести для подачи нефтепромыслового материала в смешивающую систему или другое соответствующее оборудование. Во многих случаях нефтепромысловый материал доставляется в каждый бункер без воздуходувных установок. Предложена мобильная опорная конструкция, которая содержит один или большее количество модульных бункеров на буровой площадке. Каждый модульный бункер выполнен с возможностью транспортирования и может быть введен во взаимодействие с опорной конструкцией, которая может транспортироваться к буровой площадке отдельно, с помощью соединения, что обеспечивает управляемое перемещение модульного бункера во время монтажа. После введения в контакт модульный бункер может быть повернут в поднятое, вертикальное положение на опорной конструкции. Затем нефтепромысловый материал перемещают внутрь бункера, и сила тяжести может использоваться для подачи нефтепромыслового материала в смеситель или другое оборудование в управляемом режиме.
[0004] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к мобильной установке для транспортирования нефтепромыслового материала. Такая установка включает шасси, имеющее первый конец, второй конец, опорную балку, проходящую между первым концом и вторым концом, и колеса, функционально связанные с опорной балкой для поддержки с возможностью перемещения опорной балки. Установка также содержит узел монтажной мачты, включающий мачту, соединенную с возможностью перемещения с шасси вблизи второго конца, и приводную систему, соединенную с мачтой и с шасси, для перемещения мачты между горизонтальным положением и вертикальным положением. Установка имеет также первое конвейерное устройство, включающее опорную раму, соединенную с мачтой и выполненную с возможностью перемещения между горизонтальным положением и вертикальным положением, причем первое конвейерное устройство включает первый конвейер, соединенный с опорной рамой, вход и верхнюю разгрузочную часть, при этом первый конвейер выполнен с возможностью перемещения объема нефтепромыслового материала от входа к верхней разгрузочной части.
[0005] Тем не менее возможны многие изменения без существенного отклонения от принципов настоящего изобретения. Соответственно, предполагается включение таких модификаций в объем настоящего описания, который определен в формуле изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0006] Некоторые варианты осуществления изобретения в дальнейшем описываются со ссылками на приложенные чертежи, причем одинаковые номера обозначают одинаковые элементы. Однако должно быть понятно, что приложенные чертежи иллюстрируют различные варианты осуществления, описанные в настоящем документе, и не ограничивают объем различных технологий, описанных здесь, и:
[0007] Фиг. 1 - иллюстрация примера системы доставки расклинивающего наполнителя, расположенной на буровой площадке, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0008] Фиг. 2 - иллюстрация другого варианта осуществления системы доставки расклинивающего наполнителя, в которой множество закрытых модульных бункеров используется для хранения нефтепромысловых материалов, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0009] Фиг. 3 - схематическая иллюстрация примера вертикальной конвейерной системы, размещенной в бункере, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0010] Фиг. 4 - иллюстрация примера опорной конструкции с приемными участками бункера, на которых могут быть смонтированы модульные бункеры в поднятой ориентации, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0011] Фиг. 5 - иллюстрация множества модульных бункеров, транспортируемых с помощью грузовых автомобилей и монтируемых на месте на опорной конструкции, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0012] Фиг. 6 - иллюстрация примера поворотного соединения, используемого для поворачивания модульного бункера из бокового положения в поднятое положение на опорной конструкции, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0013] Фиг. 7 - иллюстрация множества модульных бункеров, расположенных на опорной конструкции, с датчиками нагрузки, смонтированными в соответствующих местах для контроля нагрузки, и, таким образом, массы содержимого каждого модульного бункера, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0014] Фиг. 8 - иллюстрация примера системы плит, на которой может монтироваться опорная конструкция на буровой площадке, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0015] Фиг. 9 - иллюстрация примера опорной конструкции, расположенной на системе плит, иллюстрируемой на фиг. 8, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0016] Фиг. 10-12 изображают различные иллюстрации установки мобильной опорной конструкции на месте, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0017] Фиг. 13-15 изображают различные иллюстрации выравнивания модульного бункера в соединении с мобильной опорной конструкцией на месте, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0018] Фиг. 16-17 изображают различные иллюстрации монтажа модульных бункеров на мобильной опорной конструкции, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0019] Фиг. 18 - вид сверху примерной мобильной опорной конструкции, изображенной на фиг. 10-17.
[0020] Фиг. 19 - вид в перспективе другого варианта осуществления мобильной опорной конструкции, созданной в соответствии с настоящим изобретением, имеющей смешивающую систему, встроенную в опорное основание мобильной опорной конструкции и в проход, образованный каркасной конструкцией.
[0021] Фиг. 20 - вид в перспективе примера мобильной установки для транспортирования нефтепромыслового материала в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, с первым конвейерным устройством, показанным в горизонтальном положении;
[0022] Фиг. 21 - вид в перспективе мобильной установки транспортирования нефтепромыслового материала по фиг. 20, отображающий первое конвейерное устройство в вертикальном положении;
[0023] Фиг. 22 - местный вид в перспективе опорной рамы первого конвейерного устройства, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0024] Фиг. 23 - вид в перспективе примера разгрузочного желоба первого конвейерного устройства, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0025] Фиг. 24 - вид в перспективе мобильной установки для транспортирования нефтепромыслового материала, показанной в соединении с модульным бункером, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0026] Фиг. 25 - вид в перспективе мобильной установки для транспортирования нефтепромыслового материала по фиг. 24, показанной с расположенным на ней прицепом для доставки нефтепромыслового материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0027] Фиг. 26 - вид в перспективе варианта осуществления мобильной установки для транспортирования нефтепромыслового материала, показанной с модульным бункером и расположенным на ней прицепом для доставки нефтепромыслового материала, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0028] В последующем описании для обеспечения понимания некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения приведено множество деталей. Однако специалистам должно быть понятно, что система и/или способ могут быть воплощены без этих деталей и что возможно осуществление множества вариантов или модификаций описанных вариантов осуществления.
[0029] Если явно не указано иное, выражение «или» относится к включающему, а не исключающему «или». Например, условию A или B удовлетворяет любое из следующих положений: A является верным (или присутствует), а B является неверным (или не присутствует), A является неверным (или не присутствует) и B является верным (или присутствует), и как A, так и B являются верными (или присутствуют).
[0030] Кроме того, использование различных форм неопределенного артикля подразумевает описание элементов и компонентов описанных здесь вариантов осуществления. Это сделано просто для удобства и чтобы дать общее представление о концепции изобретения. Настоящее описание следует рассматривать как включающее в себя один или по меньшей мере один, а единственное число также включает в себя множественное число, если не указано иное.
[0031] Терминология и фразеология, используемые здесь, используются с целью описания и не должны истолковываться как имеющие ограничительный характер. Такие формулировки, как «включающий», «содержащий», «имеющий», «имеющий в составе» или «вовлекающий», и их варианты применяются в широком смысле и охватывают перечисленные после них элементы, эквиваленты и не упоминаемые дополнительные объекты.
[0032] Наконец, используемые в данном описании какие-либо ссылки на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления», значат, что конкретный элемент, признак, конструкция или характеристика, описанная в связи с вариантом осуществления, включает в себя по меньшей мере один вариант осуществления. Появление фразы «в одном варианте осуществления» в различных местах в описании не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления.
[0033] Настоящее изобретение в целом включает систему и способ для облегчения экономичного транспортирования нефтепромысловых материалов в пространстве. В одном варианте осуществления нефтепромысловые материалы могут перевозиться на буровую площадку с помощью подходящих грузовых автомобилей и загружаться по меньшей мере в один модульный бункер без использования воздуха для доставки нефтепромыслового материала. В качестве примера нефтепромысловые материалы могут перемещаться во множество модульных бункеров с использованием вертикальных конвейеров для перемещения нефтепромыслового материала без воздуходувных установок. В некоторых вариантах осуществления каждый модульный бункер содержит наружный корпус, образующий закрытую внутреннюю часть для приема нефтепромыслового материала. Соответствующий вертикальный конвейер расположен в закрытой внутренней части и используется для подъема нефтепромыслового материала от входа бункера, например загрузочной воронки, в верхнюю часть модульного бункера без использования воздушного потока для переноса нефтепромысловых материалов. После того как нефтепромысловый материал размещен в поднятом модульном бункере, выходной поток нефтепромыслового материала через выход бункера может регулироваться силой тяжести, так чтобы по выбору выпускать необходимое количество материала в смешивающую систему или другое подходящее оборудование, расположенное под модульным бункером.
[0034] В соответствии с примером вертикальный бункер выполнен как модульный бункер, который может перевозиться на буровую площадку с помощью грузового автомобиля перед монтажом, главным образом, в поднятом положении на опорной конструкции. Грузовой автомобиль - это транспортное средство, такое как автопоезд, имеющий прицеп, буксируемый тягачом. В данном примере модульный бункер перевозится с помощью прицепа грузового автомобиля. Однако грузовой автомобиль может также включать одиночный грузовой автомобиль или другой подходящий грузовой автомобиль, предназначенный для перевозки модульного бункера и для транспортирования модульного бункера по дорогам общего пользования. Опорная конструкция может быть выполнена таким способом, который позволяет монтировать бункер из бокового положения на грузовом автомобиле в поднятое, например вертикальное, положение на буровой площадке. Однако должно быть понятно, что в других вариантах осуществления для подъема модульного бункера и установки модульного бункера на опорной конструкции может использоваться кран. Использование устанавливаемых вертикально бункеров дает эффективное решение для доставки расклинивающего наполнителя во многих вариантах применения. Сила тяжести, в сущности, вынуждает нефтепромысловый материал протекать вниз в нужное оборудование, такое как смешивающая система.
[0035] Опорная конструкция может быть выполнена в разнообразных формах и конфигурациях для поддержки отдельных модульных бункеров или множества модульных бункеров. В качестве примера опорная конструкция может быть составлена из балок, расположенных в виде А-образной рамы или другого вида конфигурации, способного поддерживать и крепить по меньшей мере один модульный бункер в желаемом поднятом положении. По меньшей мере в некоторых случаях опорная конструкция выполнена с возможностью входить во взаимодействие с каждым модульным бункером, когда модульный бункер расположен на транспортном грузовом автомобиле. Это позволяет поворачивать модульный бункер вертикально прямо с грузового автомобиля в рабочее, поднятое положение. Опорная конструкция также может быть выполнена для поддержки каждого модульного бункера на достаточной высоте, чтобы обеспечить возможность подачи нефтепромыслового материала самотеком через нижний питатель в переносной смеситель, расположенный ниже. В некоторых случаях датчики веса встроены в опорную конструкцию для контроля нагрузки, создаваемой каждым модульным бункером, что обеспечивает отслеживание количества нефтепромыслового материала в каждом модульном бункере. В одном варианте осуществления опорная конструкция представляет собой мобильную опорную конструкцию, выполненную в виде прицепа, имеющего колеса и изогнутую часть для соединения с грузовым автомобилем. В данном варианте осуществления изогнутая часть может быть преобразована в наклонную площадку для помощи в позиционировании смешивающей системы под модульными бункерами. В другом варианте осуществления смешивающая система может быть встроена в платформу мобильной опорной конструкции.
[0036] В некоторых вариантах осуществления для перемещения нефтепромыслового материала, выгружаемого из гравитационного разгрузочного транспортного механизма в приемную воронку вертикального конвейера, помещенного в модульный бункер, может использоваться конвейер, такой как механический ленточный конвейер. Механический ленточный конвейер может поддерживаться с помощью прицепа, транспортирующего нефтепромысловый материал с множеством насадок, перекрывающих механический ленточный конвейер, или могут быть использованы другие типы транспортных средств, такие как автосамосвалы или прицепы с подвижным днищем. В качестве примера вертикальный конвейер может содержать ковшовый элеватор или другой тип вертикального конвейера, способный подавать нефтепромысловый материал к верхнему концу модульного бункера на значительное расстояние, например от 30 до 70 футов, над поверхностью буровой площадки. Конвейер, перемещающий нефтепромысловый материал в бункер, и вертикальный конвейер могут быть закрыты для обеспечения условий отсутствия пыли при транспортировании нефтепромыслового материала со значительно более высокими скоростями, при большей энергоэффективности и меньшем трении, чем это достигается в существующих пневматических, например воздуходувных, системах транспортирования. Для увеличения вместимости модульного бункера по сравнению с цилиндрическим бункером наружный корпус может иметь, по существу, прямоугольную форму, ограниченную четырьмя углами (которые могут образовывать острые вершины или могут быть скруглены). Модульный бункер может перевозиться на прицепе, снабженном изогнутой частью. Как лучше видно на фиг. 5, для дополнительного увеличения вместимости модульного бункера при сохранении возможности транспортирования с помощью грузового автомобиля вертикальный конвейер может выходить за пределы верхней части наружного корпуса и быть смещенным к одному из углов, чтобы обходить изогнутую часть прицепа.
[0037] В зависимости от параметров данного процесса гидроразрыва множество модульных бункеров можно группировать вместе таким образом, чтобы питатели множества модульных бункеров подавали нефтепромысловый материал к общей площадке, например к смонтированной на грузовом автомобиле смешивающей системе, снабженной системой дозирования/управления расходом расклинивающего наполнителя, или другому передвижному смесителю или смешивающей системе, расположенной под модульными бункерами. Для уменьшения требуемого для множества модульных бункеров пространства на буровой площадке общая площадка может быть расположена под наружным корпусом модульных бункеров. В данном примере наружные корпусы модульных бункеров перекрывают общую площадку. Кроме того, некоторые или все из модульных бункеров могут быть разделены на отсеки. В некоторых случаях отдельные модульные бункеры могут иметь множество внутренних отсеков для хранения различных видов нефтепромысловых материалов. Отдельные бункеры могут быть разделены на главные отсеки для хранения и вспомогательные отсеки для хранения, расположенные под главными отсеками для хранения. В последнем примере главный отсек для хранения может использоваться для подачи самотеком нефтепромысловых материалов к выходному питателю для распределения в смешивающую систему. Некоторые системы могут использовать ленточный питатель или другой тип питающей системы вместо подачи самотеком. Вспомогательный отсек для хранения может быть открыт к внутреннему вертикальному конвейеру, и расклинивающий наполнитель из вспомогательного отсека для хранения может непрерывно подниматься и выгружаться в главный отсек для хранения. В некоторых случаях вспомогательные отсеки или другие отсеки модульного бункера могут иметь отдельные особенности, которые обеспечивают возможность независимого заполнения этих отдельных отсеков. Кроме того, выходные питатели могут быть оборудованы управляемыми механизмами, например затворами, которые выполнены с возможностью регулирования для управления выходящим потоком нефтепромыслового материала.
[0038] Модульные бункеры могут быть выполнены с разнообразными размерами и формами, включая цилиндрические формы или прямоугольные формы, выбранные для обеспечения транспортирования с помощью подходящего грузового автомобиля. В качестве примера модульные бункеры могут изменяться в размере в соответствии с планом доставки расклинивающего наполнителя для данной операции гидроразрыва, но пример подходящего модульного бункера может вмещать 2000-4000 кубических футов нефтепромыслового материала. В некоторых системах модульные бункеры снабжены достаточным просветом на нижней стороне, чтобы образовывать беспрепятственный проход, для создания передвижной смешивающей системы, такой как смонтированная на грузовом автомобиле смешивающая система, подводимая под систему комбинированных модульных бункеров, для приема нефтепромыслового материала с помощью подачи самотеком. Например, передвижная смешивающая система может быть смонтирована на автоприцепе, который подается задним ходом в положение под выходными питателями множества модульных бункеров. В некоторых вариантах осуществления модульные бункеры могут быть выполнены как отдельно стоящие бункеры, а в других вариантах осуществления модульные бункеры могут быть выполнены для размещения на каркасной/опорной конструкции, которая поддерживает модульные бункеры на нужной высоте. В одном варианте осуществления смешивающая система может быть смонтирована на платформе, чтобы транспортироваться на прицепе к буровой площадке, а затем устанавливаться под системой бункеров с помощью подходящего механического устройства, такого как лебедка.
[0039] В каждом из этих вариантов осуществления может использоваться закрытый вертикальный конвейер, чтобы избежать пневматического нагнетания нефтепромыслового материала, хотя в других вариантах осуществления в качестве вертикального конвейера может использоваться пневматическая загрузочная труба. Каждый модульный бункер может быть заполнен с помощью встроенной системы загрузки и подачи нефтепромыслового материала, использующей закрытый конвейер или другую подходящую систему для перемещения нефтепромыслового материала от разгрузочной площадки к входу, связанному с вертикальным конвейером в нижнем конце модульного бункера. В некоторых случаях вертикальный конвейер может приводиться в действие с помощью ремня или другого устройства, приводимого с помощью закрытой конвейерной системы, используемой для перемещения нефтепромыслового материала от разгрузочной площадки к входу модульного бункера. Это, по существу, обеспечивает автоматизацию системы. Однако отдельные движущиеся системы, например вертикальный конвейер и закрытый конвейер, проходящий от разгрузочной площадки, могут приводиться в действие отдельно или совместно с помощью разнообразных источников, включая различные моторы, двигатели или другие устройства.
[0040] Со ссылками, главным образом, на фиг. 1, в положении на буровой площадке показан вариант осуществления системы подачи расклинивающего наполнителя для образования глинистой суспензии, подходящей для гидроразрыва толщи пород. В качестве примера система подачи расклинивающего наполнителя может включать многие типы оборудования, включая транспортные средства, контейнеры для хранения, оборудование для транспортирования материала, насосы, системы управления и другое оборудование, предназначенное для способствования процессу гидроразрыва.
[0041] В примере на фиг. 1 система 20 подачи расклинивающего наполнителя проиллюстрирована в положении на буровой площадке 22, имеющей скважину 24 по меньшей мере с одним стволом 26 скважины, проходящим вниз к пласту/формации. Система 20 подачи расклинивающего наполнителя может содержать множество типов и вариантов расположения оборудования, и типы расположения могут изменяться от одной операции гидроразрыва к другой. В качестве примера система 20 подачи расклинивающего наполнителя может содержать по меньшей мере один модульный бункер 28, например множество модульных бункеров, которые могут транспортироваться с помощью грузовых автомобилей, способных функционировать на дорогах общего пользования. Модульные бункеры 28 предназначены для хранения нефтепромыслового материала, такого как расклинивающий наполнитель, используемый для поддержки открытой трещины при гидроразрыве толщи пород, или гуаровая смола, используемая для увеличения вязкости гидравлической жидкости для гидроразрыва. В иллюстрируемом примере несколько модульных бункеров 28 принимают нефтепромысловый материал по конвейерам 30, например ленточным конвейерам, и нефтепромысловый материал поднимается в верхнюю часть 31 каждого модульного бункера 28 с помощью соответствующих вертикальных конвейеров 32. Конвейеры 30 и вертикальные конвейеры 32 могут работать, перенося нефтепромысловый материал, вместо пневматического нагнетания нефтепромыслового материала, чтобы избежать эрозии компонентов и запыления участка. Кроме того, конвейеры 30 и вертикальные конвейеры 32 могут быть закрытыми, чтобы дополнительно уменьшить концентрацию пыли, когда нефтепромысловый материал подается от разгрузочной площадки 34 в модульные бункеры 28.
[0042] Как показано, грузовой автомобиль 36 транспортирования нефтепромыслового материала может использоваться для доставки нефтепромыслового материала на разгрузочную площадку 34. В данном примере грузовые автомобили 36 являются грузовыми тягачами с прицепами, имеющими прицепы 37, которые могут подаваться задним ходом поверх части выбранного конвейера 30. Автоприцепы 37 могут быть автоприцепами с подачей самотеком или другими типами автоприцепов, способными перемещать нефтепромысловый материал на буровую площадку 22. Автоприцепы могут работать, чтобы выпускать нефтепромысловый материал на ленту или другое подходящее транспортирующее средство выбранного конвейера 30 для переноса к связанному модульному бункеру или бункерам 28 вдоль закрытого прохода в конвейере 30.
[0043] В данном примере система 20 подачи расклинивающего наполнителя может содержать множество других компонентов, включая водяные цистерны (не показано) для подачи воды, которая смешивается с нефтепромысловым материалом для образования гидравлической жидкости для гидроразрыва, например суспензии расклинивающего наполнителя, которая может закачиваться вниз, в ствол скважины 26 с помощью множества насосов (не показано). В качестве примера, насосы могут быть смонтированными на грузовом автомобиле насосами, например насосными системами, смонтированными на автоприцепах, предназначенных для транспортирования по дорогам. Множество насосов может быть соединено в общий коллектор (не показано), предназначенный для подачи гидравлической жидкости для гидроразрыва в ствол скважины 26. Система 20 подачи расклинивающего наполнителя также может содержать смешивающую систему 44, предназначенную для смешивания нефтепромыслового материала, доставляемого из модульных бункеров 28. В качестве примера смешивающая система 44 может быть передвижной смесительной установкой, такой как смонтированная на грузовом автомобиле смесительная установка или смонтированная на платформе смесительная установка. В конкретном показанном примере смесительная система 44 смонтирована на автоприцепе 46, который может подводиться, например подаваться назад, на общую площадку 47 (показанную на фиг. 3), то есть устанавливаться под модульным бункером 28 или вблизи него. Система 20 подачи расклинивающего наполнителя также может содержать ряд других компонентов, таких как регулирующее устройство 48 и/или другие компоненты, предназначенные для способствования данной операции гидроразрыва. В одном варианте осуществления общая площадка 47 расположена под наружным корпусом 49 модульного бункера 28. В данном варианте осуществления наружные корпусы 49 модульных бункеров 28 перекрывают общую площадку 47.
[0044] Ссылаясь, главным образом, на фиг. 2, показан вариант осуществления модульных бункеров 28, соединенных вместе в совместно действующую установку. В данном примере множество модульных бункеров 28, например четыре модульных бункера 28, соединены вместе на модульной опорной конструкции или каркасе 50, который может быть смонтирован на системе 52 плит, которая может быть установлена на подушке, такой как бетонная плита, гравий или др. Система 52 плит распределяет нагрузку от модульных бункеров 28 на грунт. Модульные бункеры 28 могут быть смонтированы с возможностью демонтажа, главным образом, в поднятой или вертикальной ориентации на опорной конструкции 50. Опорная конструкция 50 выполнена с помощью множества приемных площадок 54 бункеров, на которых могут быть смонтированы отдельные бункеры 28, главным образом, в поднятой или вертикальной ориентации. Опорная конструкция 50 и приемные площадки 54 бункеров могут быть выполнены для подъема модульных бункеров 28 на достаточную высоту, таким образом, чтобы обеспечивать перемещение передвижной смешивающей системы 44 в положение, достаточно низкое относительно модульных бункеров 28 в пределах общей площадки 47, чтобы принимать регулируемый выходящий поток нефтепромыслового материала. Например, как показано, опорная конструкция 50 может быть выполнена таким образом, чтобы обеспечивать подъезд смонтированной на грузовом автомобиле смешивающей системы 44, например подачу назад, в положение под модульными бункерами 28. Кроме того, подушка может быть выполнена с различными размерами и формами, включая бетонные подушки, уплотненные щебневые подушки, подушки, выполненные как переносные конструкции, смеси этих различных конструкционных элементов и/или другие подходящие типы подушек для поддержки множества модульных бункеров 28.
[0045] В иллюстрируемом примере каждый из модульных бункеров 28 может быть выполнен с рамой 56 бункера, поддерживаемой наружным корпусом 49, который образует замкнутое внутреннее пространство 60 для хранения нефтепромыслового материала 62 (см. также фиг. 3). В зависимости от операции гидроразрыва, нефтепромысловый материал 62 может содержать природные зерна песка или гравий, техногенные расклинивающие наполнители, покрытый смолой песок, высокопрочные керамические материалы, например спеченный боксит, другие твердые материалы, такие как волокна, слюда, смеси нефтепромысловых материалов различного размера, смеси различных типов нефтепромысловых материалов и/или другие подходящие нефтепромысловые материалы. В некоторых случаях выбранные модульные бункеры 28 или каждый из модульных бункеров 28 может быть разделен на отсеки 64, предназначенные для хранения различных типов нефтепромысловых материалов 62, которые могут по выбору выпускаться из модульного бункера 28 и смешиваться с помощью смешивающей системы 44. Каждый закрытый вертикальный конвейер 32 предназначен для подъема нефтепромыслового материала (например, с пневмонагнетанием или без него) от входа 66, например входной воронки, расположенной в нижней части 68, к верхней разгрузочной части 70 для выпуска в закрытое внутреннее пространство 60 через конец 72 вертикального конвейера. В некоторых вариантах осуществления конец 72 конвейера может иметь выполненное с возможностью поворота или перемещения иным способом выпускное приспособление, которое выполнено с возможностью селективного управления для подачи необходимого нефтепромыслового материала в соответствующий требуемый отсек 64 в данном модульном бункере 28.
[0046] С дальнейшими ссылками на фиг. 3, вертикальный конвейер 32 может устанавливаться в закрытом пространстве 60 способом, который ограничивает утечку пыли, при этом создавая унифицированную модульную установку, которая может легко транспортироваться с помощью грузового автомобиля, такого как грузовой автомобиль 36 с прицепом подходящей конструкции. Вертикальный конвейер 32 также может быть выполнен в ряде форм. Например, вертикальный конвейер 32 может быть выполнен в виде ковшового элеватора 74, имеющего множество ковшей 75, перемещаемых в непрерывной цепи, поднимающего нефтепромысловый материал 62 от входа 66 к верхней разгрузочной части 70 для выгрузки в замкнутое пространство 60 через конец 72 вертикального конвейера. Выходящий поток нефтепромыслового материала 62 в смешивающую систему 44 может проходить через выход, например питатель 76, и величина выходящего потока через питатель 76 может регулироваться с помощью подходящего механизма 78 управления выходящим потоком. Например, смешивающая система 44 может включать воронку 79-1, имеющую вход 79-2, расположенный под питателем 76. В одном варианте осуществления наружный корпус 58 перекрывает вход 79-2 воронки 79-1. Вход 79-2 воронки 79-1 может иметь ширину 79-3 до 12 футов и желательно между 8 футами и 8,5 футами. Воронка 79-1 может также иметь механизм 79-4 регулирования выходного потока, который подобен механизму 78 регулирования выходного потока. В качестве примера механизмы 78 и 79-4 регулирования выходного потока могут содержать регулируемый затвор, например гидравлический затвор, регулирующий клапан или другой механизм регулирования потока, который управляется с помощью регулирующего устройства 48 или с помощью другой подходящей системы управления. В данном примере нефтепромысловый материал 62 подается самотеком через питатель 76, и величина выходящего потока регулируется с помощью механизма 78 управления выходящим потоком. В одном варианте осуществления количество нефтепромыслового материала 62, выпускаемого в смесительное устройство 79-5 смешивающей системы 44, может регулироваться обоими механизмами 78 и 79-4 управления выходящим потоком. В данном случае механизм 79-4 управления выходящим потоком может поддерживаться в фиксированном открытом положении, тогда как механизм 78 управления выходящим потоком регулируется в режиме реального времени с помощью регулирующего устройства 48 для управления количеством нефтепромыслового материала 62, выгружаемого в смесительное устройство 79-5. Поскольку питатель 76 находится в пределах воронки 79-1, когда воронка 79-1 наполняется нефтепромысловым материалом 62, нефтепромысловый материал 62 будет плотно прилегать к питателю 76 и образовывать пробку. Таким образом, механизм 79-4 управления выходящим потоком является саморегулирующимся, и механизм 78 управления выходящим потоком и регулирующее устройство 48 могут самостоятельно регулировать количество нефтепромыслового материала 62, выпускаемого в смесительное устройство 79-5.
[0047] Со ссылкой, главным образом, на фиг. 4, показан пример опорной конструкции 50. В данном примере опорная конструкция 50 содержит множество опор 82, которые соединены подходящим способом крепления, для создания прочной, устойчивой конструкции для поддержки по меньшей мере одного модульного бункера 28. В способах крепления может использоваться сварное соединение, крепление болтом и гайкой и/или другие подходящие типы креплений. Опоры 82 соединены для образования по меньшей мере одной приемной площадки 54 бункера. В иллюстрируемом примере опоры 82 расположены таким образом, чтобы создавать множество приемных площадок 54 бункера для приема и поддержки, например, двух модульных бункеров 28. Однако опорная конструкция 50 может быть выполнена в разнообразных конфигурациях для поддержки различных количеств модульных бункеров 28 во многих типах компоновок и конфигураций.
[0048] В иллюстрируемом варианте осуществления опоры 82 также расположены таким образом, чтобы создавать опорную конструкцию 50 с подъездом под участком или проходом 84, который обеспечивает пространство для оборудования системы, такого как передвижная смешивающая система 44, а также охватывает общую площадку 47. В качестве примера опорная конструкция 50 может быть расположена таким образом, что приемные площадки 54 бункера способны поддерживать модульные бункеры 28 с помощью рам 56 бункера в поднятом положении, что позволяет нижним питателям 76 дозировать поток нефтепромыслового материала 62 вниз, в передвижную смешивающую систему 44, когда передвижная смешивающая система 44 расположена и/или подведена в проход 84. Как показано, верхние балки 86 могут быть использованы для соединения приемных площадок 54 бункера и для создания верхней опоры для части рам 56 модульного бункера. Верхние балки 86 могут быть установлены на достаточной высоте для обеспечения подъезда смонтированной на грузовом автомобиле передвижной смешивающей системы 44, например подаваемого задним ходом, для заезда под участок или проход 84 для приема нефтепромыслового материала 62 из модульных бункеров 28. Однако в других вариантах осуществления верхние балки 86 могут быть разбиты на части и поддерживаться дополнительными вертикальными опорами, чтобы обеспечить разделение приемных площадок 54 бункера. Разделение приемных площадок 54 бункера позволяет разделить отдельные бункеры 28 или группы бункеров 28 и обеспечить пространство, через которое между разделенными модульными бункерами 28 может вводиться оборудование, например передвижная смешивающая система 44.
[0049] Опорная конструкция 50 также может содержать ряд дополнительных деталей, в том числе упрочняющие поперечные балки 88, которые могут быть установлены в различных положениях в структуре опорной конструкции 50 для усиления прочности опорной конструкции. Опорная конструкция 50 может также содержать поворотные балки 90, к которым могут быть прикреплены поворотные соединительные элементы (показано на фиг. 6), что более подробно описано ниже. Поворотные балки 90 создают прочный участок опорной конструкции 50, с которым каждый модульный бункер 28 вначале может вводиться во взаимодействие, а затем поворачиваться во время монтажа каждого модульного бункера 28 из бокового положения в поднятое, рабочее положение. В некоторых случаях поворотные балки 90 расположены на высоте, которая согласовывается с соответствующими поворотными соединительными элементами рамы 56 модульного бункера, когда модульный бункер 28 смонтирован в боковом положении, например горизонтально, на подходящем грузовом автомобиле 36.
[0050] Снова, как видно из фиг. 4, опорная конструкция 50 также может содержать или быть соединенной по меньшей мере с одним расширяемым основанием 92, предназначенным для стабилизации опорной конструкции 50 и модульных бункеров 28 при монтаже в поднятом положении на опорной конструкции 50. В иллюстрируемом примере множество расширяемых оснований 92 соединены с возможностью перемещения с частью 94 основания опорной конструкции 50. Как показано, для обеспечения большей устойчивости опорной конструкции 50 расширяемые основания 92 могут с возможностью поступательного перемещения входить в часть 94 основания для перемещения между втянутым положением в части 94 основания и выдвинутым положением. Выдвижение и втягивание расширяемых оснований 92 может быть выполнено с помощью разнообразных подходящих механизмов привода, в том числе гидравлических приводных механизмов, например гидроцилиндров, электрических приводных механизмов, например шаговых двигателей, которые управляют червячным механизмом, соединенным с расширяемыми основаниями, и/или механических приводных механизмов, например расширяемые основания могут вручную переводиться между положениями. Кроме того, перевод расширяемых оснований 92 между выдвинутым и втянутым положениями может быть облегчен с помощью разнообразных видов подвижных соединений, в том числе шарниров и других видов поворотных механизмов, которые дают возможность быстрого соединения и отсоединения расширяемых оснований 92, и/или других подходящих механизмов. Количество и ориентация расширяемых оснований 92 также может регулироваться в соответствии с параметрами данного варианта применения. Расширяемые основания 92 могут быть соединены с опорной конструкцией 50 таким образом, чтобы обеспечить сейсмическую изоляцию основания относительно опорной конструкции 50. Расширяемые основания 92 могут включать дополнительные, выполненные с возможностью поступательного перемещения или складывания консольные балки, соединенные на стороне расширяемого основания 92, для дополнительной стабилизации опорной конструкции 50.
[0051] На фиг. 5 показан пример, в котором множество модульных бункеров 28 установлено на место на двух опорных конструкциях 50, расположенных рядом друг с другом. В данном примере каждый отдельный модульный бункер 28 транспортируется к буровой площадке 22 с помощью подходящего грузового автомобиля 36. Как показано, подходящий грузовой автомобиль 36 может включать тягач 98, буксирующий прицеп 100, имеющий соответствующие размеры для приема одного из бункеров 28 в боковой, например горизонтальной, ориентации. В показанном примере модульный бункер 28 выполнен таким образом, что конец 72 вертикального конвейера выступает из закрытой верхней части 80 корпуса 58 бункера, в основном вдоль стороны модульного бункера 28. Это дает возможность транспортировать модульный бункер 28 на обычном прицепе 92 с изогнутой частью, как показано.
[0052] Каждый грузовой автомобиль 36 может подаваться задним ходом, чтобы перемещать установленный сбоку бункер 28 во взаимодействие с соответствующей приемной площадкой 54 бункера опорной конструкции 50. Как описано выше, опорная конструкция 50 может содержать поворотные балки 90 или другие подходящие конструкции, расположенные на соответствующей высоте для приема и введения во взаимодействие каждого модульного бункера 28 при боковом расположении на грузовом автомобиле 36. В качестве примера опорная конструкция 50 и соответствующие модульные бункеры 28 могут использовать поворотные соединительные элементы 102, с помощью которых бункер 28 может по выбору вводиться во взаимодействие с опорной конструкцией 50. Поворотные соединительные элементы 102 устанавливаются так, чтобы обеспечивать взаимодействие и соединение каждого бункера 28 с опорной конструкцией 50, тогда как бункер 28 находится в боковом положении на грузовом автомобиле 36. Поворотные соединительные элементы 102 также выполнены для поддержания контакта модульного бункера 28 с опорной конструкцией 50, когда бункер поворачивается из бокового положения в рабочую поднятую, например вертикальную, ориентацию.
[0053] Модульные бункеры 28 могут поворачиваться или перемещаться вокруг поворотных соединительных элементов 102 из бокового положения на грузовом автомобиле 36 в рабочее, поднятое положение на опорной конструкции 50 с помощью разнообразных механизмов. Например, подъемник 104 (показан пунктирными линиями) может использоваться для подъема каждого бункера 28 между боковым и поднятым положениями. Подъемник 104 может быть гидравлическим или пневматическим подъемником, установленным на прицепе 100 для действия рядом с рамой 56 каждого модульного бункера 28 для поворота модульного бункера 28 вокруг поворотных соединительных элементов 102, пока бункер 28 не будет надежно установлен в поднятом положении относительно приемной площадки 54 бункера. Подъемник 104 может быть выполнен для работы вне гидравлической (или пневматической) системы грузового автомобиля 36. В других случаях подъемник 104 может быть выполнен для поворота прицепа 100 или части прицепа 100 вверх, тогда как модульный бункер 28 остается присоединенным к поворотной части прицепа 100. В других способах могут использоваться краны, тали и/или другие механизмы для поворота каждого модульного бункера 28 вокруг поворотного соединения, когда модульный бункер 28 переводится из бокового положения в рабочую, поднятую ориентацию.
[0054] Поворотные соединительные элементы 102 используются для способствования образованию поворотного соединения между каждым модульным бункером 28 и опорной конструкцией 50 и могут содержать разнообразные отдельные или множественные механизмы соединительных элементов. В основном, каждый поворотный соединительный элемент 102 содержит поворотный элемент 106, смонтированный на бункере 28, и соответствующий поворотный элемент 108, смонтированный на опорной конструкции 50, например смонтированный на поворотных балках 90, как показано на фиг. 6. В конкретном примере, показанном на фиг. 5 и 6, каждый модульный бункер 28 взаимодействует с возможностью поворота с опорной конструкцией 50 с помощью пары поворотных соединительных элементов 102. В качестве примера каждый поворотный элемент 106 может содержать штырь 110, входящий с возможностью поворота, например шарнирно, в соответствующее штыревое гнездо 112, которое образует часть соответствующего поворотного элемента 108. Хотя штырь 110 показан как соединенный с рамой 56 модульного бункера 28, а штыревое гнездо 112 показано как соединенное с поворотными балками 90 опорной конструкции 50, штырь 110 и штыревое гнездо 112 могут быть инвертированы. Кроме того, поворотные соединительные элементы 102 могут содержать ряд других конструкций, предназначенных для осуществления по выбору введения во взаимодействие модульного бункера 28 с опорной конструкцией 50 и управляемого перемещения модульных бункеров 28 относительно опорной конструкции 50. В зависимости от конструкции поворотных соединительных элементов 102, для поддержания соединения с возможностью поворота между модульным бункером 28 и опорной конструкцией 50 во время перевода модульного бункера 28 из бокового положения в поднятое положение может использоваться ряд удерживающих средств, таких как вытягиваемая головка 114 штыря.
[0055] Со ссылкой на фиг. 7, опорная конструкция 50 и/или модульные бункеры 28 могут содержать другие средства для определения и/или контроля определенных функций системы. Например, для определения и/или контроля параметров, связанных с доставкой нефтепромыслового материала 62 для данной операции гидроразрыва, на опорной конструкции 50 и/или на модульных бункерах 28 могут быть установлены различные датчики 116. В качестве примера, датчики 116 могут включать датчики нагрузки, смонтированные на приемных площадках 54 бункера, для контроля нагрузок, прилагаемых отдельными модульными бункерами 28. Данные о нагрузке могут использоваться для отслеживания количества нефтепромыслового материала, оставшегося в замкнутом пространстве 60 каждого модульного бункера 28.
[0056] На фиг. 5, 7, 8 и 9 показан пример функционирования для облегчения объяснения того, каким образом на заданной буровой площадке 22 может быть сооружен вариант осуществления системы доставки расклинивающего наполнителя. Как показано на фиг. 8, в данном примере на буровой площадке 22 вначале сооружается система 52 плит. Система 52 плит может иметь различные размеры и формы, в зависимости от окружающей среды и размера и параметров данной операции гидроразрыва. В качестве примера, как показано на фиг. 8, система 52 плит может содержать конструкционный материал, выполненный из стали или другого подходящего конструкционного материала, и установлена на подушке для распределения веса модульных бункеров 28 на грунт.
[0057] Когда система 52 плит находится на месте, по меньшей мере одна опорная конструкция 50 может быть собрана и/или установлена на системе 52 плит, как показано на фиг. 9. Опорная конструкция 50 ориентирована для приема модульных бункеров 28 в нужной ориентации на буровой площадке 22. В конкретном показанном примере опорная конструкция 50 сооружена и установлена для приема множества модульных бункеров 28, например двух, трех или четырех модульных бункеров 28. После правильной установки опорной конструкции 50 грузовые автомобили 36 используются для доставки модульных бункеров 28. В одном варианте осуществления система 52 плит может быть встроена в основание опорной конструкции 50.
[0058] Как показано на фиг. 5, например, отдельный модульный бункер 28 может быть смонтирован в горизонтальном положении на прицепе 100 грузового автомобиля 36. Как описано выше, каждый модульный бункер 28 может быть выполнен как модульная установка, используемая отдельно или во взаимодействии с другими бункерами 28. Модульное построение вместе со схемой и размерами модульных бункеров 28 дает возможность транспортирования отдельных модульных бункеров 28 по дорогам общего пользования с помощью грузовых автомобилей 36. Когда грузовой автомобиль 36 и соответствующий модульный бункер 28 прибывают на буровую площадку 22, грузовой автомобиль 36 используют для подачи задним ходом модульного бункера 28 до вхождения во взаимодействие с первым опорным соединением опорной конструкции 50 на системе 52 плит. Например, первое опорное соединение опорной конструкции может включать поворотные элементы 106. Модульный бункер 28 перемещается к опорной конструкции 50, пока поворотные элементы 106 рамы 56 бункера не входят во взаимодействие с соответствующими поворотными элементами 108 опорной конструкции 50 для образования поворотных соединительных элементов 102. Поворотные соединительные элементы 102 обеспечивают соединение между модульным бункером 28 и опорной конструкцией 50, что позволяет безопасно монтировать модульный бункер 28 в управляемом режиме из бокового, например горизонтального, положения в рабочее, поднятое положение. В качестве примера, гидравлический подъемник 104, изображенный на фиг. 5, может использоваться для подъема модульного бункера 28 в поднятое положение.
[0059] Грузовые автомобили 36 используются для доставки последующих модульных бункеров 28 к опорной конструкции 50, пока необходимое количество модульных бункеров 28 не будет расположено на буровой площадке 22, как показано на фиг. 7. Каждый из модульных бункеров 28 поворачивают в поднятое положение на приемных площадках 54 бункеров опорной конструкции 50, как показано на фиг. 7. После того как модульные бункеры 28 смонтированы вертикально на опорной конструкции 50, модульные бункеры 28 могут быть дополнительно закреплены болтовым соединением или другим способом на опорной конструкции 50. В некоторых случаях модульные бункеры 28 также могут быть соединены связями друг с другом для дополнительной устойчивости собранной установки. В иллюстрируемом примере опорная конструкция 50 поддерживает модульные бункеры 28 на достаточной высоте для приема передвижной смешивающей системы 44 при подъезде под участком или проходом 84. В данном примере питатели модульных бункеров 28 могут быть расположены для выгрузки нефтепромыслового материала в проход 84. Кроме того, закрытые конвейерные системы 30 могут быть соединены с входными воронками 66 вертикальных конвейеров 32. На данном этапе нефтепромысловый материал 62 может быть доставлен на буровую площадку 22 и загружен в модульные бункеры 28 с помощью конвейеров 30 и вертикальных конвейеров 32.
[0060] Следует отметить, что в некоторых случаях наружный конвейер или конвейеры 30 имеют отсеки с открытой лентой, которые позволяют выгружать нефтепромысловый материал самотеком из соответствующим образом выполненных грузовых автомобилей с подачей самотеком, которые подаются задним ходом выше открытых лент. Нефтепромысловый материал, подаваемый на ленту, затем передается в закрытый отсек конвейера 30 и транспортируется вдоль наклонной плоскости для выгрузки по меньшей мере в одно выпускное отверстие 66 соответствующего модульного бункера 28.
[0061] Расположение и компоненты системы 20 доставки расклинивающего наполнителя могут существенно изменяться в зависимости от параметров данной операции гидроразрыва. Модульные бункеры 28 могут использоваться отдельно или в группах модульных бункеров, надежно смонтированных на опорной конструкции 50. Модульные бункеры могут быть смонтированы на достаточной высоте для прямого вытекания нефтепромыслового материала через выходной питатель, расположенный в нижней части замкнутого пространства, и в проход 84. В других случаях питатели могут быть расположены для обеспечения прямого вытекания нефтепромыслового материала из верхнего отсека в модульном бункере 28. В некоторых случаях модульные бункеры 28 могут содержать замкнутое внутреннее пространство для хранения различных типов нефтепромыслового материала, который может по выбору дозироваться в смешивающую систему 44 для смешивания до необходимого состава смеси, которая затем закачивается вниз, в скважину.
[0062] Кроме того, для доставки нефтепромыслового материала от разгрузочной площадки к вертикальному модульному бункеру 28 могут быть заключены различные типы ленточных или других конвейеров. Модульные бункеры 28 также могут включать ряд вертикальных конвейеров для подъема нефтепромыслового материала на верхнюю разгрузочную площадку модульных бункеров 28. Различные компоновки вертикальных модульных бункеров 28 дают возможность хранить значительное количество нефтепромысловых материалов, которые могут быстро доставляться для использования в операции гидроразрыва. Вертикальное расположение модульных бункеров 28 также обеспечивает эффективное использование пространства буровой площадки. В дополнение к эффективному использованию пространства закрытая система хранения и доставки нефтепромыслового материала обеспечивает чистоту буровой площадки, по существу, не производя пыли. Однако в зависимости от специфики данной операции гидроразрыва могут быть использованы различные количества и компоновки модульных бункеров 28, конвейеров 30 и 32, смешивающих систем 44 и другого оборудования буровой площадки.
[0063] Опорная конструкция 50 и система 52 плит также может быть выполнена в различных формах и конфигурациях, в зависимости от параметров требуемой операции гидроразрыва. Например, опорная конструкция 50 может быть выполнена из множества типов конфигураций балок, комбинаций балок и других конструкционных компонентов, и/или несущих стен или других устройств для поддержания модульных бункеров 28. В некоторых случаях опорная конструкция 50 может быть выполнена в виде А-образной рамы или усеченной А-образной рамы. Опорная конструкция 50 также может быть выполнена в виде одной соединенной единичной опорной конструкции или в виде множества элементов опорной конструкции, которые могут быть разделены, чтобы вмещать отсеки отдельных модульных бункеров 28 и/или отсеки групп модульных бункеров 28. Аналогично, система 52 плит может быть выполнена из различных материалов и в различных конфигурациях, в зависимости от параметров операции гидроразрыва и характеристик соответствующего оборудования, например модульных бункеров 28, смешивающих систем 44 и другого оборудования, которое облегчает операцию гидроразрыва.
[0064] На фиг. 10-17 показана мобильная опорная конструкция 200 для поддержки одного или большего количества модульных бункеров 28 в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 10 показана мобильная опорная конструкция 200 в транспортной конфигурации, в которой мобильная опорная конструкция 200 имеет конфигурацию для транспортирования по дорогам при буксировании грузовым автомобилем 201. На фиг. 11, с другой стороны, показана мобильная опорная конструкция 200 в процессе преобразования в рабочую конфигурацию для поддержки одного или большего количества модульных бункеров 28, присоединенная к грузовому автомобилю 201. На фиг. 12 показана мобильная опорная конструкция 200 в рабочей конфигурации и отсоединенная от грузового автомобиля 201. Вообще мобильная опорная конструкция 200 может быть выполнена таким образом, чтобы соответствовать различным государственным и федеральным нормам для движения по магистралям. В связи с этим мобильная опорная конструкция 200 может иметь ширину и высоту меньше чем примерно 14 футов и длину меньше чем 53 фута.
[0065] В показанном примере мобильная опорная конструкция 200 снабжена опорным основанием 202, каркасной конструкцией 204, изогнутой частью 206 и множеством колес 208 для поддержки опорного основания 202, рамной конструкции 204 и изогнутой части 206. Изогнутая часть 206 мобильной опорной конструкции 200 может быть прикреплена к грузовому автомобилю 201, так что грузовой автомобиль 201 может перемещать мобильную опорную конструкцию 200 между различными местами, такими как буровые площадки. Как более подробно описано ниже, мобильная опорная конструкция 200 предназначена для транспортирования на буровую площадку, а затем - для установки на буровой площадке и затем - для поддержки одного или большего количества модульных бункеров 28. В показанном примере мобильная опорная конструкция 200 предназначена для поддержки до четырех модульных бункеров 28 (как показано на фиг. 1). Однако следует иметь в виду, что мобильная опорная конструкция 200 может быть предназначена для поддержки большего или меньшего количества модульных бункеров 28, в зависимости от государственных и федеральных норм, определяющих размер мобильной опорной конструкции 200, а также ширины и/или размера модульных бункеров 28.
[0066] Опорное основание 202 снабжено первым концом 220, вторым концом 222, верхней поверхностью 224 и нижней поверхностью (не показано). Каркасная конструкция 204 соединена с опорным основанием 202. Каркасная конструкция 204 проходит выше опорного основания 202 так, чтобы образовывать проход 230, главным образом, расположенный между верхней поверхностью 224 и каркасной конструкцией 204. Каркасная конструкция 204 имеет по меньшей мере одну приемную площадку 232 бункеров, имеющую такие размеры и конфигурацию, чтобы принимать по меньшей мере один модульный бункер 28. В показанном примере каркасная конструкция 204 имеет четыре приемных площадки 232, при этом каждая из приемных площадок 232 бункера предназначена для поддержки одного из модульных бункеров 28.
[0067] Изогнутая часть 206 проходит от первого конца 220 опорного основания 202 и выполнена для соединения с грузовым автомобилем 210, как указано выше. Ось 208 может быть расположена вблизи второго конца 222 опорного основания 202, как, например, показано на фиг. 10. В примере, показанном на фиг. 10, мобильная опорная конструкция 200 снабжена двумя осями. Однако должно быть понятно, что может использоваться больше чем две оси и они могут быть расположены в различных местах относительно опорного основания 202 для поддержки компонентов мобильной опорной конструкции 200.
[0068] Как показано на фиг. 10, мобильная опорная конструкция 200 также снабжена первым расширяемым основанием 240 и вторым расширяемым основанием 242 для создания дополнительной поперечной опоры для модульных бункеров 28, чтобы предотвратить падение модульных бункеров 28. В показанном примере в опорном основании 202 предусмотрена первая сторона 244 и вторая сторона 246. Первое расширяемое основание 240 расположено на первой стороне 244 опорного основания 202, а второе расширяемое основание 242 расположено на второй стороне 246 опорного основания 202.
[0069] Первое и второе расширяемое основания 240 и 242 могут быть соединены с возможностью перемещения по меньшей мере с одной из каркасных конструкций 204 и опорным основанием 202 посредством механических связей 248, таким образом, что первое и второе расширяемые основания 240 и 242 могут быть расположены по выбору между транспортным положением, как показано на фиг. 10, и опорным положением, как показано на фиг. 11. В транспортном положении, показанном на фиг. 10, первое и второе расширяемые основания 240 и 242 проходят, по существу, вертикально и примыкают к каркасной конструкции 204 таким образом, чтобы находиться в пределах приемлемых размеров для транспортирования мобильной опорной конструкции 200 по дорогам общего пользования и магистралям. Однако в положении поддержки, показанном на фиг. 11, первое и второе расширяемые основания 240 и 242 проходят, по существу, горизонтально от каркасной конструкции 204 для обеспечения дополнительной поперечной опоры для модульных бункеров 28.
[0070] В одном варианте осуществления опорное основание 202 снабжено связью (не показано), опирающейся на колеса 208, для перемещения опорного основания 202 в вертикальном направлении относительно колес 208, между транспортным положением, в котором опорное основание 202 расположено выше, в нижней части 249 колес 208 (как показано на фиг. 10), и опорным положением, в котором опорное основание 202 расположено на грунте, и по меньшей мере часть несущего основания 202 выровнена с нижней частью 249 колес 208. Когда опорное основание 202 расположено на грунте, а первое и второе расширяемые основания 240 и 242 расположены в положении поддержки, опорное основание 202 и первое и второе расширяемые основания 240 и 242 могут быть копланарны. Кроме того, опорное основание 202 и первое и второе расширяемые основания 240 и 242 могут быть установлены на подушке, чтобы помочь стабилизации опорного основания 202 и расширяемых оснований на грунте, на буровой площадке, перед монтажом модульных бункеров 28 на мобильной опорной конструкции 200. Опорное основание 202 может обеспечить поддержку одного или большего количества бункеров при недостаточно оптимальном состоянии поверхности грунта.
[0071] Механическая связь 248, соединяющая с возможностью перемещения каркасную конструкцию 204 и/или опорное основание 202 с основаниями 240 и 242, может быть копланарной. Например, механическая связь 248 может быть снабжена первым комплектом шарниров, соединяющих первое расширяемое основание 240 с каркасной конструкцией 204, и вторым комплектом шарниров, соединяющих расширяемое основание 242 с каркасной конструкцией 204. Для автоматизации перемещения первого и второго расширяемых оснований 240 и 242 между опорным положением и транспортным положением механическая связь 248 может быть снабжена первым комплектом приводных механизмов 260 и вторым комплектом приводных механизмов 262. Первый комплект приводных механизмов 260 соединен с каркасной конструкцией 204 и первым расширяемым основанием 240. Второй комплект приводных механизмов 262 соединен с каркасной конструкцией 204 и вторым расширяемым основанием 242. Вообще, первый комплект приводных механизмов 260 и второй комплект приводных механизмов 262 выполнены так, чтобы по выбору перемещать первое и второе расширяемые основания 240 и 242 между опорным положением и транспортным положением. Первый и второй комплекты приводных механизмов 260 и 262 могут быть выполнены различными способами и могут включать гидроцилиндр, пневмоцилиндр или соленоид. В показанном примере первый комплект приводных механизмов 260 снабжен двумя приводными механизмами, а второй комплект приводных механизмов 262 также снабжен двумя приводными механизмами. Однако должно быть понятно, что в первом и втором комплекте приводных механизмов 260 и 262 может быть предусмотрено больше или меньше приводных механизмов, в зависимости от размера используемых приводных механизмов.
[0072] На фиг. 11 показана схема мобильной опорной конструкции 200, имеющей первое и второе расширяемые основания 240 и 242, установленные в опорное положение и изображающая каркасную конструкцию 204 более ясно, чем на фиг. 10. Каркасная конструкция 204 снабжена множеством рам 270, которые взаимно соединены с помощью множества балок 272. В показанном примере каркасная конструкция 204 снабжена четырьмя рамами 270 (которые обозначены на фиг. 11 ссылочными номерами 270-1, 270-2, 270-3 и 270-4. Однако должно быть понятно, что каркасная конструкция 204 может включать больше чем четыре рамы 270 или меньше чем четыре рамы 270. В показанном примере каждая из рам 270 расположена параллельно и, по существу, идентична по конструкции и функции. По этой причине в дальнейшем подробно будет описана только одна из рам 270.
[0073] Рама 270-1, например, снабжена верхним элементом 280, нижним элементом 282 и двумя боковыми элементами 284 и 286, которые соединены таким образом, чтобы образовывать замкнутую конструкцию, окружающую по меньшей мере часть прохода 230. Нижний элемент 282 расположен в канале (не показано), проходящем через опорное основание 202, и соединен с боковыми элементами 284 и 286 для поддержки боковых элементов 284 и 286 на фиксированном расстоянии друг от друга. Как показано на фиг. 11, боковые элементы 284 и 286 и верхний элемент 280 могут быть сформированы и соединены таким образом, чтобы образовывать форму арки для увеличения конструкционной прочности рамы 270-1. Верхний элемент 280 снабжен вершиной 290, которая может быть расположена по центру между боковыми элементами 284 и 286. Верхний элемент 280 включает первую опору 292 и вторую опору 294, которые соединены вместе у вершины 290. Первая опора 292 соединена с боковым элементом 284, а вторая опора 294 соединена с боковым элементом 286. Верхний элемент 280 также может быть снабжен опорной балкой 296 таким образом, чтобы увеличить прочность верхнего элемента 280. В частности, опорная балка 296 усиливает первую опору 292 и вторую опору 294, чтобы препятствовать первой опоре 292 отклоняться относительно второй опоры 294 и наоборот, когда поддерживаются модульные бункеры 28. Рама 270-1 может быть выполнена из любого подходящего прочного и стойкого материала, способного выдерживать нагрузку от модульных бункеров 28. Например, верхний элемент 280, нижний элемент 282 и два боковых элемента 284 и 286 могут быть выполнены из отрезков трубчатой стали, которые соединены вместе, используя любой подходящий способ, такой как способы механического крепления, использующие сочетание болтов, пластин и сварных швов.
[0074] Рамы 270-1 и 270-2 соединены с помощью балок 272 и приспособлены для поддержки совместно двух модульных бункеров 28. Аналогично, рамы 270-3 и 270-4 соединены с помощью балок и приспособлены для поддержки совместно двух модульных бункеров 28, как показано на фиг. 17. В частности, рамы 270-1 и 270-2 образуют две приемные площадки 232 бункера мобильной опорной конструкции 200, а рамы 270-3 и 270-4 образуют две другие приемные площадки 232 бункера. В каждой из приемных площадок 232 бункера мобильная опорная конструкция 200 снабжена первым соединением 300 и вторым соединением 302. Первое соединение 300 в каждой из приемных площадок 232 бункера расположено на вершине 290 рам 270-1-4. Второе соединение 302 в каждой из приемных площадок 232 бункера расположено либо на первом расширяемом основании 240, либо на втором расширяемом основании 242, и на более низкой отметке, чем первое соединение 300, чтобы контактировать с рамой 56 бункера, когда модульный бункер 28 находится на прицепе 37.
[0075] Первое соединение 300 в каждой из приемных площадок 232 бункера включает первый соединительный элемент 306 и второй соединительный элемент 308, выполненные так, чтобы крепить раму 56 бункера модульных бункеров 28. Второе соединение 302 в каждой из приемных площадок 232 бункера включает первый соединительный элемент 310 и второй соединительный элемент 312, выполненные так, чтобы крепить раму 56 бункера модульных бункеров 28. Первый соединительный элемент 310 и второй соединительный элемент 312 второго соединения 302 выполнены так, чтобы соединять раму 56 бункера модульных бункеров 28, когда модульный бункер 28 расположен на прицепе 37, как описано выше. Например, как показано на фиг. 13, прицеп 37 может быть подан задним ходом до выравнивания рамы 56 бункера с первым соединительным элементом 310 и вторым соединительным элементом 312 второго соединения 302. Как показано на фиг. 13 и 14, чтобы помочь в подаче задним ходом прицепа 37 до выравнивания рамы 56 бункера с первым соединительным элементом 310 и вторым соединительным элементом 312 второго соединения 302, выравнивающие направляющие 320 могут быть предусмотрены на первом расширяемом основании 240 и втором расширяемом основании 242 в каждой из приемных площадок 232 бункера.
[0076] В любом случае, когда рама 56 бункера модульных бункеров 28, монтируемых на мобильной опорной конструкции 200, соединена со вторым соединением 302, модульный бункер 28 может быть перемещен в вертикальное положение, как указано выше, используя подъемник, кран или другое подходящее механическое приспособление. Когда модульный бункер 28 находится в вертикальном положении, рама 56 бункера соединена с каркасной конструкцией 204 посредством первого соединения 300, чтобы надежно поддерживать модульный бункер 28 на мобильной опорной конструкции 200.
[0077] Когда опорное основание 202 и первое и второе расширяемые основания 240 и 242 развернуты в опорное положение, грузовой автомобиль 201 может быть отсоединен от изогнутой части 206 мобильной опорной конструкции 200. Когда грузовой автомобиль 201 отсоединен, изогнутой частью 206 можно управлять, чтобы уложить ее на грунт и установить ее, в основном, копланарно с опорным основанием 202. В данной конфигурации изогнутая часть 206 может образовывать наклонную площадку, чтобы помочь оператору в позиционировании смешивающей системы 44 в проходе 230, как показано на фиг. 1. Изогнутая часть 206 может быть снабжена первым участком 320 и вторым участком 322. Первый участок 320 выступает из первого конца 220 опорного основания 202. Первый участок 320 имеет первый конец 324 и второй конец 326. Первый конец 324 первого участка 320 соединен с возможностью перемещения с опорным основанием 208, так чтобы при использовании комплекта шарниров, проемов и штырей или других типов соединений можно было фиксировать его больше чем в одном положении. Второй участок 322 соединен с возможностью перемещения со вторым концом 326 первого участка 320. Например, первый участок 320 может быть шарнирным четырехзвенным механизмом, который может быть зафиксирован в поднятом положении, образуя изогнутую часть, или в опущенном положении, образуя наклонную площадку.
[0078] На фиг. 12 показана мобильная опорная конструкция 200 в рабочей конфигурации. В рабочей конфигурации, изображенной на фиг. 12, модульные бункеры 28 могут быть погружены на мобильную опорную конструкцию 200, как показано, например, на фиг. 1 и 13-17, а смешивающая система 44 может быть расположена в проходе 230.
[0079] На фиг. 13-17 показан пример, в котором модульный бункер 28 расположен в положении на мобильной опорной конструкции 200. В данном примере каждый отдельный модульный бункер 28 транспортируется к буровой площадке 22 с помощью грузового автомобиля 36. Как показано, грузовой автомобиль 36 может включать тягач 98, буксирующий прицеп 100, имеющий соответствующие размеры для приема одного из бункеров 28 в боковой, например горизонтальной, ориентации.
[0080] Каждый грузовой автомобиль 36 может подаваться задним ходом, чтобы перемещать установленный сбоку модульный бункер 28 в контакт с соответствующей приемной площадкой 232 бункера мобильной опорной конструкции 200. Дополнительные направляющие полозья могут быть выполнены в первом и втором расширяемых основаниях 240 и 242, чтобы помочь выравниванию прицепа бункера с приемной площадкой 232 бункера. Кроме того, чтобы помочь правильному выравниванию, первое и второе расширяемые основания 240 и 242 могут также служить в качестве начальной отметки для прицепа бункера.
[0081] Как описано выше, мобильная опорная конструкция 200 может содержать второе соединение 302 или другие подходящие конструкции, расположенные на соответствующей высоте для приема и введения в контакт каждого модульного бункера 28 при боковом расположении на грузовом автомобиле 36. В качестве примера мобильная опорная конструкция 200 и соответствующие модульные бункеры 28 могут использовать первый и второй соединительные элементы 310 и 312, с помощью которых модульный бункер 28 может по выбору вводиться в контакт с мобильной опорной конструкцией 200. Первый и второй соединительные элементы 310 и 312 могут быть поворотными соединительными элементами, которые располагаются так, чтобы обеспечивать контакт и соединение каждого модульного бункера 28 с мобильной опорной конструкцией 200, когда модульный бункер 28 находится в боковом положении на грузовом автомобиле 36. Первый и второй соединительные элементы 310 и 312 также выполнены для поддержания контакта модульного бункера 28 с мобильной опорной конструкцией 200, когда модульный бункер 28 поворачивается из бокового положения в рабочую поднятую, например вертикальную, ориентацию.
[0082] Модульные бункеры 28 могут поворачиваться или перемещаться вокруг первого и второго соединительных элементов 310 и 312 из бокового положения на грузовом автомобиле 36 в рабочее, поднятое положение на опорной раме 204 мобильной опорной конструкции 200 с помощью разнообразных механизмов. Например, подъемник 104 может использоваться для подъема каждого бункера 28 между боковым и поднятым положениями. Подъемник 104 может быть гидравлическим или пневматическим подъемником, установленным на прицепе 100 для действия рядом с рамой 56 каждого модульного бункера 28, чтобы поворачивать модульный бункер 28 вокруг первого и второго соединительных элементов 310 и 312, пока модульный бункер 28 не будет надежно установлен в поднятом положении относительно приемной площадки 232 бункера. Подъемник 104 может быть выполнен для работы вне гидравлической (или пневматической) системы грузового автомобиля 36. В других случаях подъемник 104 может быть выполнен для поворота прицепа 100 или части прицепа 100 вверх, тогда как модульный бункер 28 остается присоединенным к поворотной части прицепа 100. В других способах могут использоваться краны, тали и/или другие механизмы для поворота каждого модульного бункера 28 вокруг первого и второго соединительных элементов 310 и 312, когда модульный бункер 28 переводится из бокового положения в рабочую, поднятую ориентацию.
[0083] Первый и второй соединительные элементы 310 и 312 показаны более подробно на фиг. 14 и 15. Первый и второй соединительные элементы 310 и 312 используются для облегчения образования соединения между каждым модульным бункером 28 и мобильной опорной конструкцией 200 и могут содержать разнообразные отдельные или множественные механизмы соединительных элементов. В целом, каждый из первого и второго соединительных элементов 310 и 312 предназначен для обеспечения возможности регулируемого перемещения модульного бункера 28 относительно мобильной опорной конструкции 200. Первый и второй соединительные элементы 310 и 312 могут содержать поворотный элемент, смонтированный на бункере 28 и соответствующий поворотный элемент, смонтированный на мобильной опорной конструкции 200, например смонтированный на балках 330, как показано на фиг. 14 и 15. В конкретном примере, показанном на фиг. 14 и 15, каждый модульный бункер 28 взаимодействует с возможностью поворота с мобильной опорной конструкцией 200 с помощью пары поворотных элементов. В качестве примера каждый поворотный элемент может содержать штырь, входящий с возможностью поворота, например шарнирно, в соответствующее штыревое гнездо поворотного элемента. Хотя штырь может быть соединен с рамой 56 модульного бункера 28, а штыревое гнездо может быть соединено с поворотными балками 330 опорной конструкции 50, штырь и штыревое гнездо могут быть реверсированы. Кроме того, первый и второй соединительные элементы 310 и 312 могут содержать ряд других конструкций, предназначенных для осуществления по выбору введения в контакт модульного бункера 28 с мобильной опорной конструкцией 200 и управляемого перемещения модульных бункеров 28 относительно мобильной опорной конструкции 200. В зависимости от конструкции первого и второго соединительных элементов 310 и 312, для поддержания соединения с возможностью поворота между модульным бункером 28 и опорной конструкцией 200 во время перевода модульного бункера 28 из бокового положения в поднятое положение может использоваться ряд удерживающих средств, таких как вытягиваемая головка штыря.
[0084] Мобильная опорная конструкция 200 может также снабжаться другими типами оборудования для облегчения транспортирования нефтепромыслового материала и/или смешивания нефтепромыслового материала для образования суспензии, как описано ранее. Например, мобильная опорная конструкция 200 может поворачиваться с помощью энергоустановки 340, опирающейся на колеса 208. В данном варианте осуществления энергоустановка 340 может использоваться для генерации электроэнергии, которая может подаваться к конвейерам 30 и 32, а также к другому оборудованию в системе доставки расклинивающего наполнителя 20. Мобильная опорная конструкция 200 может также оснащаться питателями сухих добавок, источниками энергии, органами управления и контроллерами, полозьями для поддержки смешивающей системы, встроенной в опорное основание 202. Кроме того, мобильная опорная конструкция 200 может быть оборудована системой защиты от климатических воздействий для защиты от жестких условий окружающей среды. Кроме того, для определения и/или контроля параметров, связанных с доставкой нефтепромыслового материала 62 для данной операции гидроразрыва, мобильная опорная конструкция 200 может быть оснащена разнообразными датчиками 116, расположенными на каркасной конструкции 204 и/или на модульном бункере 28. В качестве примера датчики 116 могут содержать четыре датчика нагрузки в каждой приемной площадке 232 бункера и могут быть частью соединительных элементов 306, 308, 310 и 312 для контроля нагрузок, прилагаемых отдельными модульными бункерами 28. С целью управления запасами данные о нагрузке могут использоваться для отслеживания количества нефтепромыслового материала, оставшегося в замкнутом пространстве 60 каждого модульного бункера 28.
[0085] На фиг. 18 изображен вид сверху мобильной опорной конструкции 200. Соединительные элементы 306, 308, 310 и 312 могут быть расположены в форме 350 усеченного треугольника, такой как трапециевидная, для усиления устойчивости модульного бункера 28, поддерживаемого в пределах приемной площадки 232 бункера. Кроме того, с целью поддержки модульного бункера 28, объединенная горизонтальная площадка опорного основания 202, первого расширяемого основания 240 и второго расширяемого основания 242 намного больше, чем горизонтальная площадка, занимаемая одним из модульных бункеров 28 при установке на мобильной опорной конструкции 200. Например, первая горизонтальная площадка 352, занимаемая одним из модульных бункеров 28 при установке в вертикальной ориентации, показана на фиг. 18. Как видно, опорное основание 202, первое расширяемое основание и 240 второе расширяемое основание 242 занимают вторую объединенную горизонтальную площадку, которая по меньшей мере в полтора раза больше, чем горизонтальная площадка 352, и может быть в восемь или десять раз больше, чем первая горизонтальная площадка 352.
[0086] На фиг. 19 показан второй вариант осуществления мобильной переносной конструкции 400, которая аналогична по конструкции и функции мобильной переносной конструкции 200, за исключением того, что мобильная переносная конструкция 400 имеет встроенную смешивающую систему 410. Встроенная смешивающая система может транспортироваться с помощью других компонентов мобильной переносной конструкции 400 и, будучи обеспеченной полозьями или направляющими устройствами, удаляться от опорного основания 412 мобильной переносной конструкции 400.
[0087] Со ссылками, главным образом, на фиг. 20-21, показан вариант осуществления мобильной установки 450 транспортирования нефтепромыслового материала, созданной в соответствии с настоящим изобретением. Мобильная установка 450 транспортирования нефтепромыслового материала может включать шасси 452, горизонтальную конвейерную систему 454, которая может здесь упоминаться как «вторая конвейерная система 454», узел 456 монтажной мачты и первое конвейерное устройство 458.
[0088] Шасси 452 включает опорное основание 460 и изогнутую часть 462. Шасси 452 может быть выполнено, чтобы поддерживать первое конвейерное устройство 458 и буксироваться с помощью грузового автомобиля 36, для транспортирования первого конвейерного устройства 458 к любому необходимому месту на буровой площадке. Шасси 452 соединено с узлом 456 монтажной мачты и может дополнительно конфигурироваться для монтажа первого конвейерного устройства 458 в поднятом или вертикальном рабочем положении для подачи нефтепромыслового материала в бункер (который может быть модульным бункером), как описано более подробно со ссылками на фиг. 24. Шасси 452 может взаимодействовать с узлом 456 монтажной мачты для перемещения первого конвейерного устройства 458 из горизонтального или транспортного положения на шасси 452 в поднятое или вертикальное рабочее положение. В некоторых вариантах осуществления шасси 452 может также быть конфигурировано, чтобы стыковаться или иным образом выравниваться с модульным бункером, как будет описано ниже.
[0089] Шасси 452 снабжено опорным основанием 460, имеющим первый конец 464 (например, передний конец) и второй конец 466 (например, задний конец). Шасси 452 может также оборудоваться опорной балкой 468, проходящей между первым концом 464 и вторым концом 466 опорного основания 460, и множеством колес 470, расположенных по меньшей мере частично под опорной балкой 468 (например, вблизи второго конца 466) и функционально связанных с опорной балкой 468. Колеса 470 могут быть соединены с одной или большим количеством осей и в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения могут включать складные подвески, так что когда подвеска колес 470 сложена, опорное основание 460 может быть установлено на грунт.
[0090] В варианте осуществления, показанном на фиг. 20-21, шасси 452 снабжено двумя опорными балками, например, 468-1 и 468-2, которые отделены друг от друга просветом 472, и могут быть соединены вместе, чтобы совместно образовывать опорное основание 460 с помощью одного или большего количества поперечных опорных элементов 474 (фиг. 21). Просвет 472 проходит продольно вдоль опорного основания 460 между первым концом 464 и вторым концом 466. Опорные балки 468-1 и 468-2 могут быть выполнены в виде стальной балки, швеллера, двутавровой балки, широкополочной балки двутаврового сечения, универсальной двутавровой балки с широкими полками, стандартного двутаврового профиля или любой другой конструкции. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения множество поперечных опорных элементов 474 может быть расположено с промежутками друг от друга между первым концом 464 и вторым концом 466 опорного основания 460, при этом проходя между опорными балками 468-1 и 468-2.
[0091] Изогнутая часть 462 выступает из первого конца 464 опорного основания 460 и выполнена так, чтобы соединять шасси 452 с грузовым автомобилем, таким как грузовой автомобиль 36, например, с помощью подходящего сцепного устройства. Когда грузовой автомобиль 36 отсоединен от изогнутой части 462, указанной частью 462 можно управлять, чтобы уложить указанную часть на грунт и установить, в основном, копланарно с опорным основанием 460, как показано на фиг. 25. В данной конфигурации изогнутая часть 462 может образовывать наклонную площадку, чтобы обеспечить подъезд или подачу задним ходом на опорное основание 460 грузового автомобиля или прицепа для доставки нефтепромыслового материала. Например, изогнутая часть 462 может быть снабжена первым участком 476 и вторым участком 478. Первый участок 476 может выступать из первого конца 464 опорного основания 460. Первый участок 476 имеет первый конец 480 и второй конец 482. Первый конец 480 первого участка 476 соединен с возможностью перемещения с опорным основанием 460, так чтобы при использовании комплекта шарниров, проемов и штырей или других типов соединений можно было фиксировать его больше чем в одном положении. Второй участок 478 соединен с возможностью перемещения со вторым концом 482 первого участка 476. Например, первый участок 476 может быть шарнирным четырехзвенником, который может быть зафиксирован в поднятом положении, образуя изогнутую часть 462, или в опущенном положении, образуя площадку. Любое необходимое сцепное устройство, такое как изогнутая часть, имеющее конструкцию, называемую в технике как «поворотный шкворень», например, может быть выполнено для соединения изогнутой части 462 с грузовым автомобилем 36, что будет понятно специалисту в данной области, использующему преимущество настоящего изобретения.
[0092] Вторая конвейерная система 454 может быть выполнена в виде любого подходящего транспортно-перегрузочного устройства типа ленточного конвейера или шнека и может быть связана с опорным основанием 460 таким образом, чтобы вторая конвейерная система 454 была расположена по меньшей мере частично в просвете 472 между опорными балками 468-1 и 468-2. В другом варианте осуществления вторая конвейерная система 454 может быть соединена с возможностью поворота с шасси 452 так, чтобы перемещать нефтепромысловый материал ко второму концу 466 шасси 452. В одном варианте осуществления по меньшей мере часть второй конвейерной системы 454 проходит вдоль осевой линии опорного основания 460, как показано на фиг. 20-21. Вторая конвейерная система 454 имеет второй конвейер 484 и третий конвейер 486. Второй конвейер 484 может быть углублен в просвете 472 и установлен, по существу, горизонтально, так чтобы верхняя поверхность второго конвейера 484 располагалась вровень с верхней поверхностью опорных балок 468-1 и 468-2 или ниже нее, и выполнен так, чтобы позволять грузовому автомобилю или прицепу для нефтепромыслового материала, установленному на опорном основании 460, выгружать, сваливать или иным способом укладывать объем нефтепромыслового материала на второй конвейер 484 и транспортировать объем нефтепромыслового материала от первого конца 464 ко второму концу 466 опорного основания 460. В некоторых вариантах осуществления второй конвейер 484 может быть установлен у осевой линии опорного основания 460. Третий конвейер 486 установлен между вторым конвейером 484 и вторым концом 466 шасси 452 и выполнен таким образом, чтобы принимать объем нефтепромыслового материала из второго конвейера 484 и транспортировать нефтепромысловый материал ко второму концу 466. Как должно быть понятно специалисту в данной области, вторая конвейерная система 454 может содержать шнек, конвейерную ленту с гладкой поверхностью или с накладками для переноса нефтепромыслового материала (например, к третьему конвейеру 486). Кроме того, в некоторых вариантах осуществления второй конвейер 484 может быть открытым, а третий конвейер 486 может быть закрытым, как должно быть понятно специалисту в данной области, использующему преимущества настоящего изобретения. Третий конвейер 486 может устанавливаться с уклоном вверх (не нулевой, положительный угол) относительно второго конвейера 484.
[0093] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая конвейерная система 454 может соединяться с возможностью поворота с опорным основанием 460 и/или шасси 452, таким образом, что вторая конвейерная система 454 может быть повернута вбок от опорного основания 460 под любым необходимым углом, как показано на фиг. 24 ниже.
[0094] Узел 456 монтажной мачты может включать мачту 488, опирающуюся на шасси 452, и систему 490 привода, взаимодействующую с мачтой 488 и шасси 452. Узел 456 монтажной мачты выполнен таким образом, чтобы прилегать к опорному основанию 460 (например, к опорным балкам 468-1 и 468-2), когда шасси 452 транспортируется, и чтобы освобождать вторую конвейерную систему 454, когда узел 456 монтажной мачты развернут в поднятое или вертикальное положение. Диапазон перемещения узла 456 монтажной мачты при развертывании может простираться от горизонтального до немного свыше вертикального положения (например, больше чем 90-градусный диапазон перемещения), чтобы учесть угловое смещение вследствие разностей высоты грунта. Узел 456 монтажной мачты может быть выполнен из стальной балки, швеллера, двутавровой балки, широкополочной балки двутаврового сечения, универсальной двутавровой балки с широкими полками, стандартного двутаврового профиля или любого другого материала.
[0095] Мачта 488 может поддерживаться опорными балками 468-1 и 468-2 шасси 452 вблизи второго конца 466 шасси 452. Мачта 488 выполнена, чтобы поддерживать первое конвейерное устройство 458 и чтобы перемещаться между горизонтальным положением (фиг. 20) и вертикальным положением (фиг. 21) с помощью системы 490 привода, для подъема первого конвейерного устройства 458 в вертикальное положение и для соединения первого конвейерного устройства 458 с модульным бункером, как будет подробно описано ниже со ссылками на фиг. 24.
[0096] Мачта 488 может быть оборудована рамой 492, включающей первый конец 494, второй конец 496, первую опорную балку 498-1, проходящую между первым концом 494 и вторым концом 496, и вторую опорную балку 498-2, проходящую между первым концом 494 и вторым концом 496. Первая и вторая опорные балки 498-1 и 498-2 могут быть расположены с промежутком в параллельной ориентации и выполнены так, чтобы совместно поддерживать первое конвейерное устройство 458, как будет описано ниже.
[0097] Система 490 привода взаимодействует с мачтой 488 и по меньшей мере с одной из опорных балок 468-1 и 486-2 шасси 452 для перемещения мачты 488 по дугообразной траектории, чтобы перемещать первое конвейерное устройство 458 между горизонтальным и вертикальным положениями. Как показано на фиг. 20 и 21, система 490 привода может включать множество приводных механизмов 500-1 и 500-2, работающих сообща, для перемещения мачты 488 из горизонтального положения в вертикальное положение. Однако следует иметь в виду, что система 490 привода может быть выполнена в виде одного приводного механизма 500 или любого количества приводных механизмов 500. Приводные механизмы 500 могут быть выполнены в виде гидравлических приводных механизмов, пневматических приводных механизмов, электрических приводных механизмов, механических приводных механизмов или любых подходящих механизмов, способных перемещать мачту 488 в вертикальное положение.
[0098] Первое конвейерное устройство 458 может быть выполнено в виде закрытого вертикального ковшового элеватора или шнека (например, не использующего воздушный поток для переноса нефтепромыслового материала), и может включать первый конвейер 502 и опорную раму 504, которая соединена с возможностью перемещения с мачтой 488 узла 456 монтажной мачты таким образом, чтобы первый конвейер 502 имел возможность перемещаться между горизонтальным положением, когда первый конвейер 502 прилегает к опорному основанию 460 во время транспортирования, и вертикальным положением, когда первый конвейер 502 ориентируется вертикально для транспортирования объема нефтепромыслового материала в один или большее количество модульных бункеров. В некоторых вариантах осуществления первый конвейер 502 может быть выполнен и иметь функции, аналогично вертикальному конвейеру 32, описанному выше.
[0099] Как показано на фиг. 22, опорная рама 504 может быть соединена с возможностью перемещения с мачтой 488 с помощью одной или большего количества механических связей 506, прикрепленных к мачте 488 и одному или большему количеству приводных механизмов 508, выполненных для плавного перемещения или перемещения иным способом опорной рамы 504 относительно первого конца 494 мачты 488 в пределах заранее определенного диапазона. В некоторых вариантах осуществления приводные механизмы 508 могут быть выполнены в виде гидравлических или пневматических приводных механизмов. Должно быть понятно, что механические связи 506 могут быть выполнены в различных вариантах, таких как полозья (как показано на фиг. 22), гидравлические или пневматические манипуляторы, механизмы, домкраты с червячной передачей, тросы, или их сочетания.
[0100] Теперь, как показано на фиг. 23-24, первый конвейер 502 может включать вход 510 и верхнюю разгрузочную часть 512. Вход 510 может быть установлен вблизи и/или под третьим конвейером 486 второй конвейерной системы 454, так что объем нефтепромыслового материала, транспортируемого по третьему конвейеру 486 второй конвейерной системы 454, поступает в первый конвейер 502 через вход 510.
[0101] Верхняя разгрузочная часть 512 может включать разгрузочный желоб 514, который может быть двойным разгрузочным желобом, выполненным для наполнения двух или большего количества модульных бункеров 516 одновременно, так, чтобы иметь два или больше выпускных отверстий 517, функционально связанных, например, с двумя или большим количеством приемных желобов 518 модульных бункеров 516. В некоторых вариантах осуществления разгрузочный желоб 514 может включать встроенный распределительный клапан 520 (например, трехпозиционный распределительный клапан) для обеспечения наполнения разгрузочным желобом 514 одного, двух или большего количества модульных бункеров 516, что должно быть понятно специалисту в данной области. Разгрузочный желоб 514 может стыковаться или иным образом соединяться с приемными желобами 518 модульных бункеров 516 любым требуемым способом, защищенным, например, от дождя и/или влаги, путем включения одного или больше дождевых колпаков или экранов.
[0102] Как показано на фиг. 23, опорная рама 504 может содержать один или больше дополнительных взаимодействующих с бункером элементов 522, которые могут быть выполнены в виде крюков, L-образных выступов, или, например, их комбинации. Взаимодействующие с бункером элементы 522 могут быть выполнены для вхождения в контакт с соответствующими прикрепленными к раме элементами 524, выполненными в модульных бункерах 516, таким образом, что опорная рама 504 и первый конвейер 502 могут быть надежно скреплены или иным образом связаны с модульными бункерами 516. Специалисту должно быть понятно, что взаимодействующие с бункером элементы 522 и/или прикрепленные к раме элементы 524 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть опущены.
[0103] Как показано на фиг. 20, в некоторых вариантах осуществления может быть выполнена дополнительная система 526 энергоснабжения с мобильной установкой 450 транспортирования нефтепромыслового материала и она может быть выполнена для питания системы 490 привода, первого конвейера 502, и приводных механизмов 508. Однако в некоторых вариантах осуществления система 526 энергоснабжения может быть опущена, а система 490 привода, первое конвейерное устройство 458 и приводные механизмы 508 могут питаться от любого необходимого источника энергии, такого как источник энергии, связанный с модульными бункерами 516, отдельный генератор, электрическая линия, связанная с сетью или местным источником энергии, и их комбинация. В некоторых вариантах осуществления система 526 энергоснабжения оснащена мобильной установкой 450 транспортирования нефтепромыслового материала, при этом система 526 энергоснабжения имеет необходимые размеры и установлена на опорном основании 460 таким образом, чтобы не мешать работе и перемещению узла 456 монтажной мачты и второй конвейерной системы 454.
[0104] Как показано на фиг. 25, во время работы мобильная установка 450 транспортирования нефтепромыслового материала может функционировать следующим образом: грузовой автомобиль 36 подает задним ходом шасси 452 близко к одному или большему количеству модульных бункеров 516 (например, совместно действующей установке из двух или большего количества модульных бункеров 516). Когда грузовой автомобиль 36 отсоединен от шасси 452, изогнутой частью 462 можно управлять для укладки на грунт и установки, главным образом, копланарно с опорным основанием 460 для образования наклонной плоскости, чтобы обеспечить подъезд или подачу задним ходом транспортного прицепа 528 нефтепромыслового материала на опорное основание 460. Узел 456 монтажной мачты поднимается в вертикальное положение, чтобы поднимать также первое конвейерное устройство 458 в вертикальное положение. Приводные механизмы 508 могут работать для подъема первого конвейера 502 до верхнего предела заранее определенного диапазона перемещения приводных механизмов 508, путем перемещения опорной рамы 504 относительно первого конца 494 мачты 488 (например, вдоль механической связи 506). Положение шасси 452 относительно модульных бункеров 516 может быть регулируемым по необходимости (например, в трех измерениях, например, с помощью перемещения шасси 452, с помощью стыковки или выравнивания другим способом второго конца 466 шасси 452 с модульными бункерами 516 и/или с помощью складывания подвески шасси 452, чтобы установить разгрузочный желоб 514 для вхождения в контакт с приемными желобами 518). Приводные механизмы 508 могут работать для опускания первого конвейера 502 над модульными бункерами 516, так чтобы разгрузочный желоб 514 входил в контакт с приемными желобами 518. Как вариант, опускание первого конвейера 502 может также обуславливать вхождение в контакт взаимодействующих с бункером элементов 522 с соответствующими прикрепленными к раме элементами 524, так что опорная рама 504 первого конвейерного устройства 458 надежно крепится или иным образом соединяется с модульными бункерами 516, принуждая разгрузочные желоба 514 выравниваться с приемными желобами 518 модульных бункеров.
[0105] Транспортный прицеп 528 нефтепромыслового материала может подаваться назад над шасси 452, таким образом, чтобы разгрузочные отверстия (не показано) транспортного прицепа 528 нефтепромыслового материала были расположены выше и были выровнены по вертикали со вторым конвейером 484 второй конвейерной системы 454. Когда объем нефтепромыслового материала свален, разгружен или иным образом уложен (например, самотеком) на вторую конвейерную систему 454, нефтепромысловый материал перемещается с помощью второго конвейера 484 к третьему конвейеру 486. Третий конвейер 486 является необязательным в том смысле, что второй конвейер 484 может доставлять нефтепромысловый материал прямо к первому конвейеру 502. Третий конвейер 486 продолжает перемещение объема нефтепромыслового материала ко второму концу 466 шасси 452. Когда объем нефтепромыслового материала достигает первого конвейера 502, нефтепромысловый материал поступает на вход 510 первого конвейера 502. Объем нефтепромыслового материала переносится вверх по первому конвейеру 502 и укладывается в модульные бункеры 516 с помощью разгрузочного желоба 514 и приемных желобов 518.
[0106] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая конвейерная система 454 может быть повернута вбок от опорного основания 460 под любым необходимым углом, и транспортный прицеп 528 нефтепромыслового материала может быть установлен выше второй конвейерной системы 454 без подачи задним ходом над шасси 452, как показано на фиг. 24, что должно быть понятно специалисту в данной области, использующему преимущество настоящего изобретения.
[0107] Как показано на фиг. 26, в другом варианте осуществления вторая конвейерная система 454 содержит поворотное конвейерное устройство 530, а не разгрузочный желоб 514. Поворотное конвейерное устройство 530 включает конвейер 532, который может быть прикреплен к корпусу и/или опорной раме, проходящей вокруг первого конвейера 502, с узлом регулирования по горизонтали и узлом регулирования по вертикали. Узел регулирования по горизонтали может содержать механическую связь с одним поворотным соединением или множеством поворотных соединений, работающим сообща, для обеспечения диапазона перемещения конвейера 532 по горизонтальной траектории, которая может находиться примерно в диапазоне от 0 градусов до 180 градусов, как показано стрелкой 534. Конвейерное устройство 530 может также содержать узел регулирования по вертикали (не показано), включающий механическую связь для обеспечения диапазона перемещения конвейера 532 по горизонтальной траектории, которая может находиться в диапазоне от 0 градусов до 120 градусов, как показано стрелкой 536. Узлы регулирования по горизонтали и по вертикали могут содержать один или больше приводных механизмов для осуществления управляемого перемещения по горизонтальной и вертикальной траектории, как описано выше.
[0108] Узлы регулирования по горизонтали и по вертикали обеспечивают перемещение между походным положением, когда конвейер 532 проходит, по существу, параллельно первому конвейеру 502, и выдвинутым положением, в котором конвейер 532 проходит вбок от первого конвейера 502. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения конвейер 532 может быть выполнен в виде шнека или закрытого ленточного конвейера с двусторонним перемещением, и может поворачиваться с помощью одного или большего количества приводных механизмов (не показано). Конвейер 532 может функционировать аналогично разгрузочному желобу 514 и может быть соединен с одним или большим количеством приемных желобов 518 модульных бункеров 516, аналогично разгрузочному желобу 514. Например, конвейер 532 может быть соединен с одним или большим количеством приемных желобов 518 способом, защищающим приемные желоба 518 от дождя или влаги, например с помощью дождевых колпаков или экранов. Как должно быть понятно специалисту в данной области, поворотное конвейерное устройство 530 позволяет шасси 452 устанавливаться под любым необходимым углом, в ориентации или положении относительно модульных бункеров 516, например параллельно, под углом или перпендикулярно. Кроме того, при выполнении поворотного конвейерного устройства 530 опорная рама 504 может быть прикреплена или не прикреплена к бункеру (бункерам) с помощью взаимодействующих с бункером элементов 522.
[0109] Как должно быть понятно специалистам в данной области, использующим преимущество настоящего изобретения, мобильная установка 450 транспортирования нефтепромыслового материала в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения использует первый конвейер, который является внешним относительно бункера, и транспортируется к любому требуемому месту и соединяется с одним или большим количеством бункеров на месте. Кроме того, шасси 452 или мобильная установка 450 транспортирования нефтепромыслового материала в соответствии с раскрываемыми здесь идеями изобретения образует наклонную площадку, позволяющую транспортным прицепам 528 нефтепромыслового материала сдавать назад на шасси 452 и укладывать нефтепромысловый материал на вторую конвейерную систему 454 мобильной установки 450 транспортирования нефтепромыслового материала. Мобильная установка 450 транспортирования нефтепромыслового материала может обеспечить гибкое позиционирование и быструю и эффективную передачу нефтепромыслового материала в модульные бункеры 516 на месте. Кроме того, удаление вертикального конвейера от бункера (например, первого конвейера, внешнего по отношению к бункеру) увеличивает доступный объем бункера. Следует иметь в виду, что в некоторых вариантах осуществления внешний первый конвейер, как описано в настоящем документе, может быть использован в модульных бункерах, содержащих, например, внутренние вертикальные элеваторы.
[0110] Хотя выше подробно описано лишь несколько вариантов осуществления настоящего изобретения, специалисту в данной области должно быть понятно, что многие изменения возможны без существенного отклонения от объема настоящего изобретения. Соответственно, предполагается включение таких модификаций в объем настоящего описания, который определен в формуле изобретения.