Способ транспортирования, передачи и выгрузки порошкового химического состава

Номер патента: 21756

Опубликовано: 31.08.2015

Авторы: Эль Кхоли Исмаил, Жакоб Грегуар, Пессен Жан-Луи

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ транспортирования порошкового химического состава, используемого для разработки и заканчивания скважин, включающий аэрацию химического состава посредством:

(а) подачи потока текучей среды по подающему трубопроводу при помощи системы нагнетания текучей среды в емкость, содержащую порошковый химический состав;

(б) аэрации по меньшей мере части порошкового химического состава при введении потока текучей среды через устройства инжекции, расположенные в различных местоположениях по высоте стенки емкости, в находящийся в емкости порошковый химический состав;

(в) направления потока текучей среды после введения в порошковый химический состав из емкости по возвратному трубопроводу в систему нагнетания текучей среды;

(г) рециркуляции потока текучей среды через емкость, содержащую порошковый химический состав, и систему нагнетания текучей среды по замкнутому циклу; и

транспортирование аэрируемого порошкового химического состава до места его применения.

2. Способ выгрузки порошкового химического состава, используемого для разработки и заканчивания скважин, включающий аэрацию химического состава посредством:

(а) подачи потока текучей среды по подающему трубопроводу при помощи системы нагнетания текучей среды в емкость, содержащую порошковый химический состав;

(б) аэрации по меньшей мере части порошкового химического состава при введении потока текучей среды через устройства инжекции, расположенные в различных местоположениях по высоте стенки емкости, в находящийся в емкости порошковый химический состав;

(в) направления потока текучей среды после введения в порошковый химический состав из емкости по возвратному трубопроводу в систему нагнетания текучей среды; и

(г) рециркуляции потока текучей среды через емкость, содержащую порошковый химический состав, и систему нагнетания текучей среды по замкнутому циклу; и

выгрузку аэрируемого порошкового химического состава на месте его применения.

3. Способ передачи порошкового химического состава, используемого для разработки и заканчивания скважин, включающий аэрацию химического состава посредством:

(а) подачи потока текучей среды по подающему трубопроводу при помощи системы нагнетания текучей среды в емкость, содержащую порошковый химический состав;

(б) аэрацию по меньшей мере части порошкового химического состава при введении потока текучей среды через устройства инжекции, расположенные в различных местоположениях по высоте стенки емкости, в находящийся в емкости порошковый химический состав;

(в) направления потока текучей среды после введения в порошковый химический состав из емкости по возвратному трубопроводу в систему нагнетания текучей среды;

(г) рециркуляции потока текучей среды через емкость, содержащую порошковый химический состав, и систему нагнетания текучей среды по замкнутому циклу; и

передачу аэрируемого порошкового химического состава из первой емкости во вторую емкость.

4. Способ по пп.1-3, где стадия (в) включает направление потока текучей среды через фильтрующее устройство перед поступлением в устройство подачи текучей среды.

5. Способ по п.4, дополнительно включающий удаление крупных частиц вещества из потока текучей среды с помощью фильтрующего устройства; причем фильтрующее устройство не пригодно для выпуска потока текучей среды в атмосферу после прохождения через него.

6. Способ по пп.1-3, где стадия (в) включает направление потока текучей среды через выходное отверстие в емкости, расположенное над уровнем порошкового химического состава, и по пути потока, проходящего между выходным отверстием и системой нагнетания текучей среды.

7. Способ по пп.1-3, где поток текучей среды на стадиях (а), (б), (в), (г) является потоком воздуха и стадия (а) включает подачу потока кондиционированного воздуха.

8. Способ по пп.1-3, где стадия (б) включает введение газовых потоков в находящийся в емкости порошковый химический состав через несколько устройств инжекции.

9. Способ по пп.1-3, где стадия (б) включает введение устойчивого потока газа в порошковый химический состав.

10. Способ по пп.1-3, где стадия (б) включает введение пульсирующего потока текучей среды в порошковый химический состав.

11. Способ по п.2, где выгрузку порошкового химического состава из емкости осуществляют одновременно с аэрацией порошкового химического состава, в соответствии со стадией (б).

12. Способ по пп.1-3, где на стадии (б) ожижают порошковый химический состав.

13. Способ по п.3, где передачу порошкового химического состава из емкости в емкость осуществляют одновременно с аэрацией порошкового химического состава.

14. Способ по п.3, где передача порошкового химического состава представляет собой дозирование порошкового химического состава.

15. Способ по п.2, где выгрузку порошкового химического состава из емкости осуществляют в направлении, противоположном потоку текучей среды в указанной емкости.

16. Способ по п.2, в котором для выгрузки порошкового химического состава из указанной емкости дополнительно используют механические мешалки.

17. Способ по п.2, в котором выгрузку порошкового химического состава из емкости осуществляют под действием силы тяжести.

18. Способ по п.17, в котором при выгрузке используют дозирующий шнек.

Текст

Смотреть все

СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ, ПЕРЕДАЧИ И ВЫГРУЗКИ ПОРОШКОВОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА Система аэрации для осуществления циркуляции аэрирующей текучей среды через химический состав в емкости. Система аэрации является замкнутым контуром, в результате чего аэрирующая текучая среда подается системой подачи текучей среды внутрь емкости для выполнения аэрации содержащейся в ней текучей среды. Аэрирующая текучая среда возвращается в систему подачи текучей среды для последующей ее доставки в емкость. Для удаления крупных частиц вещества из аэрирующей текучей среды перед ее возвращением в систему подачи текучей среды можно использовать фильтрующий механизм. Аэрация повышает текучесть химического состава, тем самым облегчая передачу и/или выгрузку химического состава из емкости. Аэрацию можно выполнять во время транспортирования, до выгрузки и/или во время выгрузки или передачи.(FR), Эль Кхоли Исмаил (US) Медведев В.Н., Павловский А.Н. (RU) Область техники Изобретение относится к получению композиций для обработки подземной формации, и в частности, но не ограничиваясь этим, устройству и способу циркуляции текучей среды через химический состав внутри емкости при получении и/или доставке этих составов. Уровень техники В нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности химические составы, обычно в виде вязких водных жидкостей, используются в подземных работах для таких целей, как разработка и заканчивание скважин, проникающих в подземные формации, и добыча газообразных или жидких углеводородов из природных источников. Вязкие водные текучие среды также используются как текучая среда-носитель. Эти вязкие водные текучие среды можно использовать в таких работах, как перфорирование подземных формаций, гидравлический разрыв пласта, изменение проницаемости подземных формаций или даже регулирование поступления песка или воды из подземных формаций. Некоторые составы, применяемые в этих нефтепромысловых операциях, обычно известны как составы для бурения, составы для заканчивания, составы для операций по увеличению дебита скважины, пакерные составы, составы для гидравлического разрыва, составы для интенсификации добычи, составы для регулирования охвата или проницаемости, составы для (за)крепления и т.п. Эти вязкие водные текучие среды можно использовать в качестве жидкостей для гидроразрыва, подкисляющих жидкостей, цементирующей смеси и высокоплотных жидкостей для заканчивания. Эти химические составы нередко являются присадками,агентами сшивания или полимерными составами; и в случае повышающих вязкость веществ они могут быть следующими веществами: гуар, полимерные составы производных гуара, целлюлоза, или полимерные составы производных целлюлозы. Эти вязкие текучие среды часто являются водным раствором этих химических составов. Например, вязкой водной текучей средой может быть водный раствор сухого порошкового полимерного материала. Химические составы обычно транспортируются в насыпных средствах транспортирования, бункерах и баках к месту применения на нефтепромысле и затем разгружаются, складируются и/или закачиваются в скважину. Если химический состав находится в виде порошка или в сухом виде, то для выгрузки или передачи порошкового химического состава требуется применение передающего или выгружающего устройства, такого как перекачивающий насос или подающий механизм, с возможным использованием дозирующего устройства. Порошковый химический состав также обычно выгружается под действием силы тяжести. Во многих случаях этих процессов выгрузки и передачи порошковый химический состав аэрируют для содействия его удалению из насыпных средств транспортирования, бункеров или баков в другую емкость или в технологическую систему (т.е. смешивающую систему, кондиционирующую систему, систему хранения и пр.). Для аэрации порошковых химических составов часто требуется сухая текучая среда, такая как воздух, с влагосодержанием менее заданного значения, чтобы исключить затвердевание или агломерацию порошкового химического состава во время аэрации. Инжектируемую для аэрации текучую среду выпускают из емкости и выводят в атмосферу. Но для выпуска отработанной аэрирующей текучей среды в атмосферу может потребоваться фильтрация, чтобы удалить макрочастицы из выходящей текучей среды по санитарным или экологическим причинам. Фильтрация текучей среды, выпускаемой из емкости, до санитарных и экологических уровней, особенно мелких частиц, может быть очень дорогостоящей. Кроме того, выпуск текучей среды в атмосферу требует применения внешнего источника сухой текучей среды для замены выпускаемой текучей среды, чтобы можно было продолжать аэрацию. Из уровня техники в области аэрации порошков известны устройства для введения текучей среды внутрь емкости. Патенты, относящиеся к самим устройствам аэрации, включают следующие: патент США 4 172 539, Botkin, на "Aerator nozzle" от 30 октября 1979 г.; патент США 4 530 173, Pausch, наand containers" от 09 января 2001 г. Согласно этим патентам из уровня техники предполагается доступность сухой текучей среды из внешнего источника, и они не относятся к случаю ограниченной подачи сухой текучей среды. Эти патенты также не касаются вопроса выведения отработанной текучей среды; в них только указывается, что она проходит через наружный фильтр и выходит в очищенном виде в атмосферу. Это предполагает фильтрационную очистку текучей среды до санитарно и экологически безопасных уровней. Как упомянуто выше, такая фильтрация может быть дорогостоящей. Поэтому целесообразным будет разработка устройства и способа аэрации порошкового химического состава с исключением или сведением к минимуму одного или нескольких из отмеченных выше недостатков. То есть, будет целесообразно исключить необходимость обеспечения дорогостоящего фильтрующего оборудования для фильтрации аэрирующей текучей среды. Кроме того, будет целесообразно исключить и/или свести к минимуму использование внешнего источника сухой текучей среды для аэрации порошкового химического состава. Сущность изобретения Для устранения одного или более недостатков, относящихся к выпуску текучей среды в атмосферу,и/или к необходимости непрерывной подачи аэрирующей текучей среды, настоящее изобретение направлено на применение замкнутой системы циркуляции текучей среды для аэрации химического состава по существу в сухом виде (например, в виде порошка) для операций подземной обработки. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что некоторые химические составы, например, повышающие вязкость полимерные составы, агенты сшивания, присадки, хелаты, поверхностно-активные вещества, замедляющие вещества, расклинивающие наполнители, реагенты разложения и др., в виде порошка могут по разным причинам уплотняться и, в частности, уплотняются из-за вибрации во время транспортирования. Это уплотнение может затруднить передачу химического состава из средств транспортирования материала в виде насыпи, из бункеров или баков в другую емкость или технологическую систему (т.е. систему смешивания, систему кондиционирования, систему хранения и др.). Для повышения текучести порошкового химического состава используется замкнутая система аэрации для рециркуляции сухой текучей среды через порошковый химический состав. Эта рециркуляция обеспечивает течение текучей среды для аэрации порошкового химического состава и при этом устраняет предъявляемые к фильтрации требования, связанные с выведением текучей среды в атмосферу. Помимо этого, рециркуляция сухой текучей среды минимизирует количество нужной для аэрации сухой текучей среды и повышает текучесть порошкового химического состава в емкости. Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предлагается способ аэрации порошкового химического состава. Согласно этому способу:(1) направляют поток текучей среды в емкость, содержащую порошковый химический состав; при этом поток текучей среды подается устройством подачи текучей среды;(2) аэрируют по меньшей мере часть порошкового химического состава путем избирательного введения потока текучей среды в порошковый химический состав в емкости;(3) направляют поток текучей среды из емкости обратно в устройство подачи текучей среды после ее введения в порошковый химический состав; и(4) осуществляют рециркуляцию потока текучей среды через порошковый химический состав в емкости через устройство подачи текучей среды посредством выполнения стадий (1)-(3), при необходимости, в результате чего улучшается выгрузка порошкового химического состава. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения обеспечивается способ передачи порошкового химического состава. Этот способ включает в себя стадии: (1) избирательной подачи потока текучей среды в порошковый химический состав в первую емкость; при этом поток текучей среды подается устройством подачи текучей среды; (2) возвращения потока текучей среды в устройство подачи текучей среды; (3) рециркуляции потока текучей среды через порошковый химический состав в первой емкости и через устройство подачи текучей среды, в результате чего повышается текучесть порошкового химического состава; и (4) передача порошкового химического состава из первой емкости во вторую емкость. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения обеспечивают систему аэрации для аэрации химического состава. Система аэрации включает в себя герметичную для текучей среды емкость, в которой находится химический состав; по меньшей мере одно устройство подачи текучей среды, вводящее поток текучей среды в химический состав, находящийся в емкости; систему подачи текучей среды, которая избирательно подает поток текучей среды в устройство подачи текучей среды; путь подачи потока,по которому система подачи текучей среды подает поток текучей среды в устройство подачи текучей среды; а также обратный путь потока, проходящий между емкостью и системой подачи текучей среды,по которому поток текучей среды возвращается в систему подачи текучей среды. Поток текучей среды осуществляет рециркуляцию через емкость и систему подачи текучей среды, в результате чего формируется замкнутый путь потока для потока текучей среды. Краткое описание чертежей Изобретение поясняется приводимым ниже подробным описанием и прилагаемыми чертежами, на которых фиг. 1 - общее схематическое изображение системы аэрации для циркуляции текучей среды через порошковый химический состав в емкости согласно принципам настоящего изобретения; на фиг. 2 схематически изображена управляющая система, используемая с системой аэрации согласно принципам настоящего изобретения, изображенной на чертеже фиг. 1; на фиг. 3 схематически изображено поперечное сечение транспортной емкости, в которой можно использовать систему аэрации, показываемую на чертеже фиг. 1; фиг. 4 - блок-схема способа передачи порошкового химического состава при помощи системы аэрации в соответствии с настоящим изобретением, изображенной на фиг. 1; фиг. 5 - блок-схема способа аэрации порошкового химического состава при помощи системы аэрации в соответствии с настоящим изобретением, изображенной на чертеже фиг. 1. Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления Следующее ниже описание предпочтительных вариантов осуществления приводится только в качестве примера и никоим образом не ограничивает изобретение, его применение или использование. Пояс-2 021756 нительные варианты осуществления изобретения излагаются ниже. Для ясности, в данном описании описываются не все признаки фактического варианта осуществления изобретения. Следует отметить, что при разработке любого такого фактического варианта осуществления будут необходимы многие частные решения различных задач, таких как совместимость с соответствующей системой и коммерческие ограничения, которые в различных вариантах осуществления будут различными. Также следует отметить,что такая конструкторская разработка может быть сложной и требующей много времени, но все же будет обычной работой для специалиста в данной области при использовании настоящего описания. Настоящее изобретение относится к получению составов обработки подземной формации и, в частности, но не ограничиваясь этим, устройству и способу для транспортирования и кондиционирования сухих полимерных материалов при получении и/или доставке составов для обработки. Аэрацию порошковых химических составов, таких как повышающие вязкость полимерные составы,агенты сшивания, присадки, хелаты, поверхностно-активные вещества, замедляющие вещества, расклинивающие наполнители, реагенты разложения и др., можно использовать для повышения текучести порошковых химических составов. С повышенной текучестью можно также улучшить дозирование порошкового химического состава. Здесь термин "повышающие вязкость полимерные составы" означает любой соответствующий полимерный состав для обработки подземной формации, например, в числе других: гуар, полимерные составы производных гуара, целлюлоза, или полимерные составы производных целлюлозы, ксантановый каучук или синтетические полимеры, такие как полиакриламиды и сополимеры полиакриламида, и др. Варианты осуществления изобретения обеспечивают по меньшей мере два преимущества по сравнению с известным уровнем техники. Во-первых, циркуляция такой текучей среды, как высушенный воздух с относительной влажностью ниже заданного значения, происходит без применения кондиционирующего устройства. За счет этого обеспечивается экономия себестоимости, энергии и/или объема, особенно для систем доставки больших объемов, работающих при низком давлении. Во-вторых, варианты осуществления изобретения устраняют необходимость системы фильтрации/очистки, требующейся для очистки отработанной текучей среды перед выпуском ее в окружающую среду. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения могут быть целесообразными для передачи порошкового материала, такого как химический состав, в кондиционированной среде за счет введения текучей среды для аэрации порошка. Изобретение можно также использовать и для аэрации жидкостей. Причем варианты осуществления изобретения не ограничиваются только передачей материала и могут использоваться для дозирования, сообщения энергии или даже изменения плотности материалов. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения применяется рециркуляция текучей среды в замкнутой системе между емкостью с сухим материалом в виде макрочастиц и такой системой подачи текучей среды, как система нагнетания воздуха. На фиг. 1 схематически изображена замкнутая система 20 аэрации для аэрации порошкового химического состава в емкости. Система 20 аэрации включает систему 24 подачи текучей среды, например, компрессор, воздуходувку, инжектор или насос, для избирательной подачи аэрирующей текучей среды в емкость 26 по соответствующему подающему трубопроводу 28 и для взятия аэрирующей текучей среды из емкости 26 по соответствующему возвратному трубопроводу 30. Согласно одному из вариантов осуществления система 24 подачи текучей среды является воздуходувочной системой, которая подает поток сухого воздуха (воздуха с относительной влажностью ниже заданного значения) в емкость 26 и принимает сухой воздух из емкости 26. Нужно отметить,что аэрирующая текучая среда не обязательно должна быть сухим воздухом. Например, аэрирующая текучая среда может содержать и такие другие текучие среды, как инертные газы, например, двуокись углерода, азот, аргон и т.п., а также упомянутый воздух. Система 24 подачи текучей среды может быть выполнена с возможностью избирательной подачи потока аэрирующей текучей среды в емкость 26. Термин "избирательная подача" означает, что поток текучей среды может быть устойчивым потоком текучей среды, пульсирующим потоком текучей среды,или их комбинацией в заданном или произвольном порядке. Система 24 подачи текучей среды сообщается с емкостью 26 по соответствующему подающему трубопроводу 28. Подающий трубопровод 28 сообщается с одним или более устройствами 32 инжекции текучей среды. Устройства 32 инжекции находятся в разных местоположениях вдоль емкости 26, согласно приводимому ниже более подробному описанию. Устройства 32 инжекции могут быть различными. Например, устройствами 32 инжекции могут быть простые отверстия, сопло(а), эластомерная(ые) воронка(и), установленные на внутренней поверхности емкости 26, в которой текучая среда инжектируется под воронками; одна или более проницаемых мембран, таких как фетровая ткань или мелко разделенные,сгруппированные металлические частицы (пористый металл), или мелко перфорированная накладка, через которую текучую среду можно инжектировать в емкость 26. Прочие примеры возможных устройств инжекции включают в себя устройства, раскрываемые в упоминаемых выше патентах США 6170976; 4662543; 4530173 и 4172539. Емкость 26 содержит порошковый химический состав 34. Емкость 26 может быть емкостью разных видов. Соответствующие примеры, помимо прочих,включают в себя бункер, другую тару, силосную башню или резервуар. Причем емкость 26 может быть статической или стационарной емкостью, не перемещаемой; либо может быть подвижной емкостью, которую можно транспортировать с одного места на другое. Например, емкость 26 можно установить на прицепе, железнодорожной платформе и др. Емкость 26 обычно имеет дно 36, боковые стенки 38, 40 и верх,или крышку, 40. Дно 36, боковые стенки 38, 40 и верх 42 образуют внутреннюю полость 44, в которую можно поместить порошковый химический состав 34. Полость 44 избирательно герметизирована таким образом, что можно регулировать аэрирующую текучую среду, входящую в полость 44 и выходящую из нее, с прохождением только через заданные точки или положения входа и выхода. Термин "избирательная герметизация" означает, что внутреннюю полость 44 емкости 26 можно герметизировать, при необходимости, для обеспечения ограниченных точек входа и выхода для текущей в ней текучей среды, и ее можно открыть во многих точках входа и выхода текущей в ней текучей среды; и/или для введения порошкового химического состава во внутреннюю полость 44 и удаления из нее. Выходное отверстие 54 сообщается с внутренней полостью 44 и направляет аэрирующую текучую среду, подаваемую системой 24 подачи текучей среды обратно в систему 24 подачи. Соответствующий возвратный трубопровод 30 соединяет выходное отверстие 54 с входным отверстием входа в систему 24 подачи текучей среды. Выходное отверстие 54 может быть единичным, либо таких отверстий может быть несколько. Помимо этого, выходное отверстие 54 может находиться на боковой стенке 38, 40 или на верхе 42 емкости 26. По меньшей мере одно выходное отверстие 54 расположено на емкости 26 в положении над уровнем находящегося в ней порошкового химического состава 34. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения предусматриваемый дополнительно фильтрующий механизм 60 можно установить на возвратном трубопроводе 30, чтобы аэрирующая текучая среда текла через фильтрующий механизм 60 до ее возвращения в систему 24 подачи текучей среды. Этот фильтрующий механизм 60 можно использовать для удаления более крупных частиц порошка в потоке текучей среды, которые будут препятствовать надлежащей работе системы 24 подачи текучей среды. Следует отметить, что фильтрующий механизм 60 не сравним с таким фильтрующим механизмом, который требуется для очистки аэрирующей текучей среды от частиц, ухудшающих качество воздуха, для соответствия санитарно или экологически безопасным уровням. То есть, применение этого фильтрующего механизма 60 не будет достаточным для обеспечения выведения аэрирующей текучей среды непосредственно в окружающую среду. Соответствующий тип фильтрующего механизма 60 включает, помимо прочего, системы картриджного типа, системы фильтрующей среды, фильтровальных мешков, и системы циклонной фильтрации. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения для управления работой аэрационной системы 20 используется система управления, показанная на чертеже фиг. 2. Система 70 управления может включать в себя избирательно действующий регулятор 72, который управляет работой системы 24 подачи текучей среды и/или каждого инжектирующего устройства 32. Регулятор 72 может быть выполнен в разных видах. Например, регулятор 72 может быть просто одним или несколькими ручными открывающими/перекрывающими или пропорциональными клапанами. Либо, если необходимо усиленное регулирование, то регулятор 72 может быть электрическим или пневматическим регулятором, который автоматически отдельно регулирует систему 24 подачи текучей среды и/или каждое инжектирующее устройство (с 1-го по N-e) 32 по соответствующим соединениям 74, 76 между ними. Независимо от типа применяемого регулятора система 70 управления избирательно подает поток текучей среды в инжектирующие устройства 32 по мере необходимости. Согласно одному из вариантов осуществления емкость 26 может быть выполнена согласно фиг. 3. В этом варианте осуществления емкость 26 имеет внутреннюю полость 44 с нижней выгружающей/подающей частью 80. Полость 44 ограничена проходящими продольно боковыми стенками 38, 40 и нижней поверхностью 36. Каждая боковая стенка 38, 40 имеет сужающуюся часть 38 а, 40 а, которая сужается в сторону выгружающей части 80 и нижней поверхности 36. Сужающиеся части 38 а, 40 а содействуют течению порошкового химического состава 34 в полости 44 к выгружающей части 80. Дозирующее устройство 84 расположено в выгружающей части 80 полости 44. Дозирующее устройство 84 регулирует количество и темп, с которым порошковый химический состав 34 выгружается из емкости 26. Дозирующее устройство 84 содержит проходящий в продольном направлении дозирующий шнек 86 и пару проходящих в продольном направлении мешалок 88, 90, содействующих подаче порошкового химического состава 34 в дозирующий шнек 86. Емкость 26 имеет некоторое количество инжектирующих устройств 32, каждое из которых соединено с подающим трубопроводом 28, для приема потока текучей среды из системы 24 подачи текучей среды. Как видно, инжектирующие устройства 32 предпочтительно расположены вдоль боковых стенок 38, 40 и вблизи выгружающей части 80. Введение такой аэрирующей текучей среды как, в числе других,воздух, азот, двуокись углерода и т.п., в газообразном виде в порошковый химический состав 34 снижает объемную плотность порошкового химического состава в емкости 26 и повышает текучесть состава во время выгрузки. Емкость 26 также имеет верх 42, который герметизирован по отношению к боковым стенкам 38, 40. Верх 42 может иметь одно или более впускных отверстий (не показаны) для введения через них порош-4 021756 кового химического состава. Выходное отверстие 54 сообщается с внутренней полостью 44 и с возвратным трубопроводом 30. Выходное отверстие 54 выполнено на боковой стенке 40 в местоположении над уровнем порошкового химического состава 34. Следует отметить, что, при необходимости, выходное отверстие 54 может также находиться в верхе 42. Способы настоящего изобретения применимы к различным порошковым химическим составам, таким как упомянутые выше повышающие вязкость полимеры и др. Повышающий вязкость полимер по существу в сухом виде (порошок) обычно очень мелко размолот. Средний размер частиц повышающего вязкость полимера предпочтительно имеет значения от 40 до 60 мкм (но может также иметь и другие размеры). Этот мелкий размер частиц содействует быстрой гидратации и повышению вязкости предназначаемой для обработки скважин текучей среды, а также содействует непрерывному перемешиванию текучей среды. Объемная плотность повышающего вязкость полимера обычно составляет приблизительно 430-700 кг/куб, м (но может также иметь и другие значения плотности). На фиг. 4 показан способ транспортирования и выгрузки/передачи порошкового химического состава. Порошковый химический состав 34 помещен в емкости 26 (блок 100), которая может быть транспортным средством для материала в виде насыпи, бункером, силосной башней или баком. Емкость 26 в случае подвижной емкости затем транспортируют с места поставки к месту назначения, например, помимо прочего, на нефтепромысел (блок 102) для выгрузки, передачи, хранения и/или закачки в скважину. Емкость 26 можно транспортировать по железной дороге или другими соответствующими средствами транспорта. Либо (блок 104) порошковый химический состав можно аэрировать во время транспортирования, согласно приводимому ниже описанию. Когда порошковый химический состав аэрируется во время транспортирования, соответствующая система 24 подачи текучей среды установлена либо в емкости 26 и/или в средстве транспортирования емкости 26, в результате чего можно реализовать систему 20 аэрации. По прибытии на место назначения порошковый химический состав можно аэрировать (блок 106),согласно приводимому ниже описанию. При необходимости местную систему 24 подачи текучей среды можно подключить к емкости 26 для аэрации порошкового химического состава. Процесс аэрации более подробно описывается ниже. Аэрация порошкового химического состава уменьшает объемную плотность и, тем самым, кондиционирует порошковый химический состав до состояния улучшенной текучести. Процессу аэрации можно также сообщать энергию и/или псевдоожижать порошковый химический состав. После того как порошковый химический состав будет сделан текучим, химический состав можно будет выгрузить из емкости 26 на месте назначения - блок 108. Для выгрузки можно использовать выгружающее устройство, такое как перекачивающее устройство или подающее устройство. Выгрузку можно также осуществить за счет силы тяжести. При необходимости дозирующее устройство 84 можно использовать для выгрузки порошкового химического состава из емкости 26. Либо (блок 110) процесс аэрации можно продолжать во время разгрузки порошкового химического состава. На фиг. 5 показан способ аэрации порошкового химического состава при помощи системы 20 аэрации. Для аэрации порошкового химического состава в емкости 26 подающий трубопровод 28 и возвратный трубопровод 30 подключены к емкости 26 и/или системе 24 подачи текучей среды (блок 120), при необходимости. Емкость 26 может заранее иметь подающий трубопровод 28 и возвратный трубопровод 30, подключенные к соответствующим инжектирующим устройствам 32 и выходному отверстию 54. В этом случае трубопровод 28 подачи соединен с соответствующими соединителями в системе 24 подачи текучей среды, и возвратный трубопровод 30 соединен с соответствующими соединителями в системе 24 подачи текучей среды или, как вариант, на фильтрующем механизме 60, который соединен с системой 24 подачи текучей среды. Либо система 24 подачи текучей среды может содержать трубопровод 28 подачи и возвратный трубопровод 30, и при этом трубопроводы 28, 30 подачи и возврата соединены с соответствующими инжектирующими устройствами 32 и с выходным отверстием 54 емкости 26. Независимо от соединения трубопровода 28 подачи и возвратного трубопровода 30 с емкостью 26 или с системой 24 подачи текучей среды - для образования системы 20 аэрации выполнены соответствующие соединения,при необходимости. Чтобы начать процесс аэрации, поток текучей среды подают в инжектирующие устройства 32 (блок 122) при помощи системы 24 подачи текучей среды. Для этого за счет действия соответствующего регулятора 72 система 24 подачи текучей среды подает кондиционированный поток текучей среды (поток текучей среды, имеющий нужные свойства, например, нужный уровень влажности) в инжектирующие устройства 32. Поток текучей среды в инжектирующие устройства 32 поступает во внутреннюю полость 4 4 емкости 26 и через содержащийся в ней порошковый химический состав 34 - блок 124. Регулятор 70,если в нем предусмотрена такая возможность, дает, если это необходимо, отдельно или в совокупности каждому инжектирующему устройству 32 команду на выполнение избирательной инжекции потока текучей среды в порошковый химический состав 34 в емкости 26. Инжектированный поток текучей среды течет через порошковый химический состав 34, тем самым аэрируя порошковый химический состав и уменьшая объемную плотность. Это действие приводит порошковый химический состав 34 в состояние улучшенной текучести и облегчает выгрузку. Аэрация может также сообщать энергию и/или ожижать порошковый химический состав. Аэрирующей текучей средой может быть текучая среда, в данное время выходящая из емкости 26 и/или системы 24 подачи текучей среды. Либо, при необходимости, система 24 подачи текучей среды может иметь ограниченный ресурс аэрирующей текучей среды, имеющей нужные физические свойства. Нужно отметить, что такой ограниченный запас не будет достаточным для того,чтобы система 24 подачи текучей среды смогла надлежащим образом аэрировать порошковый химический состав в емкости 26, если будет отсутствовать рециркуляция аэрирующей текучей среды. Такая ограниченная подача может также выполнять функцию обратной промывки системы фильтрации. Текучая среда, инжектируемая во внутреннюю полость 44 емкости 26, возвращается в систему 24 подачи текучей среды по возвратному трубопроводу 30 - блок 126. Необязательно, как показано на блоке 128, возвращающийся поток текучей среды можно направить через фильтрующий механизм 60 до возвращения в систему 24 подачи текучей среды. В этом случае фильтрующий механизм 60 удаляет частицы вещества из потока текучей среды, которые могли бы повредить системе 24 подачи текучей среды. Если процесс аэрации нужно продолжать (блок 130), то осуществляют рециркуляцию потока текучей среды в инжектирующие устройства 32 при помощи системы 24 подачи текучей среды - блок 132. Поток рециркуляции текучей среды затем снова вводят в порошковый химический состав и возвращают в систему 24 подачи текучей среды - блоки 124, 126. Затем снова, необязательно, поток рециркуляции текучей среды можно отфильтровать перед его возвращением в систему 24 подачи текучей среды - блок 128. Рециркуляция этого потока текучей среды продолжается до того времени, когда необходимо будет остановить процесс аэрации -блок 130 решения. Если процесс аэрации нужно прервать, то регулятор 72 дает команду системе 24 подачи текучей среды на остановку подачи потока текучей среды в инжектирующие устройства - блок 134. Таким образом, настоящее изобретение облегчает аэрацию химического состава в сухом виде (т.е. в виде порошка) в емкости. Аэрация химического состава повышает текучесть и облегчает выгрузку химического состава. Система аэрации целесообразным образом осуществляет рециркуляцию кондиционированной аэрирующей текучей среды, тем самым устраняя необходимость обеспечения кондиционирующего устройства для подачи дополнительной кондиционированной текучей среды. Устранение необходимости такого кондиционирующего устройства дает экономию себестоимости, энергии и/или объема. При этом за счет рециркуляции устраняется необходимость обеспечения системы фильтрации/очистки,требуемой для очистки аэрирующей текучей среды, для соблюдения санитарно и экологически безопасных уровней выведения аэрирующей текучей среды в окружающую среду. Эта аэрирующая система также целесообразна для передачи порошкового материала в кондиционированную среду - за счет введения потока текучей среды для аэрации порошка. Настоящее изобретение может быть целесообразным также и для аэрации жидкостей. Варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются только передачей материала, и оно может быть целесообразным также для дозирования, сообщения энергии и даже изменения плотности аэрируемых материалов. Способы согласно настоящему изобретению также целесообразны и для подземных операций,включая такие операции, как гидравлический разрыв подземных формаций, изменение проницаемости подземных формаций, очистка гидравлического разрыва или скважины, кислотный гидравлический разрыв пласта, кислотная обработка материнской породы, заполнение скважинного фильтра гравием или препятствование поступлению песка в скважину. Еще одно применение настоящего изобретения заключается в установке химической пробки для изолирования зон или для содействия операции изолирования. При использовании настоящего изобретения в операциях разрыва методика гидравлического разрыва подземной формации известна специалистам в данной области техники и включает закачку разрывающего состава, нередко содержащего порошковый химический состав, в ствол скважины и из него в окружающую формацию. Давление текучей среды при этом будет выше минимального напряжения в породе на месте, в результате чего в формации будут создаваться или увеличиваться разрывы. См. Stimulation Engineering Handbook, John W. Ely, Pennwell Publishing Co., Tulsa, Okla. (1994), патент США 5 551 516 (Normal et al.), "Oilfield Applications", Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, vol. 10, pp. 328-366 (John WileySons, Inc. New York, New York, 1987). В операциях по гидравлическому разрыву пласта составы, получаемые способами согласно настоящему изобретению, могут доставляться на стадии обработки местоположения выполняемого разрыва, на стадии расклинивающего наполнителя, или на обеих стадиях. Материалы разрыва предпочтительно смешивают на поверхности. Необязательно эти материалы можно смешивать в забое скважины. Изобретение можно также использовать в операциях заполнения скважинного фильтра гравием. Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения изложены со ссылкой на определенные компоненты, функции и действия, но следует отметить,что в рамках концепции и объема настоящего изобретения можно применить изменения и отклонения от описываемых выше вариантов осуществления. Например, дополнительные компоненты (не показаны) можно предусмотреть в системе 20 аэрации для обеспечения ее работы, для содействия ее работе и/или для интенсификации ее работы. Этими компонентами могут быть, помимо прочих, клапаны на разных путях прохождения потока для содействия регулированию проходящего через них потока текучей среды; стопорные клапаны, устройства для снятия вакуума и/или клапаны для сброса давления - для усовершен-6 021756 ствования работы системы 20 аэрации. Описание настоящего изобретения приводится только в качестве примера, и в объем изобретения могут входить варианты, не изменяющие его сути. Такие варианты не считаются выходящими за пределы концепции и объема настоящего изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ транспортирования порошкового химического состава, используемого для разработки и заканчивания скважин, включающий аэрацию химического состава посредством:(а) подачи потока текучей среды по подающему трубопроводу при помощи системы нагнетания текучей среды в мкость, содержащую порошковый химический состав;(б) аэрации по меньшей мере части порошкового химического состава при введении потока текучей среды через устройства инжекции, расположенные в различных местоположениях по высоте стенки мкости, в находящийся в мкости порошковый химический состав;(в) направления потока текучей среды после введения в порошковый химический состав из емкости по возвратному трубопроводу в систему нагнетания текучей среды;(г) рециркуляции потока текучей среды через мкость, содержащую порошковый химический состав, и систему нагнетания текучей среды по замкнутому циклу; и транспортирование аэрируемого порошкового химического состава до места его применения. 2. Способ выгрузки порошкового химического состава, используемого для разработки и заканчивания скважин, включающий аэрацию химического состава посредством:(а) подачи потока текучей среды по подающему трубопроводу при помощи системы нагнетания текучей среды в мкость, содержащую порошковый химический состав;(б) аэрации по меньшей мере части порошкового химического состава при введении потока текучей среды через устройства инжекции, расположенные в различных местоположениях по высоте стенки мкости, в находящийся в мкости порошковый химический состав;(в) направления потока текучей среды после введения в порошковый химический состав из мкости по возвратному трубопроводу в систему нагнетания текучей среды; и(г) рециркуляции потока текучей среды через мкость, содержащую порошковый химический состав, и систему нагнетания текучей среды по замкнутому циклу; и выгрузку аэрируемого порошкового химического состава на месте его применения. 3. Способ передачи порошкового химического состава, используемого для разработки и заканчивания скважин, включающий аэрацию химического состава посредством:(а) подачи потока текучей среды по подающему трубопроводу при помощи системы нагнетания текучей среды в мкость, содержащую порошковый химический состав;(б) аэрацию по меньшей мере части порошкового химического состава при введении потока текучей среды через устройства инжекции, расположенные в различных местоположениях по высоте стенки мкости, в находящийся в мкости порошковый химический состав;(в) направления потока текучей среды после введения в порошковый химический состав из мкости по возвратному трубопроводу в систему нагнетания текучей среды;(г) рециркуляции потока текучей среды через мкость, содержащую порошковый химический состав, и систему нагнетания текучей среды по замкнутому циклу; и передачу аэрируемого порошкового химического состава из первой мкости во вторую мкость. 4. Способ по пп.1-3, где стадия (в) включает направление потока текучей среды через фильтрующее устройство перед поступлением в устройство подачи текучей среды. 5. Способ по п.4, дополнительно включающий удаление крупных частиц вещества из потока текучей среды с помощью фильтрующего устройства; причем фильтрующее устройство не пригодно для выпуска потока текучей среды в атмосферу после прохождения через него. 6. Способ по пп.1-3, где стадия (в) включает направление потока текучей среды через выходное отверстие в емкости, расположенное над уровнем порошкового химического состава, и по пути потока,проходящего между выходным отверстием и системой нагнетания текучей среды. 7. Способ по пп.1-3, где поток текучей среды на стадиях (а), (б), (в), (г) является потоком воздуха и стадия (а) включает подачу потока кондиционированного воздуха. 8. Способ по пп.1-3, где стадия (б) включает введение газовых потоков в находящийся в мкости порошковый химический состав через несколько устройств инжекции. 9. Способ по пп.1-3, где стадия (б) включает введение устойчивого потока газа в порошковый химический состав. 10. Способ по пп.1-3, где стадия (б) включает введение пульсирующего потока текучей среды в порошковый химический состав. 11. Способ по п.2, где выгрузку порошкового химического состава из мкости осуществляют одновременно с аэрацией порошкового химического состава, в соответствии со стадией (б). 12. Способ по пп.1-3, где на стадии (б) ожижают порошковый химический состав. 13. Способ по п.3, где передачу порошкового химического состава из мкости в мкость осуществ-7 021756 ляют одновременно с аэрацией порошкового химического состава. 14. Способ по п.3, где передача порошкового химического состава представляет собой дозирование порошкового химического состава. 15. Способ по п.2, где выгрузку порошкового химического состава из мкости осуществляют в направлении, противоположном потоку текучей среды в указанной мкости. 16. Способ по п.2, в котором для выгрузки порошкового химического состава из указанной мкости дополнительно используют механические мешалки. 17. Способ по п.2, в котором выгрузку порошкового химического состава из мкости осуществляют под действием силы тяжести. 18. Способ по п.17, в котором при выгрузке используют дозирующий шнек.

МПК / Метки

МПК: B65D 88/70, B65G 69/20

Метки: транспортирования, выгрузки, способ, передачи, химического, состава, порошкового

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/10-21756-sposob-transportirovaniya-peredachi-i-vygruzki-poroshkovogo-himicheskogo-sostava.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ транспортирования, передачи и выгрузки порошкового химического состава</a>

Похожие патенты