[发明专利]安装有拖车的支撑剂输送系统和相关方法

说明书

用于将支撑剂输送到井场的系统、设备和方法的实施例包括在其上具有车板的拖车和以与拖车的纵向轴线成平行关系延伸的至少一个滚轮轨道。滚轮轨道基本在拖车车板的整个长度上延伸。至少一个支撑剂集装箱可平移地布置在滚轮轨道上。支撑剂集装箱能够沿着滚轮阵列从车板的一端移动到车板的相反端。料箱能够可移除地布置在拖车车板之下在拖车的前端的后方和拖车的后端的前方，以允许支撑剂集装箱向料箱中卸货。输送机与料箱配合以将支撑剂从料箱移动到井场处的位置。

本申请是申请日为2015年1月27日提交的第201580005635.3(国际申请号为PCT/US2015/012990)、名称为“安装有拖车的支撑剂输送系统和相关方法”的发明专利申请的分案申请。

背景

1.相关申请

本申请要求于2014年2月7日提交的、名称为“安装有拖车的支撑剂输送系统”的美国专利申请第14/175,340号以及于2014年6月20日提交的、名称为“用于输送、运输和储存用于在井场处输送和使用的支撑剂的方法”的美国专利申请第14/310,648号的权益和优先权，这些申请的全部内容通过引用并入本文。

2.技术领域

本发明涉及将支撑剂输送到井场。更特别地，本发明涉及支撑剂集装箱、用于使支撑剂集装箱将其中的支撑剂排出到输送机上的技术以及用于运输到井场的其他手段。本发明还涉及适合于允许其上的装载物能够沿着拖车的长度平移移动的货车拖车。

3.背景技术

水力压裂是由于加压流体的存在所造成的岩层中的碎裂传播。水压裂缝在矿脉或岩脉的情况下可以自然地形成，或者可以是人为的，以释放石油、天然气、煤层气、或用于提取的其它物质。压裂是通过钻入到储集岩地层中的井筒完成的。来自高增压的压裂流体的注射的能量在岩石中形成新的通道，该通道可以增加化石燃料的提取率和最终采收率。一般通过将支撑剂引入到所注射的流体中在注射后保持裂缝宽度。支撑剂是防止裂缝在注射停止时闭合的材料，例如砂粒、陶瓷粒、或其他颗粒。

随着过去十年内水力压裂的崛起，对支撑剂的需求急剧上升。目前全球供应紧张。全球支撑剂供应商的数量自2000年以来从少数增加至超过50个的砂、陶瓷支撑剂和树脂涂层支撑剂的生产商。

目前为止，主要的支撑剂是由古风化石英构成的硅砂，其是在地球的大陆地壳中最常见的矿物。与在手指间揉搓时通常有砂砾感的常见砂不同，用作支撑剂的砂由于其圆的、球形的形状和严格分级的颗粒分布而倾向于摸起来是滚动的。砂品质是沉积和加工两者的函数。粒度至关重要，这是因为受井下条件和完井设计的限制，任何给定的支撑剂都必须可靠地落入某些筛目范围内。一般地，较粗糙的支撑剂由于颗粒间的较大孔隙而允许较高的流动能力。然而，由于用于承受通常在深的含油地层和含气地层中出现的应力的颗粒与颗粒的接触点相对较少，所以较粗糙的支撑剂在应力下可能更易于破裂或者被压碎。

一般地，在任何水力压裂操作中，需要大量的这种支撑剂。一般地，已经难以在压裂现场处有效地储存支撑剂。另外，已经发现，将支撑剂有效地运输到期望的位置是相当困难的。通常，支撑剂在货车的后部被拖运到期望的位置，并且就地倾卸。在这些情况下，支撑剂通常暴露于不利的天气条件。这会在支撑剂的储存期间大大降低其品质。另外，将支撑剂保持在水力压裂现场的集装箱中需要在储存设施方面投入大量资金。一般地，在设施接设施的基础上执行这种储存设施的卸载。这样，需要能够将支撑剂有效地运输到与水力压裂位置相邻的期望位置，并且将支撑剂储存在该位置处。

储存用于在井场处使用的支撑剂的现有方法已涉及在结构设施方面的大量投资。特别地，已经建立筒仓以储存用于在压裂操作中使用的支撑剂。筒仓通常会具有数百万美元的成本。无论何时使用这类筒仓，都存在容纳在筒仓中的支撑剂被污染的可能性。大型储存设施通常混合不同类型和品质的支撑剂。这样，较低品质的支撑剂可能与较高品质的支撑剂混合，以产生不期望的被污染的组合。