用于储存支撑剂的结构加强的设备以及输送支撑剂的方法技术

本发明专利技术涉及用于储存支撑剂的结构加强的设备以及用于输送支撑剂的方法。所述设备包括：具有底壁(14)、顶壁(16)、一对侧壁(18、20)和一对端壁(22、24)的集装箱(12)，所述一对侧壁(18、20)在所述一对端壁(22、24)之间以及在所述底壁(14)与所述顶壁(16)之间延伸，所述集装箱(12)具有内部空间和结构件(44、46、48、50)，所述结构件用于在大量的支撑剂放置在所述内部空间中时提高所述一对端壁(22、24)和所述一对侧壁(18、20)的结构整体性；位于所述顶壁(16)上的装货口(26)；在所述一对端壁(22、24)之间刚性地延伸的第一构件(36)；在所述一对侧壁(18、20)之间刚性地延伸的第二构件(38)；和限料闸(28)。

【技术实现步骤摘要】
本申请是分案申请，其原案申请是申请号为PCT/US2013/032819、申请日为2013年3月18日的PCT申请并且于2014年9月18日进入中国国家阶段，申请号为201380015034.1，名称为“输送和储存用于在井场处使用的支撑剂的系统和用于这样的支撑剂的集装箱”。
本专利技术涉及支撑剂储存集装箱。本专利技术还涉及用于储存支撑剂的结构加强的设备以及用于输送支撑剂的方法。
技术介绍
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，其是在地球的大陆山顶中最常见的矿物。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。在这种情况下，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的大量资金投入。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。在这种压裂操作期间，高品质支撑剂的可用性始终是主要问题。如果支撑剂在井场处不可用，则压裂操作可能会拖延直到支撑剂可用的时候。在其他情况下，压裂操作的操作者可能会被迫使用较低品质的支撑剂以继续操作。这样，需要能够使高品质支撑剂在压裂操作期间总是可用的。还重要的是提供避免不同类型的支撑剂的混合物的系统以及避免支撑剂供应的污染。在一些情况下，使用轨道车将支撑剂输送到压裂位置。将支撑剂从轨道车中卸载到气动散装拖车中。然后气动散装拖车可以将支撑剂输送到井场。通常，在支撑剂留在散装物料列车中期间，散装物料列车将必须留在现场。这样，该列车不能用于其他用途。这给压裂操作增加了额外的成本。最终，在列车完全卸载后，新的散装物料列车必须被运输到期望的位置，然后用作储存设施。这样，发展出以下需要：将全部支撑剂从散装物料列车中快速地移出，并且储存这种支撑剂直到需要支撑剂的时候。过去，已经授权了与储存和运输设施相关的多个专利。例如，McGough等人2008年7月31日提交的美国专利公开2008/0179054号示出了一种散装物料储存和运输系统。特别地，该储存系统安装在货车的拖车上。该储存系统包括限定适合于将聚集物料容纳在其中的内部空间的壁。在集装箱的底部提供漏斗。这些漏斗具有倾斜的壁。漏斗可以延伸以使得物料能够从集装箱的内部适当地输送到集装箱之外的位置。使用致动器来展开和折叠集装箱。2007年7月10日授权给L.Saik的美国专利7,240,681号描述了一种用于使地层砂脱水和将其回收的拖车式移动设备。拖车被安装到货车可牵引的拖车以将砂容纳于其中。集装箱具有一对倾斜的端壁。集装箱的后端是可适当打开的，以使得砂能够从其中移出。在集装箱的前部上提供气夯锤或水力夯锤，以使得集装箱能够被有角度地向上抬起，以使得砂能够通过在集装箱后部的门被卸出。1981年1月27日授权给Gray等人的美国专利4,247,228号描述了一种具有气动输送机的自卸货车或拖车。集装箱安装到车轮上的框架。水力夯锤使集装箱倾斜，用于通过后部出口倾卸。气动输送机由框架支持，进气口在集装箱的后部。门使得固体能够通过重力常规地倾卸或者由气动集装箱吹送到储存设施。集装箱具有在其中形成的顶部装货口，以使得固体能够被引入到集装箱的内部。1958年12月23日授权给Fisher等人的美国专利2,865,521号示出了具有适合于将散装物料容纳在其中的内部空间的散装物料货车。使用气动输送机，以使得能够将这种物料从集装箱的底部移出。在集装箱相对的侧上提供有一对倾斜的壁，以使得集装箱内的散装物料能够被传送到集装箱的底部。在输送机的顶部提供有顶部装货口。气动输送机连接到集装箱的底部。1991年2月26日授权给F.M.Barr的美国专利4,995,522号描述了一种用于散装粒状物料的底部倾卸散装集装箱设备。船运集装箱具有带有排料口的下壁。提供用于打开和关闭排料口的门。门由用于相对于集装箱垂直运动安装的致动结构来致动。致动结构具有在集装箱的角落用作常规提升连接器或托状物的上部。它们与常规的挂钩协作，使得升高致动结构使门打开而降低致动结构使门关闭。这使得集装箱内的粒状物料能够被倾卸到较低的集装箱或运输工具中，而不需专门的提升或打开设备。2002年6月11日授权给McDonald等人的美国专利6,401,983号提供了一种用于储存和运输固体和液体散装物料的散装货物集装箱。散装货物集装箱包括适合于容纳散装物料的容器和具有大致水平布置的支撑件附接的支承架组合件。集装箱部分形成为在其中具有排料口的至少一个漏斗，所述排料口适合于将容纳在容器中的散装物料排出。1979年2月6日授权给Calvert等人的美国专利4,138,163号公开了一种用于装卸可流动颗粒物料的散装物料集装箱。该集装箱具有密闭的、通常为矩形的平行六面体结构，该结构具有侧壁、端壁和顶部。导管使得颗粒物料能够引入到集装箱主体和能够从集装箱主体中收回。下底座部分支撑在其每个角落的垂直弯曲板。垂直弯曲板支撑其顶部之间相对的纵向和横向弯曲板对。1990年3月20日授权给T.Koskinen的美国专利4,909,556号提供了一种用于运输散装物料的运输集装箱。该运输集装箱具有上部中的填充孔和后部中的排空装置。为了装载和卸载，提供可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于储存支撑剂的结构加强的设备，所述支撑剂具有基本上球形的形状和严格分级的颗粒分布，所述设备包括：具有底壁(14)、顶壁(16)、一对侧壁(18、20)和一对端壁(22、24)的集装箱(12)，所述一对侧壁(18、20)在所述一对端壁(22、24)之间以及在所述底壁(14)与所述顶壁(16)之间延伸，所述集装箱(12)具有内部空间和结构件(44、46、48、50)，所述结构件用于在大量的支撑剂放置在所述内部空间中时提高所述一对端壁(22、24)和所述一对侧壁(18、20)的结构整体性；位于所述顶壁(16)上的装货口(26)；在所述一对端壁(22、24)之间刚性地延伸的第一构件(36)；在所述一对侧壁(18、20)之间刚性地延伸的第二构件(38)；和限料闸(28)。

【技术特征摘要】
2012.03.22 US 13/427,1401.一种用于储存支撑剂的结构加强的设备，所述支撑剂具有基本上球形的形状和严格分级的颗粒分布，所述设备包括：具有底壁(14)、顶壁(16)、一对侧壁(18、20)和一对端壁(22、24)的集装箱(12)，所述一对侧壁(18、20)在所述一对端壁(22、24)之间以及在所述底壁(14)与所述顶壁(16)之间延伸，所述集装箱(12)具有内部空间和结构件(44、46、48、50)，所述结构件用于在大量的支撑剂放置在所述内部空间中时提高所述一对端壁(22、24)和所述一对侧壁(18、20)的结构整体性；位于所述顶壁(16)上的装货口(26)；在所述一对端壁(22、24)之间刚性地延伸的第一构件(36)；在所述一对侧壁(18、20)之间刚性地延伸的第二构件(38)；和限料闸(28)。2.如权利要求1所述的设备，其中所述结构件(44、46、48、50)包括在所述顶壁(16)和所述底壁(14)之间延伸的结构支柱(44、46)和在所述结构支柱(44、46)之间延伸的水平结构件(48、50)以提高集装箱(12)的整体性。3.如权利要求1所述的设备，还包括：具有装满支撑剂的内部空间的第二集装箱(114)，其中装满的第二集装箱(114)以堆叠在装满的集装箱(12)之上的结构布置并且由所述集装箱(12)的结构件(44、46、48、50)支撑。4.如权利要求1所述的设备，还包括：位于所述集装箱(12)的所述内部空间中的第一构件(36)，所述第一构件(36)具有固定到所述一对端壁(22、24)中的一个的一端和固定到所述一对端壁(22、24)中的另一个的相反端。5.如权利要求1所述的设备，还包括：位于所述集装箱的所述内部空间中的第二构件(38)，所述第二构件(38)具有固定到所述一对侧壁(18、20)中的一个的一端和固定到所述一对侧壁(18、20)中的另一个的相反端。6.如权利要求5所述的设备，还包括：位于所述集装箱(12)的所述内部空间中并且与所述第二构件(38)为间隔开的平行关系的第三构件(40)，所述第三构件(40)具有固定到所述一对侧壁(18、20)中的一个的一端和固定到所述一对侧壁(18、20)中的另一个的相反端。7.如权利要求1所述的设备，所述限料闸(28)定位为与所述底壁(14)相邻，所述限料闸(28)能够在关闭位置和打开位置之间滑动。8.一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·奥伦，
申请(专利权)人：约翰·奥伦，
类型：发明
国别省市：美国;US