[發明專利]計量工藝以及實施該工藝的裝置

有效

• 申請號: 201280020218.2
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN103492167A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: A·J·勒布朗;D·R·韋德
• 申請（專利權）人: 貝克休斯公司
• 主分類號: B30B11/04
• 分類號: B30B11/04;B30B11/22;B30B11/26;C09K8/08;C09K8/80;E21B43/04;E21B43/26;B01F15/04;C09K8/68
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦振

技術領域

本發明總體上涉及壓實松散材料以能夠對獲得的壓實材料進行計量的工藝和裝置。

背景技術

修井流體成分通常可以是松散材料的形式，比如粉末、碎片等等。例如，通常可以買到松散材料形式的聚合物，并且公知地用在石油和天然氣井處理流體中，比如水力壓裂流體、分隔液和流體損失控制丸劑，以及其他應用。聚合物一般與攜帶液以特殊的聚合物與攜帶液比率混合，以便于獲得所需的流體特性。攜帶液通常是水基流體，比如濃鹽水，不過其他流體，比如酒精和其他碳氫化合物也是公知的。

諸如粉末或碎片之類的松散的材料便于水合作用。然而，它們難于精確計量。過去已有的解決該問題的一個技術方案將所需重量的例如聚合物粉末或碎片與大量礦物油混合以形成具有已知特性的聚合物泥漿。因為該聚合物泥漿是液體，所以可以利用液體流量計精確測量。該方法的缺點是礦物油的成本和操縱聚合物泥漿的物流。

用于計量諸如聚合物粉末或碎片之類的干燥松散材料的其他已知技術使用機械裝置，比如螺旋鉆、振動式給料機、重量損失給料機或者旋轉氣閘。雖然這些機構提供了一定程度的速率控制，但是它們不能提供對干燥產品的精確的體積流率測量。螺旋鉆、振動式給料機和旋轉氣閘提供了體積速率測量結果。然而，這些計量裝置由于例如松散材料產品的松裝密度的變化可能不是精確的。

重量給料機比如重量損失給料機假如將它們正確校準則可以是精確的。但即便如此，提供具有改進精度的體積給料機仍是有利的。

本發明旨在克服或者至少減小上述一個或多個問題的影響。

發明內容

本發明的一個實施方式涉及一種包括腔室的裝置。所述腔室一端上包括開口。閥靠近所述開口定位。該裝置還包括能夠將松散材料分配到所述腔室中的容器。柱塞配置成當所述閥關閉時將松散材料壓實到所述腔室中。所述柱塞還能夠在所述閥打開時推動壓實材料通過所述開口并從所述腔室出來。

本發明的另一個實施方式涉及一種計量材料的工藝。該工藝包括提供具有松裝密度的松散材料。壓實該松散材料直到其達到大于所述松裝密度的第二密度。然后計量出所需量的壓實材料。正如這里使用的術語“壓實材料”指的是壓實之后的松散材料。

本發明的又一個實施方式涉及一種用于計量材料并將該材料引入到碳氫化合物井中的系統。該系統包括配置成將松散材料壓實成壓實材料的壓實裝置；配置成用于處理該壓實材料的弄碎裝置以相比于壓實材料的水合速度獲得增大的材料水合速度；配置成將材料與攜帶液混合的混合裝置；以及與碳氫化合物井流體連通的泵送系統。所述泵送系統配置成將材料和攜帶液混合物泵送到碳氫化合物井中。

附圖說明

圖1到3示出了根據本發明的一個實施方式的將松散材料壓實以形成壓實材料的裝置的示意圖。

圖4示出了根據本發明的一個實施方式的計量壓實材料并利用弄碎裝置弄碎材料的圖1到3的裝置。

圖5示出了根據本發明的一個實施方式的計量壓實材料并弄碎材料以及將材料與弄碎裝置中的流體混合的圖1到3的裝置。

圖6示出了根據本發明的一個實施方式的用于計量壓實材料、弄碎壓實材料和將弄碎的材料與攜帶液混合然后將獲得的混合物引入到碳氫化合物井中的系統的框圖。

雖然本發明可以具有各種修改和替代形式，但是這里通過示例在圖中示出了特殊實施方式并將詳細描述。然而，應該理解的是本發明并不旨在局限于所披露的特殊形式。相反，本發明覆蓋落入正如由所附權利要求限定的本發明的精髓和范圍內的所有修改、等價方式和替代方式。

具體實施方式

圖1示出了根據本發明的一個實施方式的用于將松散材料壓實的裝置10。該裝置10包括腔室12。該腔室12一端上包括開口14。閥16靠近所述開口14定位。容器18定位成能夠將松散材料20分配到所述腔室12中。

柱塞22配置成當所述閥16處于關閉位置上時將分配的松散材料20壓實到所述腔室12中。在一個實施方式中，所述柱塞22還可以配置成當所述閥16處于打開位置上時能夠推動獲得的壓實材料28通過所述開口14并從所述腔室12出來，如圖4中所示。

所述柱塞22可以配置成以任何合適的壓力壓實松散材料。例如，所述壓力可以在大約3psi到大約5000psi的范圍內。可以使用適合于用足以提供所需壓力的力來驅動所述柱塞22的任何裝置。例如，可以使用液壓油缸24來驅動所述柱塞22，如圖1中所示。替代性地，可以使用能夠驅動所述柱塞22的電動滾珠絲杠或者任何合適的電動或氣動壓實裝置。