Идентификация и сообщение насосов гидроразрыва

Идентификация и сообщение насосов гидроразрыва

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0001] Гидравлический разрыв является одной из разнообразных нефтепромысловых операций, используемых для добычи нефтепродуктов из подземных формаций. При гидравлическом разрыве текучая среда закачивается вниз ствола скважины со скоростью потока и давлением, достаточными для гидроразрыва подземной формации. После создания гидроразрыва или, опционально, в сочетании с созданием гидроразрыва, в ствол скважины и в разрыв могут быть введены проппанты. Проппант представляет собой материал в виде частиц, добавленный в перекачиваемую текучую среду с получением раствора. Проппант в текучей среде гидроразрыва образует проппантную набивку для предотвращения закрывания гидроразрыва при сбросе давления, что обеспечивает улучшенный поток извлекаемых текучих сред, т.е. нефти, газа или воды. Успех обработки гидравлическим разрывом связан с проводимостью гидроразрыва, которая представляет собой способность текучих сред течь из формации через проппантную набивку. Другими словами, проппантная набивка или матрица могут иметь высокую проницаемость в отношении формации для течения текучей среды с низким сопротивлением в ствол скважины. Проницаемость проппантной матрицы может быть увеличена за счет распределения проппантных и непроппантных материалов внутри гидроразрыва с целью увеличения пористости внутри гидроразрыва.

[0002] В некоторых подходах к проводимости гидравлического гидроразрыва используется образование проппантных кластеров в разрыве, в отличие от образования непрерывной проппантной набивки. В этих способах могут чередоваться стадии текучих сред гидроразрыва, содержащих проппант и не содержащих проппант, для создания проппантных кластеров в каналах гидроразрыва и открытых каналах между ними для течения текучих сред формации. Таким образом, обработки разрывом скорее приводят к гетерогенному размещению проппанта (HPP) и "камерно-столбовой" конфигурации в разрыве, а не к однородному размещению проппанта и уплотненной проппантной набивке. Количество проппанта, осажденного в разрыве в течение каждой стадии HPP, модулируется путем варьирования характеристик переноса текучей среды, таких как вязкость и эластичность; плотности проппанта, диаметры и концентрации и интенсивности нагнетания текучей среды гидроразрыва.

[0003] Закачивание этого раствора при соответствующих массовом расходе и давлении для создания и поддержания гидроразрыва породной толщи является тяжелым режимом работы насоса. В операциях по разрыву каждый насос гидроразрыва может перекачивать до двадцати баррелей в минуту при давлениях до 20000 фунтов на квадратный дюйм (psi). Насосы гидроразрыва для этого приложения являются достаточно большими, при этом их часто перемещают к нефтяному месторождению на автомобиле-тягаче с полуприцепом и т.п.

[0004] При больших операциях по разрыву общепринято иметь общий манифольд, называемый ракета, прицеп ракеты или прицеп манифольда, которые соединены с несколькими насосами для гидроразрыва. Прицеп манифольда распределяет текучую среду гидроразрыва при низком давлении от смесителя к насосам гидроразрыва. Насосы гидроразрыва повышают давление в растворе, который собирается при помощи прицепа манифольда от насосов гидроразрыва для внутрискважинной подачи в ствол скважины. Клапаны на прицепе манифольда, который соединен с насосами гидроразрыва, являются полностью ручными в современных операциях по разрыву. В современных операциях насосы гидроразрыва соединяются вручную с прицепом манифольда, при этом пары насосов гидроразрыва и клапанов идентифицируются вручную перед закачкой.

[0005] Насосы гидроразрыва являются независимыми агрегатами, установленными вертикально на прицепе манифольда на рабочем месте операции по разрыву. Конкретный насос, вероятно, может быть установлен по-разному на прицепе манифольда на разных рабочих местах. Достаточное количество насосов соединяется с прицепом манифольда для получения необходимого выхода объема и давления. Например, некоторые работы по разрыву имеют до 36 насосов, каждый из которых может быть соединен с различными клапанами на прицепе манифольда.

[0006] Ручное соединение между каждым насосом и входным отверстием/выходным отверстием манифольда клапанов может привести к несогласованности между оператором насоса и внешним супервайзером, который открывает и закрывает клапаны на прицепе манифольда. Несогласованность ассоциации клапана с насосом может вызывать открывание и закрывание неправильных клапанов. Открывание неправильного клапана вызывает качание насоса на закрытый клапан и создание чрезмерного давления в линии, что приводит к рискам качества обслуживания, рискам для здоровья, безопасности, экологическим рискам и финансовым потерям, а также к простою операции гидроразрыва. В настоящее время не существует известного способа для автоматического соединения насосов с клапанами прицепа манифольда с целью предотвращения потенциальной несогласованности и открывания или закрывания неправильных клапанов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Данное краткое описание приведено для того, чтобы представить набор идей, которые дополнительно описаны в подробном описании. Это краткое описание не предназначено для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета, а также не предназначено для использования в качестве вспомогательного средства для ограничения объема заявленного предмета.

[0008] В одном варианте описан долговременный машиночитаемый носитель. Долговременный машиночитаемый носитель хранит выполняемый процессором код, который при выполнении процессором побуждает процессор получать идентификационные данные, характеризующие первый клапан низкого давления и второй клапан низкого давления, получать идентификационные данные, характеризующие первый клапан высокого давления и второй клапан высокого давления, и получать идентификационные данные, характеризующие множество насосов. Первый и второй клапаны низкого давления каждый соединены с манифольдом низкого давления прицепа манифольда. Первый клапан давления соединен с манифольдом высокого давления прицепа манифольда на первой станции высокого давления, а второй клапан высокого давления соединен с манифольдом высокого давления прицепа манифольда на второй станции высокого давления. Процессор определяет первую ассоциацию, характеризующую первое соединение для текучей среды между первым клапаном низкого давления и выбранным насосом из множества насосов, и вторую ассоциацию, характеризующую второе соединение для текучей среды между указанным выбранным насосом и выбранным клапаном высокого давления. Указанный выбранный клапан высокого давления выбран из первого и второго клапанов высокого давления. Процессор заполняет долговременный машиночитаемый носитель (например, оперативное запоминающее устройство (RAM)) информацией, характеризующей первое соединение для текучей среды и второе соединение для текучей среды. В другом варианте осуществления процессор заполняет долговременный машиночитаемый носитель информацией, характеризующей первую ассоциацию, характеризующую первое соединение для текучей среды, и вторую ассоциацию, характеризующую второе соединение для текучей среды.

[0009] В одном варианте осуществления процессор определяет первое соединение для текучей среды и второе соединение для текучей среды путем повышения давления в манифольде низкого давления, открывания первого клапана низкого давления, обнаружения увеличения давления на указанном выбранном насосе посредством первого датчика давления и закрывания первого клапана низкого давления с поддержанием давления между первым клапаном низкого давления и указанным выбранным насосом. Процессор затем ассоциирует первый клапан низкого давления с указанным выбранным насосом. Процессор выборочно открывает и закрывает, по отдельности, первый или второй клапаны высокого давления и обнаруживает уменьшение давления на указанном выбранном насосе посредством второго датчика давления для выбранного клапана высокого давления. Указанный выбранный клапан высокого давления выбран из первого и второго клапанов высокого давления. Затем процессор ассоциирует указанный выбранный клапан высокого давления с указанным выбранным насосом в долговременном машиночитаемом носителе.

[0010] В другой варианте представлен компьютеризированный способ для соединения клапанов низкого давления и клапанов высокого давления на прицепе манифольда с насосами. Способ выполняют путем повышения давления в манифольде низкого давления, имеющем первый клапан низкого давления и второй клапан низкого давления. Прицеп манифольда также обеспечен первым клапаном высокого давления и вторым клапаном высокого давления, соединенными с манифольдом высокого давления. Манифольд низкого давления и манифольд высокого давления сообщаются по текучей среде с множеством насосов. Открывают выбранный один из первого и второго клапанов низкого давления. Увеличение давления обнаруживают на выбранном насосе из множества насосов посредством первого датчика давления. Указанный выбранный клапан низкого давления закрывают, поддерживая давление между указанным выбранным клапаном низкого давления и указанным выбранным насосом, и затем указанный выбранный клапан низкого давления ассоциируют с указанным выбранным насосом, причем информацию, характеризующую ассоциацию, сохраняют в долговременном машиночитаемом носителе. Первый и второй клапаны высокого давления открывают и закрывают по отдельности, при этом уменьшение давления обнаруживаютна выбранном насосе, которое соответствует открыванию выбранного клапана высокого давления из первого и второго клапанов высокого давления. Уменьшение давления обнаруживают посредством второго датчика давления. Указанный выбранный клапан высокого давления затем ассоциируют с указанным выбранным насосом. В одном варианте осуществления первый датчик давления и второй датчик давления представляют собой один и тот же датчик.

[0011] В другом варианте осуществления настоящее раскрытие описывает прицеп манифольда. Прицеп манифольда обеспечен манифольдом низкого давления, имеющим первый клапан низкого давления и второй клапан низкого давления, манифольдом высокого давления, имеющим первый клапан высокого давления и второй клапан высокого давления, множеством приводов и компьютерной системой. Множество приводов обеспечено первым приводом, соединенным с первым клапаном низкого давления, вторым приводом, соединенным со вторым клапаном низкого давления, третьим приводом, соединенным с первым клапаном высокого давления, и четвертым приводом, соединенным со вторым клапаном высокого давления. Компьютерная система имеет процессор и выполняемый процессором код, который побуждает процессор передавать сигналы в первый, второй, третий и четвертый приводы для выборочного открывания и закрывания первого и второго клапанов низкого давления и первого и второго клапанов высокого давления.

[0012] Для формирования ассоциаций между множеством приводов и конкретными насосами, процессор компьютерной системы открывает первый клапан низкого давления с обнаружением увеличения давления на выбранном насосе посредством первого датчика давления и с закрыванием первого клапана низкого давления с поддержанием давления между первым клапаном низкого давления и указанным выбранным насосом. Затем процессор ассоциирует первый клапан низкого давления с указанным выбранным насосом и сохраняет информацию, характеризующую ассоциацию, в долговременном машиночитаемом носителе. Процессор выборочно открывает и закрывает, по отдельности, первый и второй клапаны высокого давления и обнаруживают уменьшение давления на указанном выбранном насосе посредством второго датчика давления для выбранного клапана высокого давления из первого и второго клапанов высокого давления. Затем процессор сохраняет информацию, характеризующую ассоциацию указанного выбранного клапана высокого давления с указанным выбранным насосом, в долговременном машиночитаемом носителе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] Некоторые варианты осуществления данных идей изобретения описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы, при этом:

[0014] Фиг. 1 представляет собой вид в аксонометрии варианта осуществления нефтепромысловой операции в соответствии с настоящим раскрытием.

[0015] Фиг. 2 представляет собой вертикальный вид сбоку варианта осуществления прицепа манифольда в соответствии с настоящим раскрытием.

[0016] Фиг. 3 представляет собой вид сверху прицепа манифольда с фиг. 2.

[0017] Фиг. 4 представляет собой вертикальный вид сзади прицепа манифольда с фиг. 2.

[0018] Фиг. 5 представляет собой блок-схему одного варианта осуществления станции низкого давления в соответствии с настоящим раскрытием.

[0019] Фиг. 6 представляет собой блок-схему одного варианта осуществления станции высокого давления в соответствии с настоящим раскрытием.

[0020] Фиг. 7 представляет собой схематический вид варианта осуществления компьютерной системы в соответствии с настоящим раскрытием.

[0021] Фиг. 8 представляет собой схематическое изображение одного варианта осуществления насосной системы в соответствии с настоящим раскрытием.

[0022] Фиг. 9 представляет собой схематическое изображение одного варианта осуществления способа автоматического соединения множества насосов и множества клапанов на прицепе манифольда в соответствии с настоящим раскрытием.

[0023] Фиг. 10 представляет собой схематическое изображение одного варианта осуществления способа определения соединения для текучих сред для способа автоматического соединения множества насосов и множества клапанов на прицепе манифольда по фиг 9.

[0024] Фиг. 11 представляет собой схематическое изображение другого варианта осуществления способа определения соединения для текучей среды для способа автоматического соединения множества насосов и множества клапанов на прицепе манифольда с фиг. 9.

[0025] Фиг. 12 представляет собой схематическое изображение одного варианта осуществления способа определения соединения для текучей среды для способа автоматического соединения множества насосов и множества клапанов на прицепе манифольда с фиг. 9.

[0026] Фиг. 13 представляет собой схематическое изображение другого варианта осуществления способа определения соединения для текучей среды для способа автоматического соединения множества насосов и множества клапанов на прицепе манифольда с фиг. 9.

[0027] Фиг. 14 представляет собой схематическое изображение одного варианта осуществления насосной системы в соответствии с настоящим раскрытием.

[0028] Фиг. 15 представляет собой схематическое изображение способа автоматического соединения множества насосов и множества клапанов на прицепе манифольда в соответствии с настоящим раскрытием.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0029] Конкретные варианты осуществления настоящего раскрытия описаны подробно ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. Кроме того, в нижеследующем подробном описании вариантов осуществления настоящего раскрытия, многочисленные конкретные детали изложены для того, чтобы обеспечить более полное понимание раскрытия. Тем не менее, специалисту с обычной квалификацией в данной области очевидно, что раскрытые здесь варианты осуществления могут быть осуществлены на практике без этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные признаки не описаны подробно, чтобы избежать излишнего усложнения описания.

[0030] Если специально не указано иное, "или" относится к включающему или, а не к исключающему или. Например, условие А или В выполняется любым из следующих: А является истинным (или имеется) и В является ложным (или не имеется), А является ложным (или не имеется) и В является истинным (или имеется), и А и В являются истинными (или имеются).

[0031] Кроме того, использование единственного числа применяется для описания элементов и компонентов вариантов осуществление в данном документе. Это делается только для удобства и чтобы дать общее представление об идее изобретения. Это описание следует рассматривать как включающее один или по меньшей мере один, при этом единственное число также включает в себя множественное число, если не указано иное.

[0032] Терминология и формулировки, используемые здесь для целей описания, не должны рассматриваться как ограничивающие объем. Предполагается, что выражения, такие как "включающий", "содержащий", "имеющий", "состоящий" или "заключающий в себе" и их варианты являются широкими и охватывают предмет изобретения, описанный ниже, эквиваленты и дополнительный не указанный предмет изобретения.

[0033] Наконец, при использовании в данном документе, любые указания на "один вариант осуществления" или "вариант осуществления" означают, что конкретный элемент, признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с данным вариантом осуществления, включены в по меньшей мере один вариант осуществления. Использование выражения "в одном варианте осуществления" в различных местах в описании не обязательно относятся к тому же варианту осуществления.

[0034] Обратимся теперь к чертежам, на фиг. 1 показан пример нефтепромысловой операции, также известной как работа. Показана насосная система 10 для закачивания текучей среды от поверхности 12 скважины 14 в ствол 16 скважины в течение нефтепромысловой операции. В этом конкретном примере операция представляет собой операцию гидравлического гидроразрыва и, следовательно, закачиваемая текучая среда представляет собой текучую среду гидроразрыва, также называемую раствором. Как показано, насосная система 10 включает в себя множество емкостей 18 для воды, которые подают воду в устройство 20 для приготовления геля. Устройство 20 для приготовления геля смешивает воду из емкостей для воды 18 с огеливающим агентом для образования геля. Гель затем подают в смеситель 22, где он смешивается с проппантом из устройства 24 подачи проппанта для образования текучей среды гидроразрыва. Может использоваться компьютеризованная система 25 управления для направления по меньшей мере части насосной системы 10 в течение операции гидравлического гидроразрыва. Огеливающий агент увеличивает вязкость текучей среды гидроразрыва и обеспечивает возможность удержания проппанта во взвешенном состоянии в текучей среде гидроразрыва. Он также может действовать в качестве понизителя трения для обеспечения возможности более высоких скоростей нагнетания с меньшим фрикционным давлением.

[0035] Текучая среда гидроразрыва затем перекачивается под низким давлением (например, примерно от 50 до 80 фунтов на квадратный дюйм) от смесителя 22 к общему манифольду 26, который также называется здесь прицепом манифольда или ракетой, как показано сплошной линией 28. Манифольд 26 может затем распределять раствор низкого давления на множество плунжерных насосов 30, которые также называются насосами гидроразрыва, насосами гидроразрыва или насосами, как показано сплошными линиями 32. Каждый насос 30 гидроразрыва получает текучую среду гидроразрыва при низком давлении и выпускает ее в манифольд 26 при высоком давлении, как показано пунктирными линиями 34. Манифольд 26 затем направляет текучую среду гидроразрыва от насосов 30 в ствол 16 скважины, как показано сплошной линией 36. Множество клапанов на манифольде 26, которые более подробно описаны ниже, может быть соединено с насосами 30 гидроразрыва. Могут использоваться программы в компьютеризированной системе 25 управления, описанные более подробно ниже, для автоматизации клапанов и автоматического соединения клапанов с насосами 30 правильным образом для создания смыкания между насосами 30 и манифольдом 26.

[0036] Как объяснено более подробно ниже, компьютеризированная система 25 управления может изначально идентифицировать клапаны, которые имеют шланги, соединенные между клапанами и насосами 30 гидроразрыва, и может повышать давление в манифольде низкого давления, общем для клапанов, использующих смеситель 22, при этом клапаны, общие для манифольда низкого давления, являются подгруппой клапанов на прицепе 26 манифольда. Система 25 управления может открывать клапаны, соединенные шлангами с насосами 30, игнорируя при этом клапаны без соединений шлангами. Клапаны могут индивидуально открываться, что приводит к регистрации одним из насосов 30 гидроразрыва давления на датчике давления всасывания в насосе 30. Насос 30 гидроразрыва может затем спариваться с клапаном, который был открыт, для обеспечения возможности записи давления и соединения. Тот же самый клапан низкого давления может быть закрыт, оставляя давление запертым в линии насоса 30 гидроразрыва. Последовательным образом клапаны высокого давления, которые не назначены, подгруппа клапанов, соединенных с манифольдом 26, могут быть открыты по отдельности. Если один из клапанов высокого давления открыт и давление не сбрасывается из насоса, то соединение насоса 30 гидроразрыва и клапана высокого давления исключается. Если клапан высокого давления открыт и насос 30 гидроразрыва теряет давление, то записывается соединение насоса 30 гидроразрыва и клапана высокого давления. Клапан высокого давления может быть затем закрыт и процесс повторяется для последующего клапана низкого давления, последующего насоса и последующего клапана высокого давления. Если один из насосов 30 гидроразрыва переходит в автономный режим, то соединения, заключающие в себя этот насос 30 гидроразрыва, могут быть исключены. Варианты операций соединения компьютеризированной системы 25 управления объяснены ниже более подробно в отношении фиг. 8-9 и 15-16.

[0037] Насосы 30 гидроразрыва могут быть независимыми агрегатами, которые расположены вертикально на прицепе 26 манифольда в месте нефтепромысловых операций для каждой нефтепромысловой операции, в которой они используются. Конкретный насос 30 гидроразрыва может быть по-разному соединен с прицепом 26 манифольда на разных рабочих местах. Насосы 30 гидроразрыва могут иметься в виде насоса, установленного на стандартном прицепе для облегчения транспортировки тягачом. Насос 30 может включать в себя первичный привод, который приводит в действие коренной вал через трансмиссию и приводной вал. Коренной вал, в свою очередь, может приводить в действие один или несколько плунжеров к и от камеры на конце насоса для текучей среды для создания колебаний давления высокого и низкого давления в камере. Эти колебания давления позволяют насосу принимать текучую среду при низком давлении и выпускать ее при высоком давлении через клапаны одностороннего действия (также называемые обратными клапанами). К первичному приводу также может быть соединен радиатор для охлаждения первичного привода. Кроме того, конец плунжерного насоса для текучей среды может включать в себя всасывающую трубу для приема текучей среды при низком давлении и выпускную трубу для выпуска текучей среды при высоком давлении.

[0038] На фиг 2-4 показан один вариант осуществления прицепа 26 манифольда, который распределяет раствор низкого давления из смесителя 22 на множество насосов 30 гидроразрыва и собирает раствор высокого давления из насосов 30 гидроразрыва для подачи в ствол 16 скважины. Прицеп 26 манифольда может быть обеспечен манифольдом 38 низкого давления, сообщающийся по текучей среде со смесителем 22 и насосами 30 гидроразрыва, и манифольд 40 высокого давления, сообщающийся по текучей среде с насосами 30 гидроразрыва. Манифольд 38 низкого давления может сообщаться со смесителем 22 для получения раствора и с насосами 30 гидроразрыва для распределения раствора при низком давлении. Манифольд 40 высокого давления может сообщаться по текучей среде с насосами 30 гидроразрыва для получения раствора, при высоком давлении, и со стволом 16 скважины для распределения раствора в скважинную формацию, окружающую ствол 16 скважины.

[0039] Манифольд 38 низкого давления может быть обеспечен одной или более трубами 42, множеством соединений 44 для сообщения по текучей среде между трубами 42 и смесителем 22 или трубами 42 и насосами 30 гидроразрыва, станцией 45 смесителя для управления сообщением по текучей среде между манифольдом 38 низкого давления и смесителем 22 и одной или более станциями 46 низкого давления для управления сообщением по текучей среде между насосами 30 гидроразрыва и манифольдом 38 низкого давления. Как показано на фиг. 3, манифольд 38 низкого давления обеспечен четырьмя трубами 42-1-42-4, причем каждая из труб 42-1-42-4 сообщается по текучей среде с некоторыми из множества соединений 44 для получения раствора из смесителя 22 на станции 45 смесителя и для распределения раствора на указанные одну или более станции 46 низкого давления. Как показано на фиг. 4, станция 45 смесителя может быть расположена на первом конце 48 прицепа 26 манифольда и может быть обеспечена множеством соединений 44 для соединения смесителя 22 с манифольдом 38 низкого давления.

[0040] Станции 46 низкого давления, как показано в одном варианте осуществления на фиг. 1 и 3, могут быть расположены на второй и третьей противоположных сторонах 50 и 52, соответственно, таким образом, что, например, станции 46-1-46-5 низкого давления могут сообщаться по текучей среде с насосами 30-1-30-5, а станции 46-6-46-10 низкого давления могут сообщаться по текучей среде с насосами 30-6-30-10. Станции 46 низкого давления могут быть обеспечены некоторыми из множества соединений 44. Как показано на фиг. 2, например, каждая станция 46 низкого давления может быть обеспечена четырьмя соединениями 44-1-44-4. Каждое из соединений 44 может быть обеспечено клапаном 54 низкого давления таким образом, что манифольд 38 низкого давления имеет множество клапанов 54 низкого давления, при этом каждый клапан 54 низкого давления выполнен с возможностью управлять сообщением по текучей среде между одним из соединений 44 и одним из насосов 30 гидроразрыва. Как показано на фиг. 2, каждая станция 46 низкого давления может быть обеспечена четырьмя соединениями 44-1-44-4 и четырьмя клапанами 54-1-54-4 низкого давления, соответствующими одному из четырех соединений 44-1-44-4. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что станции 46 низкого давления могут иметь различные количества соединений, такие как одно или несколько соединений с одним насосом 30 гидроразрыва.

[0041] Манифольд 40 высокого давления может быть обеспечен одной или более трубами 56, множеством соединений 58 для сообщения по текучей среде между насосами 30 гидроразрыва и стволом 16 скважины, одной или более станциями 60 высокого давления для управления сообщением по текучей среде между насосами 30 гидроразрыва и манифольдом 40 высокого давления и станцией 62 ствола скважины для управления сообщением по текучей среде между манифольдом 40 высокого давления и стволом 16 скважины. Как показано на фиг. 3, в одном варианте осуществления манифольд 40 высокого давления может быть обеспечен двумя трубами 56-1 и 56-2, сообщающимися по текучей среде с некоторыми из множества соединений 58, для получения раствора из насосов 30 гидроразрыва на каждой станции 60 высокого давления и для распределения раствора высокого давления на станции 62 ствола скважины. Как показано на фиг. 2 и 3, станция 62 ствола скважины также может быть расположена на четвертом конце 63 прицепа 26 манифольда, противоположном первому концу 48, и может быть обеспечена некоторыми из множества соединений 58 для соединения манифольда 40 высокого давления со стволом 16 скважины.

[0042] Станции 60 высокого давления, как показано в одном варианте осуществления на фиг. 1 и 3, могут быть расположены на второй и третьей противоположных сторонах 50 и 52, соответственно, так что, например, станции 60-1-60-5 высокого давления могут сообщаться по текучей среде с насосами 30-1-30-5, а станции 60-6-60-10 высокого давления могут сообщаться по текучей среде с насосами 30-6-30-10. Станции 60 высокого давления могут быть обеспечены некоторыми из множества соединений 58. Как показано на фиг. 2, например, каждая станция 60 высокого давления может быть обеспечена одним соединением 58, при этом станция 62 ствола скважины может быть обеспечена четырьмя соединениями 58-11-58-14. Каждое из соединений 58 может быть обеспечено спускным клапаном 64 высокого давления и проходным клапаном 72, так что манифольд 40 высокого давления имеет множество спускных клапанов 64 высокого давления и множество проходных клапанов 72, причем каждый проходной клапан 72 выполнен с возможностью управления сообщением по текучей среде между одним из соединений 58 и одним из насосов 30 гидроразрыва или между одним из соединений 58 и стволом 16 скважины, при этом каждый спускной клапан 64 высокого давления выполнен с возможностью поддержания давления и при открывании спускать давление, имеющееся на соединении 58. Как показано на фиг. 2, каждая из станций 60-1-60-5 высокого давления обеспечена одним соединением 58-1-58-5, спускным клапаном 64-1-64-5 высокого давления и проходным клапаном 72-1-72-5, при этом станция 62 ствола скважины обеспечена четырьмя соединениями 58-11-58-14.

[0043] В одном варианте осуществления манифольд 38 низкого давления может быть предусмотрен в виде двух манифольдов 38 низкого давления, вместе с манифольдом 40 высокого давления. Эти два манифольда 38 низкого давления могут использоваться для операций по раздельным потокам, таких как описанные в патенте США 7,845,413, который включен сюда посредством ссылки.

[0044] Обращаясь теперь к фиг. 5, в одном варианте осуществления, на каждой станции 46 низкого давления, клапан 54 низкого давления может быть обеспечен датчиком 66 положения для детекции положения клапана 54 низкого давления и приводом 68, соединенным с датчиком 66 положения и выполненным с возможностью изменять положение клапана 54 низкого давления. Датчик 66 положения и привод 68 могут быть электрически соединены посредством проводного или беспроводного соединения с компьютерной системой 70, которая может быть расположена в компьютеризированной системе 25 управления, описанной ниже более подробно, или расположена на прицепе 26 манифольда. Компьютерная система 70 может побуждать датчик 66 положения обнаруживать положение клапана 54 низкого давления, либо в открытом, либо закрытом положении. Компьютерная система 70 может, на основании положения клапана 54 низкого давления, побуждать привод 68 перемещать клапан 54 низкого давления, например, для открывания или закрывания клапана 54 низкого давления. Датчик 66 положения может быть любым электрическим или механическим датчиком, обеспечивающим аналоговый или цифровой сигнал, который может быть интерпретирован компьютеризированной системой 70 для идентификации текущего положения клапана низкого давления. Привод 68 может быть любым двигателем, гидравлическим устройством, пневматическим устройством, электрическим устройством или другим подобным механическим или цифровым устройством, выполненным с возможностью получать ввод от компьютерной системы 70 и побуждать клапан 54 низкого давления перемещаться в соответствии с вводом компьютерной системы 70 или датчика 66 положения. Специалисту в данной области понятно, что каждая из станций 46 низкого давления может иметь несколько соединений 44 и клапанов 54 низкого давления, выполненных, как описано выше, с датчиками 66 положения и приводами 68. Станция 45 смесителя также может быть выполнена аналогично или так же, как описано выше, так что каждая станция 45 смесителя может быть обеспечена соединением, клапаном низкого давления и датчиками положения, а также приводами, соединенными с клапаном низкого давления.

[0045] Обращаясь теперь к фиг. 6, на каждой станции 60 высокого давления, манифольд 40 высокого давления может быть обеспечен проходным клапаном 72 для предотвращения или обеспечения передачи по текучей среде в манифольд 40 высокого давления, датчиком 74 положения для детекции положения проходного клапана 72, приводом 76, соединенным с датчиком 74 положения и выполненным с возможностью изменения положения проходного клапана 72. Манифольд 40 высокого давления может также быть обеспечен датчиком 78 положения, соединенным со спускным клапаном 64 высокого давления и приводом 80, соединенным со спускным клапаном 64 высокого давления и датчиком 78 положения. Привод 80 может быть выполнен с возможностью изменять положение спускного клапана 64 высокого давления. Датчики 74 и 78 положения и приводы 76 и 80 могут быть соединены, посредством проводного или беспроводного соединения, с компьютерной системой 70 для обеспечения возможности обнаруживать положения проходного клапана 72 и спускного клапана 64 высокого давления и манипулировать положениями проходного клапана 72 и спускного клапана 64 высокого давления. Датчики 74 и 78 положения могут быть реализованы тем же самым или сходным образом, что датчик 66 положения, описанный выше. Приводы 76 и 80 могут быть реализованы тем же самым или сходным образом, что привод 68, описанный выше. Специалисту в данной области понятно, что каждая из станций 60 высокого давления может иметь несколько соединений 58, спускных клапанов 64 высокого давления и проходных клапанов 72, реализованных как описано выше. Станция 62 ствола скважины также может быть реализована сходным образом или так же, как описано выше, так что каждая станция 62 ствола скважины может быть обеспечена соединением, первым клапаном, клапаном высокого давления и датчиками положения и приводами, соединенными с первым клапаном и клапаном высокого давления.

[0046] На фиг. 7 показан один вариант осуществления компьютерной системы 70, соединенной с прицепом 26 манифольда. Компьютерная система 70 может представлять собой компьютеризированную систему 25 управления или может иметься в компьютеризированной системе 25 управления и может содержать процессор 90, долговременный машиночитаемый носитель 92 и выполняемый процессором код 94, хранящийся на долговременном машиночитаемом носителе 92.

[0047] Процессор 90 может быть реализован в виде одного процессора или множества процессоров, работающих вместе или независимо друг от друга, чтобы выполнять выполняемый процессором код 94, описанный в данном документе. Варианты осуществления процессора 90 могут включать в себя цифровой сигнальный процессор (DSP), центральный процессор (CPU), микропроцессор, многоядерный процессор и их комбинации. Процессор 90 соединен с долговременным машиночитаемым носителем 92. Долговременный машиночитаемый носитель 92 может быть реализован как оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), флэш-память и т.п., и может быть выполнен в виде магнитного устройства, оптического устройства и т.п. Долговременный машиночитаемый носитель 92 может представлять собой один долговременный машиночитаемый носитель или множество долговременных машиночитаемых носителей, функционирующих логически вместе или независимо.

[0048] Процессор 90 соединен с и выполнен с возможностью коммуницировать с долговременным машиночитаемым носителем 92 через канал 96, который может быть, например, реализован как шина данных. Процессор 90 может быть выполнен с возможностью коммуницировать с устройством 98 ввода и устройством 100 вывода через каналы 102 и 104, соответственно. Каналы 102 и 104 могут быть реализованы сходным образом с каналом 96 или отлично от него. Например, каналы 102 и 104 могут иметь одинаковое или отличное количество проводов и могут или не могут включать в себя многоточечную топологию, топологию типа цепочка, или один или более переключаемых концентраторов. Каналы 96, 102 и 104 могут представлять собой последовательную топологию, параллельную топологию, топологию собственной разработки или их комбинацию. Процессор 90 дополнительно выполнен с возможностью взаимодействовать и/или коммуницировать с одной или более сетей 106, через коммуникационное устройство 108 и коммуникационную линию 110, например, путем обмена электронными, цифровыми и/или оптическими сигналами через коммуникационное устройство 108 с использованием сетевого протокола, такого как TCP/IP. Коммуникационное устройство 108 может представлять собой беспроводный модем, модем цифровой абонентской линии, кабельный модем, сетевой мост, коммутатор Ethernet, прямое проводное соединение или любые другие подходящие коммуникационные устройства, выполненные с в