用于压裂操作中的对水进行的消毒的制作方法

用于压裂操作中的对水进行的消毒的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于给工作液消毒的方法，包括将包含通过盐溶液的电解而产生的两种或更多种氧化剂的水溶液与工作液混合的步骤。使用集装箱化的系统，可以原地产生所述混合氧化剂。
【专利说明】用于压裂操作中的对水进行的消毒
【技术领域】
[0001]本文所公开的实施方案涉及在将工作液放置入井筒以及在井下使用工作液之前给井筒工作液消毒以减少液体的生物污染。更具体地说，本文所公开的实施方案涉及使用在井场处产生的混合氧化剂来给工作液消毒。本文所公开的实施方案还涉及给井筒工作液消毒以减少井筒以及与工作液接触的岩层的生物污染、以及给从井筒回收的回流水消毒。
【背景技术】
[0002]工作液可以用于各种地下的操作中，包括但不限于，增产处理、损害去除、地层隔离、井筒清洗、除垢、防垢、钻井作业、固井、一致性处理、注水、注蒸汽、以及防沙处理。工作液还可以被用于各种管道处理中。如本文所使用，术语“处理(treatment)”或“处理(treating)”指代结合所需功能和/或为了所需目标使用液体的任何操作。术语“处理(treatment)”或“处理(treating)”并不表示由液体或其任何特定组成部分进行的任何特定动作。
[0003]采用工作液的一个常见的井产量增产操作为水力压裂。水力压裂操作通常涉及以足够的水压将工作液(例如，压裂液)泵送入穿透地层的井筒中，以在地层中产生或增强一个或多个裂纹，或“裂缝”。当该术语在本文中使用时，在地层“增加” 一个或多个裂缝被定义为包括对一个或多个自然的或此前在地层中产生的裂缝的延伸或扩大。工作液可以包含沉积在裂缝中的微粒，所述微粒通常被称作“支撑剂微粒”。支撑剂微粒通过形成传导通道，尤其可以防止在释放水压之后裂缝完全闭合，通过所述传导通道液体可以流到井筒。除了其它目的，支撑剂微粒还可以被某些类型的材料(包括树脂、增粘剂，等等)涂覆，以增强通过其所驻留的裂缝的传导性(例如，流体流量)。一旦产生至少一个裂缝并且支撑剂微粒大体上在合适的位置，那么工作液可以被“破坏”(也即，液体的黏度降低)，并且工作液可以从地层回收。
[0004]根据工作液的来源或其各部分，工作液可能包含细菌或其它微生物，所述细菌或其它微生物例如可能攻击井下地层(例如，在井下生长并且堵塞地层)、可能攻击用作支撑剂的聚合物以及其它材料、可能攻击工作液(例如，影响液体属性以及性能)，或者可能攻击修井设备，包括水箱以及管道。除了限制流动之外，细菌还可能在井下产生不希望的气体。工作液可能包含来自水源水或者来自被添加到水中的化学品的有机材料以及其它材料，所述有机材料以及其它材料构成用于细菌或其它微生物的食物来源并且帮助促进其生长。工作液还可能包含其它化学成分，所述化学成分可能对工作液的性能或对井筒本身有害。
[0005]多种多样的杀生物剂已经被用于这些工作液中以控制、限制、或消除这些微生物的不希望的影响。例如，杀菌剂可以被用以控制硫酸盐还原细菌、粘泥形成细菌、铁氧化细菌以及攻击裂缝以及二次回收液体中的聚合物的细菌。杀生物剂还可以包括除其它之外的杀真菌剂以及除藻剂。
[0006]由于其本身的性质，杀生物剂对于操作者而言是危险的。操作者必须避免眼部以及皮肤接触，并且当采用液体杀生物剂时，必须避免喷溅或溢出液体杀生物剂，因为所溢出的杀生物剂会染污饮用水源。因此，监管机构对于苛刻的生物制剂的使用、以及对于将其引入环境(不管是在井下还是在地面上)中变得越来越严格。

【发明内容】

[0007]已经发现通过盐溶液的电解而产生的混合氧化剂可以用于有效地给用于井工作液(包括压裂液)的水以及其它液体消毒。这些混合氧化剂可以充分减少不希望的细菌、孢子，真菌等。它们还可以减少为细菌以及其它微生物提供食物来源的有机材料，并且减少例如硫化氢气体的其它有害成分。混合氧化剂为低毒性或无毒性的，并且此外具有较短的半衰期(例如，少于24小时)并且在使用或与井下地层接触后可以快速降解成天然存在的化学物质，从而使得使用后的环境影响最小化。由于快速降解，所以本发明提供的消毒可以被视为几乎无化学品。还已经发现，使用如下文将描述的独特的可运输递送系统，混合氧化剂可以被提供到井场。
[0008]在一个方面中，本文所公开的实施方案涉及用于给工作液消毒的方法，该方法包括将水溶液与工作液混合的步骤，所述水溶液包含通过盐溶液的电解而产生的两种或更多种氧化剂。
[0009]在另一方面中，本文所公开的实施方案涉及维修井筒的方法，该方法包括:将包含一定量的一种或多种盐的便携式水箱运输到待维修的井场；通过使水通过便携式水箱以溶解一部分盐而产生盐溶液；通过电解将盐溶液转化成包含一种或多种氧化剂的水溶液；使水溶液与工作液接触以形成经处理的工作液；以及提供经处理的工作液以将其放置入井筒中。
[0010]在另一方面中，本文所公开实施方案涉及用于给水消毒的便携式系统，其包括:用于连接到供水系统的液体连接机构；用于调理所供应的水的处理系统；用于将至少一部分被调理的水与一种或多种盐混合以形成盐溶液的水箱；用于将至少一部分盐溶液转化为包含混合氧化剂的水溶液的电解氧化剂产生单元；任选存在的用于存储水溶液的一个或多个水箱；以及用于运输来自用于存储的一个或多个水箱的水溶液以与待消毒液体接触的液体连接机构。在一些实施方案中，系统为模块化的和/或集装箱化的。
[0011]在另一方面中，本文所公开的实施方案涉及给液体消毒的方法，其包括:将一定量的一种或多种盐安置在水箱中；接收来自供水系统的水；在水处理系统中处理所接收的水以形成经调理的水流；通过使第一部分经调理的水通过水箱以溶解一种或多种盐中的一部分而产生盐溶液；将盐溶液与第二部分经调理的水混合以形成稀释的盐溶液；将稀释的盐溶液供应给电解氧化剂产生单元以通过电解将盐溶液转化成包含一种或多种氧化剂的水溶液；使水溶液与液体接触以形成经处理的液体。
[0012]在另一方面中，本文所公开的实施方案涉及用于给工作液消毒的方法，其包括:将包含产生自溴化物盐溶液的次溴酸的水溶液与工作液混合到一起。
[0013]在另一方面中，本文所公开的实施方案涉及用于使用含氨水源来形成工作液的方法，所述方法包括:将包含产生自溴化物盐溶液的次溴酸的水溶液与含氨水混合。
[0014]在另一方面中，本文所公开的实施方案涉及用于再循环来自压裂操作中的回流水的方法，其包括:将包含产生自溴化物盐溶液的次溴酸的水溶液与回流水混合；并且在压裂操作中再使用回流水。[0015]在另一方面中，本文所公开的实施方案涉及再循环来自压裂操作中的回流水的方法，其包括:将含氨的回流水以及溴化物盐存储在水箱或池子中；将回流水与由氯化物盐溶液的现场电解产生的氧化剂溶液混合；以及在压裂操作中再使用回流水。
[0016]提供此概述是为了引入一系列概念，所述概念将在下面的【具体实施方式】中得到进一步的描述。此概述并不意欲确定所主张的主题的关键或基本特征，并且也不意欲被用作对限制所主张的主题的范围的辅助。
[0017]其它方面以及优点将可以明显从以下描述以及所附权利要求书中看出。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]图1为根据本文所公开的实施方案的用于给工作液消毒的方法的简化处理流程图。
[0019]图2为根据本文所公开的实施方案的用于给工作液消毒的方法的简化处理流程图。
[0020]图3为根据本文所公开的实施方案的用于产生以及递送混合氧化剂的系统的简化处理流程图。在一些实施方案中，所述系统为模块化的和/或集装箱化的，如图4以及图5中的简化处理流程图所说明，所述简化处理流程图说明了用以将所有的所需设备包含在具有相对较小占用面积的运输模块中的一种可能的方式。
[0021]图6为根据本文所公开的实施方案的用于产生以及递送混合氧化剂的系统的简化处理流程图。
【具体实施方式】
[0022]如本文所使用，术`语“工作液”意指包括具有石油领域应用的那些液体，例如适合于泵送到井下以维修或处理井筒的任何数目的液体。“工作液”可以因此指代用以钻井、完井、增强井筒、在井筒上工作、使井筒破裂、维修井筒、或以任何方式准备井筒以用于对驻留在由井筒穿透的地层中的材料进行回收的液体，所述液体包括在池子以及凹坑中的水、以及在钻井操作期间产生的液体，例如回流水以及生成水，所述回流水以及生成水可能包含残余的聚合物以及在非氧化状态的被溶解金属，例如铁、锰、以及硫。应理解，“地层”包括暴露的大地以下的区域以及由水(例如海洋或淡水)覆盖的大地以下的区域。工作液的实例可以包括，但不限于，水泥浆、钻井液或钻井泥浆、隔离液、封隔液、压裂液、注蒸汽或注水液、或完井液，所有这些液体在所属领域中是为人所熟知的。不作为限制，维修井筒包括将工作液定位在井筒中以将地层与井筒的一部分隔离；以支撑井筒中的管道；以填塞管道中的空隙或裂纹；以填塞安置在井筒的圆环域中的水泥环中的空隙或裂纹；以填塞水泥环与管道之间的开口 ；以防止含水的或非水的钻井液漏失进入漏失区，例如空隙、空穴区域、或裂缝；以在固井操作中被用作在水泥浆前面的液体；以密封井筒与可膨胀的管或管柱之间的圆环域；以使地层破裂；以淹没地层以改进烃回收、以在井筒上工作来去除水垢、细菌或其它堆积物或堵塞；或其组合。
[0023]在一个方面中，本文所公开的实施方案涉及在将工作液放置入井筒以及在井下使用工作液之前给井筒工作液消毒以减少液体的生物污染。更具体地说，本文所公开的实施方案涉及使用在井场处产生的混合氧化剂来给工作液消毒。[0024]使用水或其它液体可以形成上文所提到的任何数目的工作液，所述水或其它液体被各种微生物污染，所述微生物包括硫酸盐还原细菌、粘泥形成细菌、铁氧化细菌和/或攻击裂缝以及二次回收液体中的聚合物的细菌、以及真菌和/或藻类以及有机食物来源或可以由本发明处理的其它成分。在使用被污染的液体以形成所需的工作液之前，或与利用被污染的液体来形成工作液的同时，希望给水或工作液消毒以使微生物对钻井、完井、压裂和/或生产可能的影响达到最小。
[0025]已经发现可以使用一种混合氧化剂来控制微生物的生长。在一些实施方案中，混合氧化剂可以通过盐水或盐溶液(例如水中具有一种或多种盐的溶液)的电解而产生。所述一种或多种盐可以包括碱金属卤化物、碱土金属卤化物、以及过渡金属卤化物这三者中的至少一者，其中所述卤化物可以包括例如氟、溴、或碘。在特定实施方案中，除了其它之外，所述盐可以为氯化钠、溴化钠、溴化钾或包括氯化钠、溴化钠、或溴化钾的混合。盐溶液的电解可以产生混合的氧化剂，包括例如臭氧、过氧化氢、次卤酸盐(例如，次氯酸盐)、次卤酸(例如，次氯酸或次溴酸)、卤氧化物(例如，二氧化氯、二氧化溴)、以及卤素(例如，氯，溴)、以及其它卤氧(例如，氯氧)化物这些物质中的两种或两种以上。然而，应理解，除了另外定义，本文所使用的术语“混合氧化剂”还可以包括具有仅一种氧化剂的溶液。
[0026]通过盐溶液的电解而产生的在水基溶液中的氧化剂与卤化物盐的组合可以增强消毒制剂的电位，并且与单独采用氧化剂(例如臭氧)相比，对于实质上增加消毒速率产生了出人意料的协同效应。例如，在一些实施方案中，混合氧化剂系统可以使得水中的细菌浓度至少减少至原来的1/1，000，000。通过使待处理的液体与包含混合氧化剂的水溶液接触至多约2周的时间段，可以实现细菌浓度的减少，所述时间段为例如在一些实施方案中的从约I秒到约2小时的范围；在其它实施方案中的从约I分钟到约30分钟的范围；以及在其它实施方案中的从约2分钟到约10分钟的范围，例如5分钟。
[0027]除了上述工作液之外，根据本文所公开的实施方案所产生的混合氧化剂还可以用于处理其它油田水，例如水箱、池子、再循环水、排出水、回流水、以及用于注蒸汽中的水的再循环。该处理可以用于所有新 鲜的或再循环的水(回流的、生成的、来自钻井液中的水、压裂水箱中的、在空气钻井期间生成的水、不流动的池子，等等)、注水以及注蒸汽(被增强的回收)、封隔液、油田管线、处理井、油井维修、生产(替代杀生物剂，去除粘泥)、以及在下游区域中的其它应用。
[0028]现在参考图1，其说明了根据本文所公开的实施方案的用于使混合氧化剂与工作液接触的方法的简化流程图。水2以及一种或多种盐4被混合以形成盐溶液，所述盐溶液随后在包括电解氧化剂产生单元(未图示)的混合氧化剂产生系统6中经受电解，以形成包含混合氧化剂8的水溶液。
[0029]工作液可以通过在一个或多个混合装置或水箱18、20中将基液10与一种或多种添加剂12、14、16混合而形成。例如，例如水或盐水的基液10可以在精密连续混合器(PCM)18以及可编程最佳密度搅拌机(P0D)20中与支撑剂、加重剂、或其它添加剂12、14、16混合，以形成工作液。
[0030]在例如在沿着发射物(missile)的长度变化的位置将工作液放置入井筒22之前，待处理的液体可以与混合氧化剂溶液8接触以给工作液消毒。工作液与混合氧化剂的接触可以在混合器、搅拌机、泵、或相关联的管道中开始，并且可以在一个或多个位置处开始，以便提供足够的驻留时间来获得所需的生物污染的减少。例如，如图中所说明，在将经消毒的液体递送到井下发射物22之前，第一部分混合氧化剂溶液可以在PCM18上游与工作液混合，而第二部分混合氧化剂溶液可以在P0D20的上游与工作液混合。
[0031]使用一个或多个分析器来测量或确定残余卤素(例如游离性有效氯(FAC，freeavailable chlorine)或游离性有效溴(FAB))含量、残余氧化剂含量、氧化还原电位(ORP)、pH值、微生物浓度，或所属领域的技术人员已知的其它相关指标，可以监测或控制混合氧化剂处理的效果。例如，对于使用氯化物盐产生的混合氧化剂，可以针对经处理液体的样品的残余氯含量进行分析，这可以提供对生物减少的效果的测量以及关于所提供的剂量的过量抑或不足的指示。例如，约2ppm的残余氯含量可以表明工作液已经被充分消毒。较高的残余也是为了确保工业用水已经充分消毒和/或为了确保在回流水中存在极少细菌或不存在细菌。较高残余还是为了对在井下流动的液体提供一定的处理能力，所述处理能力可以辅助在处理方法期间与工作液进行接触的混合水箱18、20、相关联管道、井筒、以及岩层这几者中的一者或多者的生 物膜的积累以及其它生物污染的处理、去除和/或防止。
[0032]如图所说明并且仅借助于实例，通过流送线24可以得到经处理的工作液的样品，并且通过使用适当的分析器(未图示)进行氧化还原电位(ORP)的测量可以针对经处理的工作液的样品的残余氧化剂水平进行分析，所述分析器可以位于混合氧化剂产生系统6 (反馈控制环路)中。样品可以另外地或可替代地从PCM18、P0D20、或PCM与POD之间的输送管26 (反馈控制)中获得。如果需要，可以从在PCM18 (前馈控制环路)的上游的流送线10中获得待处理液体的样品。还可以使用反馈与前馈控制的组合。混合氧化剂溶液与工作液的体积比(剂量比)可以随后基于来自各种样品的分析而被调节或控制。另外地或可替代地，在井下使用经处理的液体之前，可以调节或控制接触的点或输送率以改变所提供的接触时间。
[0033]作为另一个实例，利用测量游离性有效氯以及氧化还原电位的一个或多个样品点，可以监测或控制混合氧化剂处理的效果。由于在用以产生工作液的水中或在添加到水中的化学品以及添加剂中可能存在的化学物质与混合氧化剂溶液接触，可能导致形成化学物质的反应，所述化学物质可能掩盖所获得的实际效果。例如，氨可以与次氯酸反应以形成一氯胺(NH2Cl )、二氯胺(NHCI2)、以及三氯胺(NCl3),当测量残余氯含量水平时这些化学物质可以被检测到，但是可以通过另外地测量氧化还原电位而被计量。因此，在一些实施方案中，使用多种分析技术可以提供对混合氧化剂处理的真实效果的表示，从而增强对混合氧化剂处理(剂量率等)的控制。经处理的工作液的0RP、FAC、pH值或其它属性的实时或准实时测量可以因此提供对系统的完全集成控制以确保消毒剂量率适合于获得所需消毒，并且可以允许最佳剂量率的使用，从而防止混合氧化剂对工作液不足投药或过量投药。
[0034]根据盐溶液中盐的浓度以及电解结果，混合氧化剂溶液可以包含IOOppm到10，OOOppm的氧化剂,例如在一些实施方案中约2000ppm到约8000ppm的氧化剂,或在其他实施方案中从约3000ppm到约6000ppm的氧化剂,例如约4000ppm到约5000ppm (按重量计)。为了获得生物微生物所需的降低，混合氧化剂溶液可以以一定的体积比用于一些实施方案中，所述体积比的范围从约每10桶工作液I加仑混合氧化剂溶液到约每500桶工作液I加仑混合氧化剂溶液(I加仑:10桶到I加仑:500桶)。在其它实施方案中，体积比可以在从约20桶I加仑到约100桶I加仑的范围内；在其它实施方案中从约30桶I加仑到约50桶I加仑。
[0035]盐溶液的电解可以使用电解氧化剂产生单元来进行。此类单元尤其在(例如)美国专利7，922，890、5，853，579、7，429，556、以及6，524，475中被公开，或可参考这些专利。电解氧化剂产生单元可从(例如)MIOX公司(阿尔伯克基，新墨西哥)获得。
[0036]电解氧化剂产生单元可能对在通过流送线2供应的水中存在的各种金属以及其它成分是灵敏的。无隔膜电解槽的一个主要失效机理为不希望的薄膜的积累以及在电极的表面上的结垢。这些污染物的来源通常来自现场产生方法中的供给水，或者来自用以产生供应给电解系统的盐水溶液的盐中的污染物。由此,可能需要或有必要处理通过流送线2供应的水，以对水的总溶解固体量(TDS)进行减少、调节、或控制，在一些实施方案中水的总溶解固体量少于约5000mg/L ;在其他实施方案中少于约3000mg/L ;以及在其它实施方案中少于约1000mg/L。为了使不希望的污染物最小化，可以通过一个或多个过滤系统和/或水软化系统来处理供应给系统的水。此外，可以规定所提供的盐的质量以使电解池清洁操作的发生率最小化。
[0037]电解池的操作还可能对盐溶液的温度以及压力灵敏。由于可能在不同的温度以及压力下提供天然水供应(溪流、河、湖，等等)以及其它水供应(井、公共供水系统，等等)，所以可能有必要提高或降低水或盐溶液的供应压力和/或升高或降低水或盐溶液的温度。在一些实施方案中，所供应的水的温度可以被调节到从约45° F到约100° F的范围内；在其他实施方案中从约50° F到约90° F的范围内；以及在其它实施方案中从约55° F到约80° F的范围内。在一些实施方案中，所供应的水的压力可以被调节到从约20psig到约200psig的范围内；在其他实施方案中从约40psig到约150psig的范围内；以及在其它实施方案中从约60psig到约IlOpsig的范围内。根据电解池的设计,还可以使用其它温度以及压力。
[0038]现在参考图2，其说明了根据本文所公开的实施方案的用于使混合氧化剂与工作液接触的方法的简化流程图，`其中相同的数字表示相同的部件。水2以及一种或多种盐4被混合以形成盐溶液，所述盐溶液随后在包括电解氧化剂产生单元(未图示)的混合氧化剂产生系统6中经受电解，以形成包含混合氧化剂8的水溶液。
[0039]在此实施方案中，通过在一个或多个混合装置或水箱18、20中将基液10的一个或多个部分(a、b、c)与一种或多种添加剂14、16混合，可以形成工作液，并且混合物与用于将工作液泵送到井下的另外的基液混合(也即，分割线压裂系统，限制通过混合容器被泵送的基液的整体量)。例如，例如水或盐水的基液10的第一部分IOa可以在精密连续混合器(PCM) 18以及可编程最佳密度搅拌机(P0D)20中与支撑剂、加重剂、或其它添加剂14、16混合以形成工作液21。如果需要，第二部分IOb可以被添加到P0D20。
[0040]混合氧化剂溶液8可以与工作液21或工作液前体(例如基液10或它的一部分或PCM18或P0D20内的混合物或来自PCM18或P0D20的流出物)接触，以在例如在沿着发射物的长度变化的位置将工作液放置入井筒22之前给工作液消毒。工作液与混合氧化剂的接触可以在混合器、搅拌机、泵、或相关联的管道中开始，并且可以在一个或多个位置处开始，以便提供足够的驻留时间来获得所需的生物污染的减少。例如，如图所说明，在通过高压油泵27将经消毒的液体递送到井下发射物22之前，第一部分混合氧化剂溶液可以在PCM18的上游与基液部分IOa混合，第二部分混合氧化剂溶液可以在P0D20的上游与来自PCM18的流出物混合，并且第三部分混合氧化剂可以与剩余的基液部分IOc接触。通过泵27上游(也即，在泵的低压侧上)的流送线24可以得到经处理的工作液的样品以用于如上文所描述的分析，包括除其他之外的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位中的一种或多种的分析。
[0041]可以基于对各种流的特定的需求来对混合氧化剂的流送进行控制。例如，大部分基液可能被包含在部分IOc中，根据供应源，这可能需要或多或少的氧化。相比之下，通过PCM18以及P0D20的基液的下部流可能需要较少的处理(下部基液流)或可能更多的处理(可能由于化学品注入/添加剂混合或混合水箱以及相关联管道内的不流动区域，如果出现任何一项，那么将允许生物污染物的生长)。因此可以控制混合氧化剂溶液的多个注入点以满足特定混合系统以及所使用的添加剂的特定的需求，从而使得经适当处理的液体被注入井下。
[0042]现在参考图3，其说明了根据本文所公开的实施方案的混合氧化剂产生系统6的简化处理流程图式，其中相同的数字表示相同的部件。为了说明的简单起见，未示出泵、流量控制阀、压力控制阀、断流阀、以及其它相关设备。水可以通过流送线2供应并且供应给水处理系统30。在水处理系统30中，水可以被过滤、软化、以及热交换，以产生经调理的水流32，所述水流32具有所需的温度以及TDS含量。
[0043]经调理的水的第一部分33可以随后在盐溶液产生系统34中与一种或多种盐4混合。例如，可以将一定量的盐安置在水箱中，并且通过使经调理的水的第一部分通过水箱以溶解一部分盐，可以产生盐溶液。通过流送线36回收的所获得的盐溶液将被盐饱和或接近饱和。
[0044]盐溶液36可以随后与经调理的水的第二部分38混合以形成稀释的盐溶液40，以供应给电解氧化剂产生单元42中。稀释的盐溶液应该处于所需的供应温度，例如在约55° F与约80° F之间，并且可能具有按重量计在约0.01%到约5%的范围内，例如按重量计在约0.1%到约3%的范围 内的被溶解的盐含量。在电解氧化剂产生单元42中的被溶解的盐溶液的电解可以产生各种氧化剂化合物，包括(例如)臭氧、过氧化氢、次卤酸盐(例如，次氯酸盐)、次卤酸(例如，次氯酸)、卤素氧化物(例如，二氧化氯)、以及卤素(例如，氯)、以及其它卤氧(例如，氯氧)化物。混合氧化剂溶液可以随后通过流送线44从单元42中回收，任选地供应给一个或多个存储容器46，通过流送线8供应以与待消毒的液体接触。在电解氧化剂产生单元42中有用的电解池的大小/容量可以改变，并且本文所公开的系统的一些实施方案可以包括两个或更多个电解氧化剂产生单元42。
[0045]在整个钻井方法期间可能不需要对工作液的消毒，并且可能仅在(例如)利用压裂液对井进行压裂期间需要消毒。在此类情况下，所希望的是，在所需钻场操作期间使混合氧化剂递送系统只在需要对工作液进行消毒的时间到达钻场。
[0046]为了便于在钻场处的临时需求，在本文所公开的一些实施方案中，混合氧化剂产生系统可以为可运输的，其中混合氧化剂系统可以为集装箱化的并且可以为使用两个或更多个集装箱模块的模块化的。在一些实施方案中，混合氧化剂产生系统可以被包含在一个模块内，所述模块在大小上不超过一个四十英尺换算单位(FEU, forty-foot equivalentunit)。在其他实施方案中，混合氧化剂产生系统可以被包含在两个模块内，其中第一以及第二个模块在大小上不超过一个FEU。在其它实施方案中，混合氧化剂产生系统可以被包含在两个模块内，其中第一个模块在大小上不超过一个二十英尺换算单位(TEU)，并且第二个模块在大小上不超过两个TEU。如本文所使用，一个FEU被定义为在大小上与40英尺长乘8英尺宽乘9.5英尺高(12.2mX2.4mX2.9m)(大约3040cu ft or87m3)的典型的运输容器的大小相同，并且一个TEU被定义为在大小上与20英尺长乘8英尺宽乘9.5英尺高(6.1mX2.4mX2.9m)(大约1520cu ft or43m3)的典型的运输容器的大小相同。例如，如图3中所说明，第一个模块50除了其它组件(未显示)之外可以包含水处理系统30以及盐溶液产生系统34，并且第二个模块52可以包含电解氧化剂产生单元42以及一个或多个混合氧化剂存储箱46。以此方式，用于产生以及递送混合氧化剂的系统可以被模块化、集装箱化，以易于运输，并且易于在井场装配或从井场移除。例如，为了便于设置在钻场，模块化系统可以配备有液体连接机构以快速将供水管线2连接到供水系统上、以将混合氧化剂流8连接到用于运输混合氧化剂的液体管道上以使之与工作液混合、以及，以连接在模块50、52之间的各种线，包括冲洗线、工艺返回线、以及其它未图示的线。
[0047]钻场可能是空间受限的，并且由于潜在的泄漏以及其它操作问题，化学品的递送或存储可能不总是可能的或甚至是不需要的。例如，在钻场处杀生物剂的递送、存储、以及操作通常是不需要的，但通常在压裂操作的较短持续时间内被容许。
[0048]为了避免或最小化对盐以及其它成分的操作，根据本文所公开的实施方案的用于产生混合氧化剂的运输系统可以以包含所有必需的成分以及化学品，包括用于形成盐溶液的盐以及用以清洁电解池的酸或其它化合物的状态到达钻场。例如，盐溶液产生系统34可以包括水箱(未图示)。一定量的盐可以在一个较远的位置处被安置在水箱中。水箱可以随后被运输到待维修的钻场并且通过使水通过被运输的水箱而被用以产生盐溶液。类似地，在模块中可以提供酸存储箱以用于存储用以清洁电解池的酸。以此方式，盐以及酸不需要分别地被运送到钻场并且装入水箱中，从而使对在钻场递送、存储、以及操作这些化合物的需求最小化，并且同时使可能的泄漏以及暴露最小化。
[0049]图4以及图5分别说明了针对模块50以及模块52的一个可能实施方案的简化处理流程图式，其中相同的数字表示相同的部件。如图所示，模块50中的设备可以经布置并且限定尺寸以适合一个TEU，并且模块52中的设备可以经布置并且限定尺寸以适合一个TEU。
[0050]现在参考图4，模块50可以包括水处理系统30、盐溶液产生系统34、取样系统60、以及工艺返回处理系统62。如上文所描述，水连接机构64可以被连接到在钻场处的供水系统。水可以随后通过管道66泵送到水处理系统30，所述水处理系统30可以包括一个或多个过滤系统68、以及一个或多个水软化系统70。过滤系统68可以包括袋式过滤器、筒式过滤器，等等。水处理系统30还可以包括一个或多个热交换器72，所述热交换器72的位置可以取决于是在过滤以及 软化的之前、中间，还是之后需要加热或冷却水。
[0051]管道66中的水经过一个或多个过滤器68以产生过滤水流74，所述过滤水流74的一部分通过流送管线76被供应给水软化系统70。经调理的水(也即，经过滤以及软化的，并且视情况经加热/冷却)可以通过流送管线80被回收。经调理的水的第一部分可以随后通过流送管线82被转运至盐溶液产生系统34，并且经调理的水的第二部分可以通过流送流84被回收。
[0052]盐溶液产生系统34可以包括一个或多个水箱90，所述水箱90可以在一层颗粒材料的顶部之上装入一定量的一种或多种盐92，所述颗粒材料防止盐以固体形式流入管道96。如上文所述，盐可以在钻场被装载或可以在较远位置被预装载，例如通过位于水箱90的上部部分上的入口 98。经调理的水可以穿过水箱，溶解一部分盐，并且盐溶液可以通过流送管线96被回收。可以提供过滤器99以保护下游设备不受可能偶然穿出水箱90的任何固体的伤害。盐溶液随后被加压并且泵送到连接机构101。
[0053]如图所说明，经过滤的水在管道74中被划分成三个部分，部分76在上文被描述。另外地，经过滤的水的一部分可以偶尔在系统的常规操作期间使用或用于清洁系统，并且可以被引导以冲洗水连接机构102，或可以通过流送管线104被供应以净化工艺返回处理系统62。经调理的水流84可以类似地充当软化的水冲洗供应源，从而被供应给软化的水冲洗连接机构106。经调理的水流84还被供应到升压泵108以供应给升压水连接机构110。
[0054]水软化系统70可能需要周期性再生，所述周期性再生可以使用在系统34中产生的盐溶液来进行。在软化系统70的再生期间，管道96中的盐溶液的一部分通过流送管线112被引导至水软化系统70。排出水随后通过流送管线114被供应给工艺返回系统62。
[0055]取样系统60可以包括一个或多个取样阀/分流器116，所述取样阀/分流器116中分别关联有一个或多个分析器118，所述分析器118用于测量与混合氧化剂溶液接触后的工作液的残余氯含量、导电性、或其它属性。样品可以在钻井或完井系统中的各个点被运输出，通过连接机构120、122被引导至模块50。
[0056]工艺返回处理系统62可以包括存储箱123以累积在系统的操作期间来自各种流以及容器的材料，除了其它之外，包括在电解单元的启动、取样、水软化剂再生、以及电解池的清洁(以下在图5中描述)期间产生的工艺返回物。来自电解池的清洁的工艺返回物可以通过(例如)连接机构124以及管道126被引导至模块50。
[0057]在存储箱123中所累积的液体可以包括水、工作液样品、来自再生的排出物、以及来自电解池清洁的废酸。由于酸清洁仅在需要时进行，所以可能没有必要在每一井场处或甚至在消毒方法期间清洁电解池。在混合氧化剂产生系统的操作期间产生的工艺返回液体因此可以通过导槽130被供应到连接机构132以用于到其它井场方法或存储箱的流体连通。例如，工艺返回液体或它的一部分可以用于形成工作液的至少一部分。以此方式，工艺返回物被有效地用以形成产品，并且从系统中产生的所有液体“工艺返回物”可以在其它井场操作期间被消耗掉，从而使得作为消毒方法的结果的废料生产(除了所收集的固体废料，例如筒式滤芯等)可被忽略。
[0058]现在参考图5，模块52可以包括盐溶液存储系统46、电解氧化剂产生单元42、以及酸洗系统136。通过连接机构101以及管道138供应的盐溶液以及通过连接机构110以及管道140提供的升压水被供应到电解氧化剂产生单元42。升压水以及盐溶液的流动速率以及压力被控制，从而能将稀释的盐溶液142提供到腔室144、146中的电解池，从而产生包含通过流送管线148回收的混合氧化剂的流出物。混合氧化剂随后视情况通过流送管线44被供应到混合氧化剂存储系统46 (当存储被提供和/或需要时)，通过流送管线8被供应到连接机构149以用于对混合氧化剂溶液进行液体运输以与工作液接触。
[0059]混合氧化剂存储系统46可以包括一个或多个容器150，每个所述容器150分别具有至少500加仑的大小。例如，如图所说明，模块52可以包括分别容纳约800加仑的三个存储容器150，则总的储量约为2400加仑。[0060]在电解氧化剂产生单元42中产生的混合氧化剂在约24小时的时间段内是稳定的。由此，在被需要之前，不需要产生混合氧化剂溶液。当被使用时，容器150可以在发生电力故障的情况下为混合氧化剂溶液的存储提供缓冲区，所述发生电力故障的情况例如提供到电解氧化剂产生单元42的电源不小心地或暂时地被切断。由于即使是在系统的其余部分断电的情况下也需要继续供应用于消毒方法的混合氧化剂溶液，所以模块52还可以配备有发电机(未图示)以操作泵154以及相关联的控制阀，以便在压裂操作期间保持消毒的连续性。
[0061]电解氧化剂产生单元42的副产品为氢气，所述氢气可能在容器150中累积。为了防止氢气的过度累积，并且为了使氢气浓度很好地维持在可燃性极限或爆炸极限以下，风机160可以通过容器150的头部空隙循环空气或氮气，通过流送管线162将含氢蒸汽流排出，所述含氢蒸汽流随后可能被排出到大气中、供应到燃烧塔中、或者被安全地处置。可替代地，可以在容器150的上游使用脱气塔(未图示)来分离氢气。
[0062]如上文所述，由于在电极上会形成薄膜，所以有必要定期地清洁电解池。酸洗系统136可以包括水箱，所述水箱包含适合于清洁电极的酸，例如粗盐酸或盐酸。酸随后可以被用冲洗水稀释(如果有必要)，并且被循环通过腔室144、146以清洁电极。在清洁操作期间产生的工艺返回物可能随后被引导至工艺返回水箱123，或可能可替代地被作为单独的工艺返回流来管理。(例如)使用一个或多个分析器180，可以对单元的清洁操作以及常规操作进行监测。在一些实施方案中，可以使用利用酸产生电解池现场产生的酸来进行清洁步骤，例如美国专利7，922，890等中所描述。
[0063]用于冲洗或净化模块52中的组件的清洁水可以如图4中所描述来供应，其中模块52包括用于与模块50中的流送管线连接机构配对的连接机构。这些在图5中被类似地标记，利用(a)或(b)来表明按照两个模块之间的配对连接机构，流体可能被分到不同的单
[0064]在钻场，空气中可能存在大量的微粒(沙，灰尘)，尤其是在压裂操作期间由于支撑剂的运输的缘故。为了防止对电解氧化剂产生单元42的损害，该单元可以位于具有过滤空气冷却系统170的外壳168中，从而通过外壳提供过滤空气的循环,去除在电解方法期间所产生或放出的热量，并且保护设备不被暴露于在压裂操作期间在井场处通常碰到的状况下。
[0065]当模块化系统到达井场时，该系统在几小时(例如少于8小时)之内可以被装配并且是可操作的。必须制造连接机构以用于模块之间的流体连通(连接机构102、连接机构106、连接机构124，其中每一个连接机构可以在模块中被分成一个或多个部分(a)、(b))、用于与供水系统之间的流体连通(连接机构64)、用于升压水以及盐溶液到电解氧化剂产生单元42的运输(连接机构101、连接机构110)、以及用于通过一个或多个流送管线8的混合氧化剂溶液的运输(连接机构149)。系统的其余需求为用于电解池的电源供应器、以及用于将工作液流动速率、组成、分析、完成时间、开始时间，和/或其它信息以及方法数据传达到控制系统200的通讯管线(硬件或无线)，其中基于除了其它可能变量之外的分析以及所测量的流动速率，所述控制系统经配置以使用被传达的信息来控制或调节用于与工作液接触的混合氧化剂溶液的流动速率。以此方式，用于本文所公开的混合氧化剂系统的控制系统可以与内部和/或外部源进行通信以控制混合氧化剂溶液向工作液的供应。[0066]例如，压裂操作的外部控制系统可以将压裂液的流动速率或压裂液的一种或多种成分传达到井中，从而可以控制所添加的混合氧化剂溶液的剂量以匹配通过压裂操作的循环的流动速率和/或组成的改变。作为另一个实例，该通信信息可以提供对开始或停止水溶液的供给的时间的指示，例如用于压裂操作结束的时间或在酸矛(acid spear)期间避免水溶液的混合的时间，或者可以使用其它潜在不相容的压裂液添加剂的时间，所述酸矛(acid spear)通常在压裂操作的开始被使用。作为另一实例，该通信信息可以提供对待消毒液体的属性或组成的指示，以便适当地调节混合氧化剂的流动速率，例如当一种工作液添加剂的类型或相对量被改变时。
[0067]作为特定的控制实例，在压裂操作期间从基于丙烯酰胺的聚合物添加剂到瓜尔胶的改变可以是常见的。指出聚合物添加剂的组成发生了改变的通信信息可以由控制系统来接收，并且控制系统随后可以调节混合氧化剂的流动速率以对由于添加剂的变化而导致的对氧化剂需求的增加做出计量。类似地，压裂操作可以从非涂覆支撑剂转变到树脂涂覆的支撑剂，从而导致混合氧化剂需求的增加。此外，当使用活泼的破碎剂(live breaker)(例如，非封装过硫酸铵)时，可能需要减少混合氧化剂供应速率以避免可能影响破碎剂的性能的潜在反应。
[0068]通过另外的实例，控制工艺的实施方案可以包括一个或多个步骤，所述步骤如下:Ca)接收指出工作液的一种或多种成分的流动速率的信号。流动速率信号可以为体积、质量、或重量流动速率并且可以提供对成分的鉴别。信号可以由压裂操作的外部控制系统提供，并且信号可以由控制系统来接收。(b)基于该成分的预定的每体积、质量、或重量单位的氧化剂需求，从该成分的流动速率计算出包含氧化剂的水溶液的流动速率(也成为剂量率)。(C)当信号指出对 应于预定氧化剂需求的成分存在于工作液中时，从存储在控制系统中的一组氧化剂需求中选出该预定氧化剂需求以用于剂量率计算。(d)基于对于工作液的两种或更多种成分所计算得到的剂量率的总和，计算水溶液的总剂量率。(e)将水溶液以计算得到的剂量率或总剂量率，或相应于计算得到的剂量率或总剂量率混合到工作液中。Cf)对于预定的时间段，将计算得到的剂量率(或总剂量率)作为将水溶液混合到工作液的速率，并且随后基于指示经处理的液体的残余氧化剂含量、pH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中至少一者的信号，进行控制。这可以在压裂操作的初始阶段期间进行，(例如)直到操作人员确定工作液中的残余氧化剂含量水平相对较稳定。(g)将计算所得到的剂量率(或总剂量率)作为将水溶液混合到工作液的速率，直到指示经处理的液体的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中至少一者的信号未发生超过预设速率的改变(也即为稳定的)。(h)当计算所得到的剂量率在预定时间段发生改变时，或直到经处理的液体的残余氧化剂含量、pH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中至少一者变得稳定时，从基于指示经处理的液体的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中至少一者的信号而进行的混合速率的控制，转变成将计算所得到的剂量率用作在进行中的压裂操作期间的混合速率的设定点。(i)响应于指示工作液的组成的信号在压裂操作期间发生的改变，增加水溶液的剂量率，从而基于丙烯酰胺的聚合物添加剂的流动速率减小而瓜尔胶添加剂的流动速率增加。(j)响应于指出工作液的组成的信号在压裂操作期间发生的改变，减小水溶液的剂量率，从而瓜尔胶添加剂的流动速率减小而基于丙烯酰胺的聚合物添加剂的流动速率增加。(k)响应于指出工作液的组成的信号在压裂操作期间发生的改变，增加水溶液的剂量率，从而非涂覆支撑剂的流动速率减小而树脂涂覆支撑剂的流动速率增加。(I)响应于指出工作液的组成的信号在压裂操作期间发生的改变，减小水溶液的剂量率，从而树脂涂覆支撑剂的流动速率减小而非涂覆支撑剂的流动速率增加。(m)响应于指出工作液的组成的信号在压裂操作期间发生的改变，减小水溶液的剂量率，从而带电断路器的流动速率增加。
[0069]因此，基于由本地或远程通信管道提供的信息，本文中控制系统的各实施方案可以经配置以确定混合氧化剂需求、以及控制或调节混合氧化剂的流动速率。此类控制可以包括反馈控制，例如基于残余卤素含量或ORP的取样分析或实时测量；前馈控制，例如基于所提供的流动速率，组成分析或其它信息，这些信息与来自混合氧化剂注入位置的上游处的工作液相关。
[0070]本文中的控制系统还可以经配置以产生处理报告，所述处理报告可以被提供给钻井操作的操作人员。报告可以包括方法操作历史，以(例如)图表、曲线、或原始数据的形式呈现，来概述在压裂操作期间消毒方法的性能。例如，数据可以包括混合氧化剂类型、混合氧化剂流动速率、测量出的0RP、测量出的pH值、测量出的残余游离性有效或全部卤素浓度或其它氧化剂浓度、以及从用于监测以及操作消毒方法的控制系统中可得到的其它数据。在一些实施方案中，控制系统可以经配置以将消毒方法操作数据与从远程源接收的信息(例如压裂液添加剂类型、组成、流动速率等)进行整合，以便提供整合的或全面的操作报告，包括由远程通信提供的工作液或压裂液的数据。
[0071]在其他实施方案中，用于本文所公开的混合氧化剂系统的控制系统可以根据取样分析来控制工艺，例如在外部通信不可用的地方。集装箱化模块可以包括此类通信管道，并且本文所公开的集装箱化或非集装箱化方法的控制系统可以经配置以在此类通信存在或不存在时进行操作，从而提供灵活性以满足各种井场的需求而不受其通信能力的限制，所述井场可以利用由本文所公开的系统所产生的混合氧化剂来处理。本文所公开的系统还可以包括用以提供将通信信息传输到控制系统或从控制系统中接收通信信息(例如来自电话、计算机、或卫星的有线或无线通信)的硬件和/或软件，以允许(例如)系统操作的远程监控、诊断，和/或控制。
[0072]如图5中所示，集装箱化系统可以包括一个电解氧化剂产生单元42。尽管压裂液或其它工作液在井场的流动可以发生变化或为断断续续的，但优选在需要时连续操作电解氧化剂产生单元42。因此电解氧化剂产生单元42以及缓冲水箱150的适当的尺寸设定是非常重要的。例如，可以预期，在压裂操作期间工作液流动速率可以从每分钟O桶变化到每分钟120桶或更多。根据井场处的水的质量，在峰值压裂液流动速率处，混合氧化剂溶液流动速率约为每分钟15加仑到30加仑的数量级。在这种情况下,每分钟产生约20加仑的混合氧化剂产生单元42、以及分别容纳约800加仑的三个缓冲水箱150，可以充分满足在整个压裂操作中在井场处给液体消毒的需求，由于工作液的断断续续的流动，缓冲水箱体积显著地变化。然而，如果需要，具有相同或不同容量的两个或更多电解混合氧化剂产生单元42可以被并联以提供所需的混合氧化剂供应速率。这些单元可以被容纳在公共外壳168内，或在位于相同或不同模块上的分开的外壳168中。
[0073]本文中所讨论的混合氧化剂溶液可以包括作为氧化剂的次溴酸。在一些情况下，例如当给含氨的水源消毒时，(例如)次溴酸可以比例如次氯酸的其它氧化剂更加有效，这可能是由于在一卤胺的稳定性中，一氯胺比一溴胺更加稳定。例如，通常使用化学品来进行压裂操作，所述化学品产生氨作为副产物，例如戊二醛；或包含铵盐，例如过硫酸铵、亚硫酸氢铵。在氨或铵盐存在的情况下次氯酸可以反应以形成氯胺，所述氯胺被看作是低于次氯酸的效果的5%的不良消毒剂。在氨存在的情况下次溴酸反应以形成溴胺，所述溴胺被认为是几乎与次溴酸同样有效的消毒剂，且其效果仅稍微次于次氯酸。
[0074]根据本文所公开的实施方案的用于给工作液消毒的方法可以包括将包含产生自溴化物盐溶液的次溴酸的混合氧化剂水溶液与工作液混合。在一个实施方案中，可以通过将溴化物盐溶液供应到电解氧化剂产生单元中来产生次溴酸。任选地，溴化物盐溶液可以连同另一种盐(例如氯化物盐)一起被供应到电解氧化剂产生单元中。
[0075]现在参考图5，其说明了根据本文所公开的实施方案的用于使混合氧化剂与工作液接触的方法的简化流程图，其中相同的数字表示相同的部件。在此实施方案中，可以通过将盐溶液40 (例如氯化物盐)供应到电解氧化剂产生单元42来产生次溴酸。由电解氧化剂产生单元42所产生的氧化剂溶液可以与溴化物盐溶液45混合以产生次溴酸。例如，通过氯化物盐溶液(例如氯化钠)的电解产生的次氯酸可以与来自电解池下游的溴化物盐溶液(例如溴化钠或溴化钾)混合。次氯酸氧化剂与在溴化物盐溶解期间形成的溶液中的游离溴离子发生反应，以产生次溴酸以及氯离子。例如，借助于在混合点47将流44与流45混合或借助于通过管线49将溴化物盐添加到反应容器(例如，存储容器46)中，可以将混合氧化剂以及溴化物盐溶液混合在一起。溴化物盐溶液可以借助于将盐以及水混合而现场混合，或者以预混合形式运输。类似于水箱34中的饱和盐溶液的形成，溴化物盐可以在现场或在运输到该场之前的较远位置被装入水箱54中，并且与水接触以形成溴化物盐溶液。任选地，在与氧化剂混合之前，预混合的溴化物盐溶液可以利用水溶液进一步地稀释。
[0076]如上文所述使用氯化物盐所产生的混合氧化剂可以包含多种化学物质，包括次氯酸、次氯酸盐，等等。可以以一定的比率与溴化物盐接触，以便提供足够的溴含量以与一些或所有的次氯酸进行反应，在混合氧化剂溶液中所述次氯酸的含量可能取决于许多因素，除了其它的之外，包括电解 池类型以及性能。过量溴化物盐的使用可能是不希望的，因为溴化物盐通常比氯化物盐更加昂贵。在一些实施方案中，溴化物盐溶液与由氯化物盐溶液形成的混合氧化剂溶液可以以对应的比例混合以提供一定的溴氯比，所述溴氯比在从约1:50到约1:1的范围内；在其他实施方案中在从约1:20到约1:2的范围内；以及在其它实施方案中在从约1:5到约1:15的范围内，例如约1:10。
[0077]如上文所述，本文所公开的可运输系统可以被递送到具有变化的通信程度或能力程度的井场，以与用于本文中的实施方案中的控制系统配合工作。由此，控制系统必须为灵活的以满足在井场处碰到的环境。类似地，本文所公开的可运输系统可能遇到具有可能影响本文所公开的系统的性能的多种类型的水、压裂水，化学添加剂等的井场。因此，图6中所说明的系统(包括溴化物盐添加系统)可以提供在钻场与其变化状况之间的灵活性。一个井场可能需要溴化物盐的使用，这可能是由于压裂水/工作液中的氨、硫化物、可氧化的铁、锰、或其它氧化剂消耗物质，而接下来的井场可能不需要溴化物盐的使用。因此，本文所公开的实施方案可以包括使用分析或其它技术来确定溴化物盐的使用是否为必需的(例如，测量工作液水的质量，与井场进行通信以确定所添加的化学品的类型，等等)。
[0078]该方法的另一实施方案可以包含通过添加次溴酸来形成来自含氨水源的工作液以给水消毒。如上文所述，在氨存在的情况下，用以给工作液消毒的例如次氯酸的其它氧化剂可能不如次溴酸有效。氨通常在来自压裂操作的回流水中被发现。通过将次溴酸用作消毒剂，在同一压裂操作期间或在随后的压裂操作中，压裂回流水可以被再循环以再使用。
[0079]某些地层或水源已经包含可以用以产生次溴酸的溴化物盐。例如，在美国阿肯色州的一些地方来自压裂操作的回流水包含溴化物盐。因此，在一些实施方案中，利用已经存在的溴化物盐，通过将例如由本文所公开的由电解产生的次氯酸的氧化剂与含溴化物盐的水混合以产生次溴酸，可以给工作液消毒。因此，将溴化物盐运输到消毒操作的场地的需求可以被减少或消除。
[0080]如上文所描述，提供了用于产生对于给工作液消毒有用的混合氧化剂的系统。有利的是，使用具有低毒性或无毒性，并具有较短半衰期的混合氧化剂，系统可以提供几乎无化学品的消毒，因为所述混合氧化剂在使用或与井下地层接触后快速降解成天然存在的化学物质。因此，由本文所公开的系统提供的消毒方法可以没有环境影响或具有最小的环境影响。该系统为稳固的，可以忍受井场的恶劣状况(包括粉化以及其它环境状况)，并且可以使用可用的地表水，因此使对在井场处的饮用水供应的影响最小化。 [0081]在一些实施方案中，用于产生混合氧化剂的系统可以为集装箱化的以及可运输的。有利的是，此系统可以具有较小的占用面积、可以仅在需要时被运输到井场，并且可以快速在钻场装配或从钻场移除。此外，在将系统运输到井场之前，将化学品预装载到存储箱中可以最小化或消除在井场处的化学品递送以及操作的需求。
[0082]总的来说，本文所公开的方法以及系统的实施方案可以具有以下优点中的一个或多个:
?该处理可以用于所有新鲜的或再循环的水(回流的、生成的、来自钻井液的水、压裂水箱中的、在空气钻井期间生成的水、不流动的池子，等等)、注水以及注蒸汽(被增强的回收)、封隔液、油田管线、处理井、油井维修、生产(替代杀生物剂，去除粘泥)、以及在下游区域中的其它应用。
?该处理对压裂液无损害。
?该处理对井筒、泵、管线等无损害。
?该处理在所有可预见的PH值、温度、压力等状况下是有效的。
?该处理将氧化并且减少液体中的其它有害成分:
〇形成用于细菌的食物的有机物并且帮助防止再生长。
〇硫化氢、铁以及可能的一些其它无机物。
?该处理可以去除粘泥。
?残余量可以足以防止在井筒中的再生长并且有效地减少回流液体中的细菌。
?该设备对改变的水属性作出响应。
?该设备可以具有单个井自治性，能够在没有再供应(除了柴油)的情况下处理压裂。
?该设备可以是移动的，能够到达任何压裂场或其它应用。
?该方法可以具有完全冗余-备用电源、控制系统以及泵，备用消毒剂等。
?该方法可以大大地减少碳足迹并且相对于现有方法改进HSE。
[0083]为了简单起见，本文仅明确地公开了某些范围。然而，任何下限可以与任何上限结合以列举出一个未明确列举出的范围、以及任何下限可以与任何其它下限结合以列举出一个未明确列举出的范围，以相同的方式，任何上限可以与任何其它上限结合以列举出一个未明确列举出的范围。另外地，尽管未明确地列举出，但在一个范围内包括每一点或其端点之间的单独的值。因此，结合任何其它点或单独的值或任何其它下限或上限，每一点或单独的值可以充当其自身的下限或上限，以列举出未明确地列举出的范围。
[0084]所有的优先权文件在允许加入的辖区全文援引加入，并且程度为此披露符合本发明的描述。此外，本文中引用的所有文件以及参考文献，包括测试程序、出版物、专利、期刊论文等，在允许加入的辖区全文援引加入，并且程度为此披露符合本发明的描述。
[0085]尽管本披露包括有限数目的实施方案，享有本披露的益处的所属领域的技术人员将了解，可以在不脱离本披露的范围的情况下设计其它实施方案。因此，该范围应该仅受所附权利要求书的限制。
[0086]如上文所描述，除了其它的之外，本文所公开的系统以及方法可以提供以下实施方案中的一个或多个:
1.一种用于给工作液消毒的方法，其包含:
将包含通过盐溶液的电解而产生的两种或更多种氧化剂的水溶液与工作液混合。
2.根据实施方案I所述的方法，其将一种或多种盐与水混合以形成所述盐溶液。
3.根据实施方案I或实施方案2所述的方法，其中所述一种或多种盐包括碱金属卤化物、碱土金属卤化物、以及过渡金属卤化物这几者中的至少一者。
4.根据实施方案I到3中的任一者所述的方法，其进一步包括通过电解将所述盐溶液转化成包含所述两种或更多种氧化剂的水溶液。
5.根据实施方案I到4中的任一者所述的方法，其中所述两种或更多种混合氧化剂包含臭氧、过氧化氢、次氯酸盐、次氯酸、二氧化氯、次溴酸、溴、以及氯这几者中的两者或两者以上。
6.根据实施方案I到5中的任一者所述的方法，其进一步包括将所述工作液与所述两种或更多种氧化剂接触一段时间，所述时间在从I秒到2小时的范围内。
7.根据实施方案I到6中的任一者所述的方法，其进一步包括测量残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者。
8.根据实施方案I到7中的任一者所述的方法，其进一步包括基于所测量的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者，对所述水溶液与所述工作液的体积比以及接触时间中的至少一者进行调节。
9.根据实施方案2到8中的任一者所述的方法，其进一步包括在将所述水与所述一种或多种盐混合之前，处理所述水。
10.根据实施方案9所述的方法，其中所述处理包括过滤、软化、加热、以及冷却这几者中的至少一者。
11.一种维修井筒的方法，其包括:
将包含一定量的一种或多种盐的便携式水箱运输到待维修的井场；
通过使水通过所述便携式水箱以溶解所述盐的一部分来产生盐溶液；
通过电解将所述盐溶液转化成包含一种或多种氧化剂的水溶液；
使所述水溶液与工作液接触以形成经处理的工作液；以及 将所述经处理的工作液放置入所述井筒中。
12.根据实施方案11所述的方法，其中所述盐包括碱金属卤化物、碱土金属卤化物、以及过渡金属卤化物这几者中的至少一者。
13.根据实施方案11或实施方案12所述的方法，其中所述一种或多种氧化剂包含臭氧、过氧化氢、次氯酸盐、次氯酸、二氧化氯、次溴酸、溴、以及氯这几者中的一者或多者。
14.根据实施方案11到13中的任一者所述的方法，其中所述转化步骤包括:
将所述产生的盐溶液与另外的水混合以产生稀释的盐溶液；
电解所述稀释的盐溶液以形成所述水溶液。
15.根据实施方案14所述的方法，其中所述稀释的盐溶液包含按重量计从0.01%到5%的被溶解的盐。
16.根据实施方案11到15中的任一者所述的方法，其中所述接触步骤包括在将所述经处理的工作液放置入所述井筒中之前，使所述工作液与所述两种或更多种氧化剂接触一段时间，所述时间在从I秒到2小时的范围内。
17.根据实施方案11到16中的任一者所述的方法，其进一步包括测量所述经处理的工作液的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者。
18.根据实施方案11到17中的任一者所述的方法，其进一步包括基于所测量的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者，对所述水溶液与所述工作液的体积比以及接触时间中的至少一者进行调节。
19.根据实施方案11到18中的任一者所述的方法，其进一步包括在所述产生步骤以及所述转化步骤中的至少一者中，在使用所述水之前对所述水进行处理。
20.根据实施方案19所述的方法，其中所述处理包括过滤、软化、加热、以及冷却这几者中的至少一者。
21.一种用于给水消毒的便携式系统，其包含:
(a)用于连接到供水系统的液体连接机构；
(b)用于调理所述供应的水的处理系统；
(c)用于将所述经调理的水的至少一部分与一种或多种盐混合以形成盐溶液的水箱；
(d)用于将所述盐溶液的至少一部分转化成包含混合氧化剂的水溶液的至少一个电解氧化剂产生单元；
Ce)用于存储所述水溶液的一个或多个水箱；以及
(f)用于将所述水溶液从所述用于存储的一个或多个水箱中运输出以与待消毒的液体接触的液体连接机构。
22.根据实施方案21所述的系统，其进一步包含以下单元中的至少一个:
(g)用于供应酸以定期地清洁所述至少一个电解氧化剂产生单元的酸供应箱；
(h)用于在所述液体与所述水溶液接触后对所述液体进行取样的取样系统；
(i)用于累积来自所述处理系统、所述用于混合的水箱，所述电解氧化剂产生单元、所述用于存储的一个或多个水箱、所述酸供应水箱，所述取样系统这几者中的一者或多者中的材料工艺返回水箱；以及管道、泵、以及与其相关联的设备；
(j)用于运输来自所述工艺返回水箱中的所累积的材料的液体连接机构；
(k)用于将经处理的液体运输到所述取样系统的一个或多个液体管道；(I)用于控制所述水溶液的供应速率的控制系统。
23.根据实施方案21或实施方案22所述的系统，其中用于调理所述水的所述处理系统包含以下单元中的至少一个:
(i)用于减少所述水的固体含量的过滤器；
(ii)用于减少所述水的金属含量的水软化系统；以及
(iii)用于调理所述水的温度的热交换器。
24.根据实施方案21到23中的任一者所述的系统，其中所述至少一个电解氧化剂产生单兀在具有过滤空气冷却系统的外壳中。
25.根据实施方案21到24中的任一者所述的系统，其中所述系统为模块化的。
26.根据实施方案25所述的系统，包含第一模块以及第二模块，
所述第一模块包含组件(a)、(b)、以及(c);所述第二模块包含组件(d)、(e)、以及(f)。
27.根据实施方案26所述的系统，其中所述第一模块进一步包含组件(h)、(i)、(j)、以及(k)这几者中的至少一者。
28.根据实施方案26或实施方案27所述的系统，其中所述第一模块为集装箱化的并且在大小上不超过一个二十英尺换算单位(TEU) (20英尺长乘8英尺宽乘9.5英尺高的容器)(6.1mX2.4mX2.9m) (1520cu ft or43m3)。
29.根据实施方案26到2 8中的任一者所述的系统，其中所述第二模块进一步包含组件
(g)与(I)中的至少一个。
30.根据实施方案26到29中的任一者所述的系统，其中所述第二模块为集装箱化的并且在大小上不超过一个四十英尺换算单位(FEU) (40英尺长乘8英尺宽乘9.5英尺高的容器)(12.2mX2.4mX2.9m) (3040cu ft or87m3)。
31.根据实施方案30的模块化系统，其中所述用于存储所述水溶液的一个或多个水箱Ce)包括分别具有至少500加仑的体积的至少两个水箱。
32.根据实施方案22到31中的任一者所述的系统，其进一步包括用于利用所述控制系统将信号从本地或远程源发送出或接收来自本地或远程源的信号的一个或多个通信管道，其中所述信号可以用于监测或控制所述系统和/或可以提供以下指示中的至少一个:
对开始或停止供应所述水溶液的时间的指示，例如以避免在酸矛(acid spear)期间所述水溶液的混合，所述酸矛(acid spear)通常在压裂操作的开始被使用；
所述经处理的液体的残余氧化剂含量、pH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者；
所述待消毒的液体、工作液前体、以及所述经处理的液体这三者中的至少一者的流动速率；以及
所述待消毒的液体、工作液前体、以及在所述水溶液与所述待消毒的液体的接触之后的所述经处理的液体这三者中的至少一者的属性，例如，工作液的组成，例如工作液添加剂的数量或类型。
33.根据实施方案32所述的系统，其中所述控制系统经配置以在存在利用所述控制系统接收来自所述远程源的所述信号的情况下，或不存在利用所述控制系统接收来自所述远程源的所述信号的情况下，控制所述水溶液的所述供应速率。
34.一种给液体消毒的方法，其包含:将一定量的一种或多种盐安置在水箱中；
接收来自供水系统的水；
在水处理系统中处理所述所接收水以形成经调理的水流；
通过将所述经调理的水的第一部分通过所述水箱以溶解所述一种或多种盐的一部分来产生盐溶液；
将所述盐溶液与所述经调理的水的第二部分混合以形成稀释的盐溶液；
将所述稀释的盐溶液供应到一个或多个电解氧化剂产生单元以通过电解将所述盐溶液转化成包含一种或多种氧化剂的水溶液；
使所述水溶液与液体接触以形成经处理的液体。
35.根据实施方案34所述的方法，其进一步包括使用取样系统对所述经处理的液体进行取样，并且测量所述经处理的液体的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者。
36.根据实施方案34或实施方案35所述的方法，其中所述处理包含过滤、软化、加热、以及冷却这几者中的至少一者。
37.根据实施方案34到36中的任一者所述的方法，其进一步包括使用所述所接收的水、所述经调理水的第三部分、所述盐溶液、以及酸这几者中的至少一者，清洁或净化所述水箱、所述电解氧化剂产生单元、所述取样系统、以及所述水处理系统这几者中的至少一者。
38.根据实施方案37所述的方法，其进一步包括累积来自所述清洁或净化的工艺返回流。
39.根据实施方案38所述的方法，其中所述液体为工作液，所述方法进一步包括使用所述工艺返回流中的至少一部分来形成所述工作液中的至少一部分。
40.根据实施方案39所述的方法，其进一步包括将所述经处理的工作液放置入井筒中。
41.根据实施方案34到40中的任一者所述的方法，其进一步包括将包含所述被安置的一定数量的一种或多种盐的水箱运输到待维修的井场。
42.一种压裂地层的方法，其包括:
将一定量的一种或多种盐安置在水箱中；
接收来自供水系统的水；
在水处理系统中处理所述所接收水以形成经调理的水流；
通过将所述经调理的水的第一部分通过所述水箱以溶解所述一种或多种盐的一部分来产生盐溶液；
将所述盐溶液与所述经调理的水的第二部分混合以形成稀释的盐溶液；
将所述稀释的盐溶液供应到一个或多个电解氧化剂产生单元以通过电解将所述盐溶液转化成包含一种或多种氧化剂的水溶液；
使所述水溶液与 液体接触以形成经处理的液体；以及 在压裂操作中使用所述经处理的液体的至少一部分。
43.根据实施方案42所述的方法，其进一步包括将包含所述被安置的一定数量的一种或多种盐的所述水箱运输到待维修的井场。44.一种维修井筒的方法，其包括:
使工作液或工作液前体与包含通过盐溶液的电解而产生的一种或多种氧化剂的水溶液接触以形成经处理的液体；
将所述经处理的液体放置入所述井筒中。
45.根据实施方案44所述的方法，其中所述工作液为压裂操作中使用的压裂液。
46.根据实施方案44或实施方案45所述的方法，其进一步包含测量所述经处理的液体的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者。
47.根据实施方案46所述的方法，其进一步包括调节提供用于所述接触的所述水溶液的速率，所述调苄基于以下因素中的至少一者:
测量出的所述经处理的液体的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者；
所述工作液、所述工作液前体、以及所述经处理的液体这三者中的至少一者的流动速率；以及
供应给所述接触的所述工作液或所述工作液前体的测量出的属性。
48.根据实施方案44到47中的任一者所述的方法，其进一步包括形成盐溶液并且通过电解转化所述盐溶液以形成所述水溶液。
49.根据实施方案48所述的方法，其进一步包含在存储容器中存储一定量的所述盐溶液和所述水溶液中的一种或多种。` 50.根据实施方案49所述的方法，其进一步包含使用控制系统控制所述电解、所述形成盐溶液、所述转化所述盐溶液、所述存储、所述调节、以及所述测量这几者中的一者或多者。
51.根据实施方案50所述的方法，其进一步包含利用所述控制系统从本地或远程源接收信号，其中所述信号提供对以下至少一者的指示:
测量出的所述经处理的液体的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者；
所述工作液、所述工作液前体、以及所述经处理的液体这三者中的至少一者的流动速率；以及
供应给所述接触的所述工作液或所述工作液前体的测量出的属性。
52.根据实施方案51所述的方法，其中所述控制系统经配置以在存在利用所述控制系统从所述远程源接收所述信号的情况下、以及在不存在利用所述控制系统从所述远程源接收所述信号的情况下，控制所述电解、所述形成盐溶液、所述转化所述盐溶液、所述存储、所述调节、以及所述测量这几者中的一者或多者。
53.一种用于给工作液消毒的方法，其包括:
将包含产生自溴化物盐溶液的次溴酸的水溶液与工作液混合。
54.根据实施方案53所述的方法，其中所述次溴酸通过一种方法产生，所述方法包括:将所述溴化物盐溶液供应到电解池中。
55.根据实施方案53所述的方法，其中所述次溴酸通过一种方法产生，所述方法包括:
将氯化物盐溶液供应到电解池中以形成包含次氯酸的氧化剂溶液；以及
将所述氧化剂溶液与所述溴化物盐溶液混合。56.根据实施方案53所述的方法,其中所述次溴酸通过一种方法产生,所述方法包含:
将所述溴化物盐溶液以及氯化物盐溶液供应到电解池中。
57.根据实施方案53到56中的任一者所述的方法，其包括将至少一种溴化物盐与水混合以形成所述溴化物盐溶液。
58.一种用于使用含氨水源来形成工作液的方法，所述方法包括:
将包含产生自溴化物盐溶液的次溴酸的水溶液与所述含氨水混合。
59.一种用于再循环来自压裂操作的回流水的方法，其包括:
将包含产生自溴化物盐溶液的次溴酸的水溶液与所述回流水混合；并且在压裂操作中再使用所述回流水。
60.一种再循环来自压 裂操作的回流水的方法，其包括:
将所述含氨回流水以及溴化物盐存储在水箱或池子中；
将所述回流水与通过氯化物盐溶液的现场电解产生的氧化剂溶液混合；以及
在压裂操作中再使用所述回流水。
[0087]尽管上文仅详细描述了几个实例例和实施方案，但所属领域的技术人员将容易了解，在没有本质上脱离本发明的情况下，在各实施方案中许多修饰是可能的。因此，所有此类修饰意图被包括在由以下权利要求书所界定的本发明的范围内。在权利要求书中，手段加功能语段意图覆盖本文中所描述的实现所述功能的结构，并且不仅是结构等效物，而且是等效结构。因此，尽管因为钉子采用圆柱形表面以将木制部件固定在一起而螺钉采用螺旋表面，钉子和螺钉可能不是结构等效物，但是在紧固木制部件的环境中，钉子和螺钉可以为等效结构。 申请人:的表达意图为不调用35U.S.C.§ 112，第6段以对本文中的任何权利要求进行任何限制，除了明确地将词“手段方式”与相关联功能一起使用的权利要求。
【权利要求】
1.一种用于给工作液消毒的方法，其包括: 将包含通过盐溶液的电解而产生的两种或更多种氧化剂的水溶液与工作液或工作液前体混合。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤中的至少一个: 将一定量的一种或多种盐安置在水箱中； 将包含所述被安置的一定量的一种或多种盐的所述水箱运输到待维修的井场； 接收来自供水系统的水； 在水处理系统中对接收到的水进行处理以形成经调理的水流，其中所述处理包含过滤、软化、加热、以及冷却这几者中的至少一者； 将所述一种或多种盐与所述水混合以形成所述盐溶液，其中所述水可以是所述经调理的水流的第一部分； 将所述盐溶液与另外的水混合以形成稀释的盐溶液，其中所述另外的水可以是所述经调理的水流的第二部分； 在一个或多个电解氧化剂生产单元中，通过电解将所述盐溶液转化成包含所述两种或更多种氧化剂的水溶液。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述一种或多种盐包括碱金属卤化物、碱土金属卤化物、以及过渡金属卤化物这几者中的至少一者，并且其中所述两种或更多种混合氧化剂包括臭氧、过氧化氢、次氯酸盐、次氯酸、二氧化氯、次溴酸、溴、以及氯这几者中的两者或两者以上。`
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其进一步包括:测量残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者；以及基于测量出的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者，对所述水溶液与所述工作液的体积比以及接触时间中的至少一者进行调节。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其进一步包括以下步骤中的至少一个: 将一定量的所述盐溶液、稀释的盐溶液、以及所述水溶液中的一种或多种存储在存储容器中； 使用所述接收到的水、所述经调理水的第三部分、所述盐溶液、以及酸这几者中的至少一者，清洁或净化所述水箱、所述电解氧化剂生产单元、所述取样系统、以及所述水处理系统这几者中的至少一者；以及 将来自所述清洁或净化的材料累积在工艺返回水箱中；并且使用来自所述清洁或净化的所述材料的至少一部分以形成所述工作液的至少一部分； 提供经处理的工作液以将其放置入井筒中；以及 在压裂操作中使用所述经处理的液体的至少一部分。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的方法，其进一步包括使用控制系统对所述电解、所述形成盐溶液、所述转化所述盐溶液、所述存储、所述调理、以及所述测量中的一者或多者进行控制。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述控制系统经配置以接收来自本地或远程源的信号和/或将信号发送到本地或远程源。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在存在和不存在利用所述控制系统从所述远程源接收信号或将信号发送到所述远程源的两种情况下，其中所述控制系统经配置以确定所述水溶液的供应速率、调节所述水溶液的供应速率，和/或控制所述水溶液的供应速率。
9.根据权利要求6或7所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤中的至少一个: 接收来自所述远程源的信号以调节系统输入或输出； 将方法数据传输到监测所述消毒方法的远程源； 接收指示出所述经处理的液体的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者的信号； 接收指示出所述待消毒液体、工作液前体、以及所述经处理的液体这几者中的至少一者的流动速率和/或组成的信号；以及 接收指示出所述待消毒液体、工作液前体、以及在所述水溶液与所述待消毒液体接触之后的所述经处理的液体这几者中的至少一者的属性的信号； 基于接收到的信号，使用前馈和/或反馈控制来利用所述控制系统确定水溶液流动速率；以及 产生和/或发送处理报告。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的方法，其中所述水溶液包含由以下方法中的至少一种形成的次溴酸: 对包含溴化物盐的盐溶液的电解； 对包含氯化物盐以及溴化物盐的盐溶液的电解；以及 将包含次氯酸的水溶液与包含溴化物盐的盐溶液混合，其中所述次氯酸通过对包含氯化物盐的盐溶液的电解形成。
11.一种维修井筒的方法，其包括: 将包含一定量的一种或多种盐的便携式水箱运输到待维修的井场； 通过使水通过所述便携式水箱以溶解所述盐的一部分来产生盐溶液； 通过电解将所述盐溶液转化成包含一种或多种氧化剂的水溶液； 使所述水溶液与工作液接触以形成经处理的工作液；以及 提供所述经处理的工作液以将其放置入所述井筒中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述盐包含碱金属卤化物、碱土金属卤化物、以及过渡金属卤化物这几者中的至少一者，并且其中所述一种或多种氧化剂包含臭氧、过氧化氢、次氯酸盐、次氯酸、二氧化氯、次溴酸、溴、以及氯这几者中的一者或多者。
13.根据权利要求9-12中任一权利要求所述的方法，其中所述转化步骤包括: 将所述产生的盐溶液与另外的水混合以产生稀释的盐溶液； 电解所述稀释的盐溶液以形成所述水溶液。
14.根据权利要求9-13中任一权利要求所述的方法，其进一步包括:测量所述经处理的工作液的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者；以及基于所述测量出的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者，对所述水溶液与所述工作液的体积比以及接触时间中的至少一者进行调节。
15.根据权利要求9-14中任一权利要求所述的方法，其进一步包括在将所述水用于所述产生步骤以及所述转化步骤中的至少一者中之前对所述水进行处理，其中所述处理包括过滤、软化、加热、以及冷却这几者中的至少一者。
16.一种用于给水消毒的便携式系统，其包括: (a)用于连接到供水系统的液体连接机构； (b)用于调理所供应的水的处理系统； (c)用于将所述经调理的水的至少一部分与一种或多种盐混合以形成盐溶液的水箱； (d)用于将所述盐溶液的至少一部分转化成包含混合氧化剂的水溶液的至少一个电解氧化剂生产单元； (e)用于运输用于与待消毒液体接触的所述水溶液的液体连接机构。
17.根据权利要求16所述的系统，其进一步包含以下项中的至少一者: (f)用于存储所述水溶液的一个或多个水箱； (g)用于供应酸以定期地清洁所述至少一个电解氧化剂生产单元的酸供应箱； (h)用于在所述液体与所述水溶液接触后对所述液体进行取样的取样系统； (i)用于累积从所述处理系统、所述用于混合的水箱、所述电解氧化剂产生单元、所述用于存储的一个或多个水箱、所述酸供应箱、所述取样系统这几者中的一者或多者中供应的材料的加工工艺返回水箱；以及管道、泵、以及与其相关联的设备；` (j)用于运输来自所述加工工艺返回水箱的所累积的材料的液体连接机构； (k)用于将经处理的液体运输到所述取样系统的一个或多个液体管道； (I)用于控制所述水溶液的供应速率的控制系统。
18.根据权利要求16或17所述的系统，其中用于调理所述水的所述处理系统包括以下项中的至少一者: (i)用于减少所述水的固体含量的过滤器； (ii)用于减少所述水的金属含量的水软化系统；以及 (i i i )用于调节所述水的温度的热交换器。
19.根据权利要求16-18中任一权利要求所述的系统，其中所述至少一个电解氧化剂生产单兀处于具有过滤空气冷却系统的外壳中。
20.根据权利要求16-19中任一权利要求所述的系统，其中所述系统为模块化的。
21.根据权利要求16-20中任一权利要求所述的系统，其进一步包含用于利用所述控制系统从本地或远程源接收信号，或者从所述控制系统中将信号发送至本地或远程源的一个或多个通信管道。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述信号提供以下项中的至少一者: 用于远程监控或操作控制的控制系统输入或输出； 所述经处理的液体的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者； 所述待消毒的液体、工作液前体、以及所述经处理的液体这三者中的至少一者的流动速率；以及 所述待消毒的液体、工作液前体、以及在所述水溶液与所述待消毒的液体的接触之后的所述经处理的液体这几者中的至少一者的属性。
23.根据权利要求21或22所述的系统，其中在存在和不存在利用所述控制系统从所述远程源接收信号或将信号发送到所述远程源的两种情况下，其中所述控制系统经配置以确定所述水溶液的供应速率、调节所述水溶液的供应速率，和/或控制所述水溶液的供应速率。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述控制系统经配置以进行以下步骤中的至少一个: 接收来自所述远程源的信号以调节系统输入或输出； 将方法数据传输到监测所述消毒方法的远程源； 接收指示出所述经处理的液体的残余氧化剂含量、PH值、游离性有效卤素含量、以及氧化还原电位这几者中的至少一者的信号； 接收指示出所述待消毒液体、工作液前体、以及所述经处理的液体这几者中的至少一者的流动速率和/或组成的信号； 接收指示出所述待消毒液体、工作液前体、以及在所述水溶液与所述待消毒液体的接触之后的所述经处理的液体这几者中的至少一者的属性的信号； 基于所述所接收的信号，使用前馈和/或反馈控制来利用所述控制系统确定水溶液流动速率； 以及产生和/或发送处理报告。
【文档编号】C02F1/467GK103608299SQ201280025951
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年5月25日 优先权日:2011年5月27日
【发明者】C·斯图尔特, M·卡皮拉, J·R·法雅特, P·洛蒙德, D·加洛, R·宾厄姆, A·麦基 申请人:M-I有限公司