水合系统和方法与流程

本申请案主张2014年5月12日提交的代理人案号为IS14.8447-US-PSP的名称为“连续凝胶混合设备和方法(Continuous Gel Mixing Apparatus and Method)”的第61/991,685号美国临时申请案的优先权和权益，所述申请案的全部公开内容通过引用在此并入本文中。

背景技术：

包括可水合物质和/或与水和/或其它水合流体混合的添加剂的高黏度流体混合物或凝胶被用于压裂或其它地下井处理操作中。这些高黏度流体混合物在井场处配制成或从较远位置运输到井场。水合是可水合物质使水合流体成溶剂化物、吸收水合流体和/或以其它方式与水合流体发生反应以产生高黏度流体混合物的过程。可水合物质的水合程度可通过在被称为逗留时间的过程步骤期间将可水合物质维持在水合流体中来增加，例如可在一个或多个水合罐中发生。

水合和相关联的黏度增加在对应于水合流体中的可水合物质的逗留时间的时间跨度上发生。因此，可水合物质的水合速率是水合操作中的要素，且在连续的水合操作中尤其受关注，通过所述连续的水合操作，在井场操作的过程期间在施工现场连续地产生高黏度流体混合物。为实现足够的水合和/或黏度，利用长罐或一系列较大罐来为可水合物质提供足够的容积，且因此，提供在水合流体中的足够的逗留时间。此类储罐被运输到井场或在井场附近。例如，可水合物质可在被引入到一系列储罐中之前与水合流体混合，且随着流体混合物经过所述一系列储罐，可水合物质可水合至足够的程度。

典型的重力流水合罐不能处理高浓度流体混合物。因此，利用具有较大容积的其它储罐来将流体混合物充分稀释至足够低的黏度，以允许流体混合物经过重力流水合罐。具有较大容积的水合罐包括较大占据面积，难以运输和/或可能并不可运输。

技术实现要素：

提供此发明内容以介绍一系列概念，所述概念在下文在具体实施方式中进一步描述。此发明内容既不意图识别所主张的标的物的必需的特征，也不意图用于帮助限制所主张的标的物的范围。

本发明介绍一种方法，其包含传送具有第一浓度的基本上连续的凝胶流；传送基本上连续的含水流体流；以及结合具有第一浓度的基本上连续的凝胶流与基本上连续的含水流体流以形成具有第二浓度的基本上连续的凝胶流。第二浓度基本上低于第一浓度。所述方法还可包含将具有第二浓度的凝胶用于井压裂操作中。

本发明还介绍一种方法，其包含基本上连续地将可水合物质和水合流体供应到混合器中；以及基本上连续地操作混合器以混合可水合物质与水合流体以形成第一基本上连续流。第一基本上连续流包含凝胶，所述凝胶具有第一浓度的可水合物质和第一黏度。所述方法还包含通过封闭的水合器基本上连续地传送第一基本上连续流以形成第二基本上连续流。第二基本上连续流包含凝胶，所述凝胶具有第一浓度的可水合物质和第二黏度，所述第二黏度基本上大于第一黏度。所述方法还包含基本上连续地结合第二基本上连续流和第三基本上连续流以形成第四基本上连续流。第三基本上连续流基本上包含含水流体。第四基本上连续流包含凝胶，所述凝胶具有第二浓度的可水合物质，所述第二浓度基本上小于第一浓度。所述方法还包含将来自第四基本上连续流的凝胶用于井压裂操作中。

本发明还介绍一种设备，其包含一种系统，所述系统可操作以形成具有第一可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应以用于井压裂操作中。所述系统包含混合器，其用于接收并混合可水合物质与含水流体以形成具有第二可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应。第二可水合物质浓度基本上高于第一可水合物质浓度。所述系统还包含封闭罐，其具有内部流动路径，在足以允许具有第二可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应的黏度增加至预定水平的时间段期间，具有第二可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应穿过所述内部流动路径。所述系统还包含稀释器，其可操作以将具有第二可水合物质浓度的基本上连续的黏度增加的凝胶供应稀释至具有第一可水合物质浓度的基本上连续的供应凝胶。

本发明的这些和另外方面在随后的描述中阐述，和/或可由所述领域的技术人员通过阅读本文中的材料和/或实践本文中描述的原理来习得。本发明的至少一些方面可经由在所附权利要求书中叙述的方法来实现。

附图说明

从结合附图阅读的以下具体实施方式中理解本发明。应强调的是，根据行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。事实上，各种特征的尺寸可为了论述的清晰性而任意增加或减小。

图1是根据本发明的一个或多个方面的方法的实例实施方案的至少一部分的流程图。

图2是根据本发明的一个或多个方面的设备的实例实施方案的至少一部分的示意图。

图3是根据本发明的一个或多个方面的在图2中示出的设备的一部分的实例实施方案的展开图。

图4是根据本发明的一个或多个方面的在图2中示出的设备的一部分的实例实施方案的展开图。

图5是根据本发明的一个或多个方面的在图2中示出的设备的一部分的实例实施方案的示意图。

图6是根据本发明的一个或多个方面的设备的实例实施方案的至少一部分的示意图。

图7是根据本发明的一个或多个方面的方法的实例实施方案的至少一部分的流程图。

图8是根据本发明的一个或多个方面的在图2中示出的设备的实例实施方案的透视图。

图9是根据本发明的一个或多个方面的在图8中示出的设备的一部分的实例实施方案的示意图。

图10是根据本发明的一个或多个方面的方法的实例实施方案的至少一部分的流程图。

具体实施方式

应理解，以下公开内容提供许多不同实施方案或实例，以用于实施各种实施方案的不同特征。下文描述部件和布置的特定实例以简化本发明。当然，这些特定实例仅是实例且并不意图为限制性的。另外，本发明可在各种实例中重复参考标号和/或字母。此重复是为了简单性和清晰性，且就其本身而言并不指定所论述的各种实施方案和/或配置之间的关系。此外，在随后的描述中的第一特征形成于第二特征上方或形成于第二特征上可包含第一和第二特征形成为直接接触的实施方案，且还可包含另外的特征可形成为插入在第一和第二特征之间使得第一和第二特征不直接接触的的实施方案。

图1是根据本发明的一个或多个方面的用于形成流体混合物的方法(10)的实例实施方案的至少一部分的示意图。所得流体混合物在本文中还可被称为凝胶。

方法(10)包括在混合器内以预定比率混合(15)可水合物质与水合流体以形成具有在水合流体内的第一浓度的可水合物质的流体混合物。之后，在容器内水合(20)可水合物质，直到达到预定黏度或水合程度。水合(20)和相关联的黏度增加在某一时间段上发生，在此期间，可水合物质在水合流体中。随后稀释(25)经水合(20)的流体混合物以在水合流体内实现第二浓度的可水合物质，使得在稀释(25)后存在的第二浓度基本上小于在混合(15)和水合(20)后存在的第一浓度。经稀释(25)的流体混合物随后可被传送到下游且经进一步处理，以便形成压裂液。

因此，方法(10)包含(经由混合(15)和水合(20))形成具有基本上固定的或另外预定的第一浓度的可水合物质的浓缩流体混合物，且随后稀释(25)所述浓缩流体混合物以形成具有第二较低预定浓度的可水合物质的经稀释流体混合物。第一和第二浓度，以及在第一和第二浓度下的流体混合物的流率，可经调整以满足下游需求。此外，因为浓缩流体混合物包括比经稀释流体混合物更少的体积，所以与在混合器中直接形成经稀释流体混合物的水合过程相比，方法(10)可利用具有相对较小的容积和/或占据面积的设备。

可水合物质可以是或包括胶凝剂，例如瓜尔胶、聚合物、合成聚合物、半乳甘露聚糖、多醣、纤维素、黏土和/或其组合以及其它实例，且可以固体颗粒或液体浓缩物的形式被引入到混合器中。水合流体可以是或包括水或含水流体或包括水的溶液以及其它实例。所得流体混合物可以是或包括在所属领域中被称为凝胶或泥浆的混合物。

尽管在本发明的范围内的方法和设备描述混合可水合物质与水合流体以形成凝胶或泥浆，但应理解，在本发明的范围内，可水合物质可包括各种流变改性物质，所述流变改性物质与水合或其它流体混合以形成凝胶、泥浆和/或其它经流变改性流体，例如可具有较高的低剪切特性，但可以是剪切变稀的。可水合物质可进一步包括流变改性物质，例如聚丙烯酰胺、纤维、纳米颗粒、干摩擦减阻剂、二聚和三聚脂肪酸、咪唑啉、酰胺和/或合成聚合物，以及在低剪切速率下提供高黏度的其它实例物质。

图2是根据本发明的一个或多个方面的用于经由图1中示出的方法(10)和/或其它方式形成流体混合物的水合系统100的实例实施方案的至少一部分的示意图。水合系统100包括混合器105，其可操作以接收并混合可水合物质与水合流体。例如，可水合物质可以每约1000磅水合流体约120磅可水合物质的比率与水合流体混合,因此形成120磅流体混合物。然而,通过混合器105形成并排出的流体可具有每1000加仑水合流体在约80和约300磅之间的可水合物质,以及也在本发明的范围内的其它比率。

混合器105从可水合物质(“HM”)源110接收可水合物质。可水合物质源110可包括筒仓、箱子、料斗和/或可允许可水合物质的储存以便将基本上连续的可水合物质供应提供到混合器105的另一容器。可水合物质源110的较低部分可具有锥形配置，其端接有闸门或允许可水合物质重力供应到混合器105中和/或以其它方式基本上连续地传递到所述混合器中的其它出口。可水合物质可从另一井场部件连续地或间歇地被运输到可水合物质源110，例如在可水合物质经由一个或多个输送机从运载工具被运输到可水合物质源110的实施方案中。可水合物质还或替代地可从运载工具连续地直接运输到混合器105。

可水合物质可被计量和/或另外经由传递装置115被传递到混合器105。例如，如果可水合物质基本上包括液体，那么传递装置115可包括计量泵和/或计量阀，例如可操作以控制将可水合物质引入到混合器105中的流率的计量泵和/或计量阀。

然而，如果可水合物质基本上包括固体颗粒，那么传递装置115可包括体积或质量干式计量装置，其可操作以控制从可水合物质源110供应到混合器105的可水合物质的体积或质量流率。例如，传递装置115可包含计量给料器、螺旋给料器、螺旋钻、输送机等，且可在可水合物质源110与混合器105之间延伸，使得传递装置115的入口大体定位在可水合物质源110下方，且出口大体定位在混合器105上方。例如，沿着传递装置115的长度延伸的叶片可操作地与电机连接，所述电机可操作以旋转叶片。当混合器105在工作时，旋转的叶片可将可水合物质从入口移动到出口，由此可将可水合物质投入、供应或以其它方式引入到混合器105中。

尽管图2中未描绘，但水合系统100可包括超过一个可水合物质源110和对应的传递装置115。例如，水合系统100可包括储存基本上包括液体的可水合物质的第一可水合物质源110，和储存基本上包括固体颗粒的可水合物质的第二可水合物质源110。在此类实施方案中，对应于第一可水合物质源110的传递装置115可包括计量泵和/或计量阀，且对应于第二可水合物质源110的传递装置115可包括容积或质量干式计量装置。

可水合物质源110可包括一个或多个力传感器112，例如称重传感器或可操作以产生与质量或指示可水合物质源110内的可水合物质的量的参数有关的信息的其它传感器。此信息可用来监测可水合物质从可水合物质源110到混合器105中的实际传递速率，以监测传递装置115的准确性，和/或以控制从可水合物质源110和/或传递装置115排出以用于供应到混合器105的可水合物质的传递速率。

水合流体可以从水合流体(“HF”)源120供应到混合器105，所述水合流体源例如可包括容器、储存罐、储液槽、导管、歧管和/或用于储存水合流体和/或将水合流体传送到混合器105的其它部件。所供应的水合流体可经由通过叶轮和/或混合器105的其它内部部件产生的抽吸力而被吸至混合器105中。抽吸力可足以将水合流体从水合流体源120传送到混合器105。然而，将水合流体从水合流体源120传送到混合器105可替代地或还可通过泵(未示出)来促进，所述泵例如可操作以对水合流体增压和/或将水合流体从水合流体源120移动到混合器105。

混合器105可操作以混合可水合物质和水合流体，且可操作以对所得流体混合物充分地增压以将流体混合物泵送通过一个或多个第一容器125。图3是根据本发明的一个或多个方面的混合器105的至少一部分的实例实施方案的展开图。以下描述共同地参考图2和图3。

混合器105可包含外壳202、流体入口204以及延伸到外壳202中的添加剂入口206。流体入口204可流体地与水合流体源120连接以用于从其接收水合流体。添加剂入口206通常可包含添加剂接收结构208，所述添加剂接收结构可以是或包含圆锥体、腔室、碗、料斗等，具有内表面209，所述内表面经配置以经由传递装置115从可水合物质源110接收可水合物质，并将可水合物质引导至外壳202中。应理解，可水合物质可以是干燥的、部分干燥的、结晶的、流体的或颗粒状的和/或包装的物质，可能包含泥浆和/或将在水合流体内分散和/或另外使用混合器105与水合流体混合的其它物质。通过添加剂入口206接收的可水合物质还可进行预湿，可能形成部分泥浆，以便避免鱼眼和/或物质堆积。

混合器105可进一步包括通过轴212驱动的叶轮/吊环组合件210。外壳202可界定与入口204、206连通的混合室214，且叶轮/吊环组合件210可安置在混合室214中。叶轮/吊环组合件210的旋转可从流体入口204抽吸水合流体，在混合室214内将所抽吸的水合流体与供自添加剂入口206的可水合物质混合，并将所得混合物泵送通过出口216。出口216可通过一个或多个流体导管将流体混合物引导至第一容器125中。

轴212可向上延伸通过入口206并延伸出添加剂接收结构208以用于与电动机和/或其它原动机(未示出)连接。轴212可与叶轮/吊环组合件210连接，使得轴212的旋转使叶轮/吊环组合件210在混合室214内旋转。

混合器105还可包含围绕叶轮/定子组合件210安置的定子218。定子218可呈环形或弓形部分的形式，其实例细节在下文描述。

混合器105可进一步包括冲洗管线220，其流体地连接在添加剂接收结构208与混合室214的接近于叶轮/吊环组合件210的区域之间。冲洗管线220可从在相对较高压力的区域处的混合室214抽取水合流体并将其输送到添加剂接收结构208的内壁，输送内壁可处于减小的(例如，环境)压力下。除在相对较高压力下外，通过冲洗管线220抽取的水合流体可相对较“干净”(即，相对较低添加剂含量，如下文将描述)，以便预湿添加剂接收结构208并促进避免被供应到混合器105中的可水合物质的凝集。冲洗管线220可在不利用另外的泵送装置(除由叶轮/吊环组合件210提供的泵送外)或另外的水合流体源或来自水合流体源120的管线的情况下提供预湿流体。除从混合室214抽取水合流体外或替代于从混合室214抽取水合流体，可提供一个或多个泵。

外壳202可包括上部外壳部分222和下部外壳部分224。上部外壳部分222和下部外壳部分224的连接可在其间界定混合室214。下部外壳部分224可界定下部混合区域226，且上部外壳部分222可界定上部混合区域228(以假象线示出)，所述上部混合区域可与下部混合区域226基本上对准。混合区域226、228可一起界定其中可安置有叶轮/吊环组合件210和定子218的混合室214。下部外壳部分224还可包含内部表面230，其界定下部混合区域226的底部。

上部外壳部分222可与添加剂接收结构208连接，且可提供添加剂入口206。下部外壳部分224可包含流体入口204，所述流体入口可延伸经过下部外壳部分224而到达大体安置在中心的开口232。开口232可被界定于内部表面230中。出口216可延伸到与下部混合区域226连通的开口234。

叶轮/吊环组合件210可包含吊环236和叶轮238。吊环236和叶轮238可相应地具有入口面240、242，且相应地具有背面244、246。入口面240、242可各自为打开的(如图所示)或至少部分被护罩覆盖(未示出)，所示护罩可形成在吊环236和/或叶轮238的径向内部部分中的入口。背面244、246可安置成彼此接近且连接在一起，使得例如，叶轮238和吊环236可以“背靠背”配置安置。因此，吊环236的入口面240可面向添加剂入口206，而叶轮238的入口面242可面向流体入口204。因此，叶轮238的入口面242可面向内部表面230，且界定在内部表面230上的开口232可与叶轮238的径向中心部分对准。

吊环236可基本上界定浅碟形状，所述浅碟形状通常具有较平坦(或平坦)中间部分以及弓形或倾斜侧面，所述弓形或倾斜侧面共同地形成入口面240的至少一部分。所述侧面可例如形成为类似于围绕吊环236的中间部分延伸的圆环面或形成为所述圆环面的一部分。吊环236还可是碗形的(例如，通常为球体的一部分)。吊环236包含在入口面240上的六个吊环叶片248，但其它数目的叶片248也在本发明的范围内。叶片248可以基本上笔直或弯曲的方式径向延伸。当吊环236旋转时，从入口206接收的可水合物质通过与叶片248相互作用而径向向外推进，且如受入口面240的形状影响而轴向向上推进。

尽管在图3的视图中未清楚示出，但叶轮238还可包含在入口面242上的一个或多个叶片。叶轮238的旋转可通过开口232抽吸水合流体，且随后轴向向下并径向向外排出水合流体。因此，相对较高压力的区域可在下部外壳部分224与叶轮238之间产生，所述区域可用于驱动水合流体使其围绕混合室214并朝向吊环236。

冲洗管线220可包含在下部外壳部分224中界定的接近于此高压区域的开口250。例如，开口250可在内部表面230中界定在叶轮238的外部径向延伸部与入口206的开口232之间的位置处。冲洗管线220可以是或包括例如导管252，其流体地与添加剂接收结构208的入口254连接，使得经由导管252将水合流体从开口250输送到添加剂接收结构208中。作为吊环236和/或轴212的旋转的结果，水合流体随后可沿着添加剂接收结构208的内表面209沿着大体螺旋路径行进，直到水合流体通过添加剂入口206行进至吊环236。因此，通过入口254接收的水合流体可大体形成沿着添加剂接收结构208的内表面209的流体壁。

在操作期间，压力梯度可在叶轮238与下部外壳部分224之间产生，其中流体中的压力从开口232径向向外增加。与水合流体中的可水合物质的浓度有关的另一梯度也在此区域中产生，且自可水合物质的浓度径向向外增加。在一些情况下，高压位差和低浓度可以是所期望的，以便通过冲洗管线220提高相对较干净的流体流，所述流体流由叶轮/吊环组合件210推进。因此，用于冲洗管线220的开口250可沿着此区域安置在某一点处，所述点实现水合流体的压位差与被接收到冲洗管线220中的水合流体中的可水合物质的浓度之间的最佳折衷。

定子218可形成剪切环，其在混合室214内围绕叶轮/吊环组合件210延伸。例如，定子218可大体保持相对于可旋转叶轮/吊环组合件210静止，例如经由与上部外壳部分222紧固在一起。然而，定子218可替代地由叶轮/吊环组合件210支撑并可随其旋转。在任一实例中，定子218可依靠在吊环236的入口面240上，或可与其分离。

定子218可包含第一和第二环形部分256、258，所述环形部分可一体地形成或形成为连接在一起的离散部件。第一环形部分256可最小化流阻，且可包含界定相对较宽的狭缝264的护罩260和立柱262，以便允许流体经过所述狭缝的相对较自由的流动。相反，第二环形部分258可最大化流剪切，以便促进湍流混合。例如，与第一环形部分256的立柱262的宽间距相反，第二环形部分258可包括紧密定位在一起的一系列定子叶片266。因此，与第一环形部分256的宽狭缝264相反，狭窄的流动路径268可界定在定子叶片266之间。

流动路径268的面积的总和可小于定子叶片266的面积的总和。定子叶片266的总流阻面积与流动路径268的总流允许面积的比值可以是例如约1.5:1。然而，所述比值可在约1:2与约4:1之间变化，包括在本发明的范围内的其它实例。每一定子叶片266的流阻面积可大于每一流动路径268的流允许面积。

定子叶片266可相对于定子218的圆周以各种节距角安置。例如，定子叶片266的轴向延伸的表面可以是基本上笔直的(例如，基本上平行于定子218的直径)或倾斜的(例如，以增加剪切力)，而不论是在叶轮/吊环组合件210的旋转方向上还是与所述旋转方向相反。

在混合操作期间，混合器105可排除在引入到混合室214中的可水合物质中捕集的空气，由此形成并排出浓缩的流体混合物，其基本上无空气或具有基本上少于引入到混合室214中的空气的量的空气。

返回到图2，混合器105可在进入到第一容器125中的压力下排出流体混合物，在下文中被称为浓缩的流体混合物。第一容器125可以是或包括连续流通道或流径，其用于在足以允许发生充分水合的时间段上传送或传输浓缩的流体混合物，使得浓缩的流体混合物可达到预定的水合程度和/或黏度。第一容器125可具有先进先出工作模式，且可包括围封具有细长流径或空间的容器的器皿型外壳，所述细长流径或空间可操作以储存浓缩的流体混合物并通过其传送浓缩的流体混合物。第一容器125可以是封闭的容器、储罐或器皿，例如可允许在第一容器的入口处对浓缩的流体混合物增压或迫使浓缩的流体混合物通过第一容器125，直到在第一容器125的出口处排出浓缩的流体混合物。

第一容器125可将由混合器产生的排放压力用作动力，例如可至少部分将浓缩的流体混合物或有助于将浓缩的流体混合物移动通过第一容器。换句话说，来自混合器105的排放压力可将黏性的浓缩流体混合物推动通过一个或多个第一容器125。在实例实施方案中，混合器105可使得每1000加仑水合流体具有约160磅或更多可水合物质的浓缩流体混合物移动通过第一容器125。在较高浓度下在水合流体内水合可水合物质的能力可加快可水合物质的水合速率。例如，由于在第一容器125中处理较高浓度的凝胶，水合速率可增加约10％。例如，水合的速率可在处理每1000加仑的水合流体具有约80磅或更多可水合物质的凝胶时增加。

图4是根据本发明的一个或多个方面的第一容器125的一部分的实例实施方案的展开图。第一容器125可包括多个壳体310、320、330、340，所述壳体包含第一壳体310、第二壳体320以及一个或多个中间壳体330、340。第一容器125可进一步包括第一端口312，其安置在第一壳体310的外壁314上且可操作以接收浓缩的流体混合物；以及第二端口322，其安置在第二壳体320的外壁324上且可操作以排出浓缩的流体混合物。端口312、322可与外壁314、324齐平或从外壁314、324向外延伸，包含其中端口312、322在相对于端口314、324的切向方向上向外延伸的实施方案。

壳体310、320、330、340可包括单独的腔室，浓缩的流体混合物可在足以发生充分水合的时间段上行进通过所述腔室一段距离。壳体310、320、330、340可共同地处于流体连通，例如可允许经由第一端口312将浓缩的流体混合物引入到第一容器125中，随后通过第一壳体310，通过中间壳体330、340，通过第二壳体320，且随后通过第二端口322排出。

第一容器125可进一步包括连接到第一壳体310的第一板350，以便在浓缩的流体混合物经过第一壳体310时将浓缩的流体混合物约束在第一壳体310内。第一板350可通过各种方法连接到第一壳体310，包含可移除紧固件与第一壳体310的凸缘318附接、焊接和/或其它方法，或可与第一壳体310形成为整体。壳体310、320、330、340可通过相同或相似方法彼此连接。例如，壳体310、320、330、340中的每一个可包括沿着外壁314、324、334、344的顶部和底部延伸的凸缘316、318、326、328、336、338、346、348，例如用于接纳带螺纹的紧固件和/或用于将壳体310、320、330、340彼此固定的其它器件。

壳体310、320、330、340中的每一个可包括内部空间360、370、380、390。每一内部空间360、370、380、390可以相应地是或界定至少一个连续流体流动通道或其它通路362、372、382、392，其各自具有大于对应的外壁314、324、334、344的外周长度的长度。例如，每一通路362、372、382、392可通过螺旋或其它形状的壁364界定在对应的内部空间360、370、380、390内。通路362、372、382、392经定向或连接使得第一和第二端口312、322处于流体连通。

例如，在水合操作期间，浓缩的流体混合物可被引入到第一端口312中，行进通过通路362，并在基本上中心端口366(以假象线示出)处离开或另外从第一壳体310排出。浓缩的流体混合物随后可在通路382的中心端384处流动到第一中间壳体330中，行进通过通路382，并通过端口386(以假象线示出)离开第一中间壳体330而进入到第二中间壳体340中，所述端口竖直地延伸通过第一中间壳体330。浓缩的流体混合物随后可行进通过通路392，并通过端口396(以假象线示出)离开第二中间壳体340而进入到第二壳体320中，所述端口竖直地延伸通过第二中间壳体340。浓缩的流体混合物随后可流动通过通路372并通过第二端口322离开。

尽管图4示出四个壳体310、320、330、340，但在本发明的范围内，第一容器125可包括一个、两个、三个、五个或更多个壳体。尽管图2和图4示出单个第一容器125，但如果例如期望另外的流率和/或较长水合时间，那么另外的第一容器，例如在两个和五个之间的容器，可并联和/或串联连接。

此外，当利用多个第一容器125时，可以检测到跨越每一第一容器125的压降并将其用于确定浓缩的流体混合物的浓度、黏度和/或水合程度。当利用多个第一容器125时，一个或多个直列式剪切和/或其它混合装置可流体地连接在第一容器125的实例之间，以便增加第一容器125内的水合速率。流动通过多个第一容器125的浓缩的流体混合物的浓度还可在每一第一容器125之间分级，例如可允许在水合操作结束时对浓缩的流体混合物更加高效的扫除或清除。

在水合系统100的操作期间，浓度段塞可特意地形成于浓缩的流体混合物内，使得所述段塞在浓缩的流体混合物行进通过第一容器125时，可在浓缩的流体混合物中产生浓度的跳动。从水合系统100的一个或多个部件(例如发动机或电机)排出的热量还可被传递到第一容器125，以便加热第一容器125内的浓缩的流体混合物以加快水合。第一容器125还可用疏凝胶涂层或疏凝胶层实施，例如可促进在第一容器125的内部表面上的改进的流动或减少的积聚。通路362、372、382、392和/或第一容器125的其它部分以及其它流体导管还可通过以足以产生湍流的速度使干净的流体(例如，水、水合流体)流通而得到清洗。混合器105、泵140、第一流控制装置145(当实施为计量泵时)、外部泵和/或其它器件可以用于使干净流体流通以用于此类清洗。

如图2中所描绘，在浓缩的流体混合物从第一容器125排出后，浓缩的流体混合物可包括预定的水合程度和/或黏度且可被传递或传送通过稀释器130。图5是根据本发明的一个或多个方面的稀释器130的实例实施方案的示意图。

稀释器130可操作以混合或以其它方式结合浓缩的流体混合物与另外的水合流体或其它含水流体，以稀释浓缩的流体混合物或以其它方式将浓缩的流体混合物中的可水合物质的浓度降低至预定浓度水平。稀释器130可以是或包括流体接合点、T型接头、星型接头、喷射器、混合阀、直列式混合器和/或可操作以结合和/或混合两种或多于两种流体的另一装置。稀释器130可包括第一通道131，其可操作以接收基本上连续的浓缩的流体混合物供应，如由箭头101指示；第二通道132，且可操作以接收基本上连续的水合流体供应，如由箭头102指示；以及第三通道133，且可操作以排出基本上连续的经稀释流体混合物供应，如由箭头103指示。第一通道131可流体地与第一容器125的出口322连接，例如可允许将浓缩的流体混合物传递到稀释器130中。第二通道132可流体地与水合流体源120连接，例如可允许将水合流体传递到稀释器130中。

水合流体可通过泵140传送到稀释器130，所述泵可操作以对水合流体增压和/或将水合流体从水合流体源120移动到稀释器130。泵140可以是或包括离心泵或可操作以将可水合物质从来源120传递或以其它方式基本上连续地移动到稀释器130的另一泵。例如，泵140可以在约零桶每分钟(BPM)和约150BPM之间变化的流率从来源120移动水合流体。然而，水合系统100是可扩展的，且泵140可以其它流率操作。

供应到稀释器130的浓缩的流体混合物与水合流体的比值(其确定所得经稀释流体混合物的浓度)可通过调整可操作以控制进入到稀释器130中的浓缩的流体混合物的流动的第一流控制装置145来调整，和/或通过调整可操作以控制进入到稀释器130中的水合流体的流动的第二流控制装置150来调整。例如，如果经稀释流体混合物的浓度被选定为降低以用于下游，那么经稀释流体混合物的浓度可通过以下操作来降低：经由第一流控制装置145的操作来降低进入到稀释器130中的浓缩的流体混合物的流率，和/或经由第二流控制装置150的操作来增加进入到稀释器130中的水合流体的流率。进入到稀释器130中的浓缩的流体混合物的流率可通过封闭或其它方式减小第一流控制装置145的流动区域来降低，且进入到稀释器130中的水合流体的流率可通过打开或以其它方式增加第二流控制装置150的流动区域来增加。类似地，如果经稀释流体混合物的浓度被选定为增压以用于下游，那么经稀释流体混合物的浓度可通过以下操作来降低：增加进入到稀释器130中的浓缩的流体混合物的流率，和/或降低进入到稀释器130中的水合流体的流率。进入到稀释器130中的浓缩的流体混合物的流率可通过打开或其它方式增加第一流控制装置145的流动区域来增加，且进入到稀释器130中的水合流体的流率可通过封闭或以其它方式减小第二流控制装置150的流动区域来降低。第一和第二流控制装置145、150可包括各种类型的流控制阀，包含针阀、计量阀、蝶形阀、截止阀，或可操作以控制通过其的流体流的速率的其它阀。

流控制装置145、150中的每一个可包括扰流构件146、151，例如可以为具有基本上圆形配置的板，且可能具有延伸通过其的中心开口或通路147、152。扰流构件146、151可选择性地相对于通道131、132旋转以选择性地打开或闭合通道131、132。此旋转可以是经由对应的螺线管、电机和/或其它致动器(未示出)的操作。

图5描绘经由稀释器130的第一通道131而被引入到稀释器130中的浓缩的流体混合物，和经由第二通道132而被引入到稀释器130中的水合流体。然而，浓缩的流体混合物可经由第二通道132引入，且水合流体可经由第一通道131引入。

除所描绘的流控制阀外或替代于所描绘的流控制阀，第一流控制装置145可包括计量泵，其可操作以预定流率将浓缩的流体混合物从第一容器125传递到稀释器130。计量泵可以是凸轮泵、齿轮泵、活塞泵或可操作以选定流率移动液体的另一容积式泵。

第三流控制装置155还可安置在稀释器130的排出端或下游。第三流控制装置155可操作以增加或降低从稀释器130排出并被引入到水合系统100的第二容器135中的经稀释流体混合物的输出速率。应注意，流控制装置145、150、155的结合可进一步可操作以增加或减少第一容器125中的浓缩的流体混合物的逗留时间，且因此，增加通过第一容器125排出的浓缩的流体混合物的水合程度和黏度。例如，较慢的流率允许浓缩的流体混合物在引入到稀释器130和/或第二容器135中之前在第一容器125中保留较长的时间段。

类似于第一和第二流控制装置145、150，第三流控制装置155可包括扰流构件156，例如可包括具有基本上圆形配置的板，且可能具有延伸通过其的中心开口或通路157。第三扰流构件156可选择性地相对于第三通道133旋转以选择性地打开和闭合第三通道133，可能以类似于第一和第二扰流构件146、151的选择性旋转的方式。

第一、第二和/或第三扰流构件146、151、156和/或第一、第二和/或第三流控制装置145、150、155的其它特征可进一步可操作以扰流或其它方式在浓缩的流体混合物、水合流体和/或经稀释流体混合物的流中产生湍流134。此湍流134可提供混合能量，所述混合能量可有助于用水合流体将浓缩的流体混合物稀释至预定浓度的可水合物质。

返回到图2，通过稀释器130排出的经稀释流体混合物可被传送到第二容器135，其中经稀释流体混合物的供应在被用于井下操作中或用作用于井下操作中的另一流体混合物的成分或一部分之前被储存。第二容器135还可允许经稀释流体混合物在被排出之前进一步水合。第二容器135可以是打开或封闭的容器或储罐，其包括可操作以接收并容纳经稀释流体混合物的一个或多个开放空间。然而，如果经由第一容器125和/或稀释器130的一个或多个实例实现足够的水合和/或黏度水平，那么第二容器135可省略。在此实施方案中，经稀释流体混合物可直接被传送到井下或在被喷射到井下之前用于另一过程。例如，经稀释流体混合物可被传送到另一混合器，其可操作以混合支撑剂和/或其它固体颗粒物质与经稀释流体混合物以形成压裂液或用于压裂操作中的另一流体。

第二容器135可包括与第一容器125相同或相似的结构和/或功能，或第二容器135可实施为另一类型的先进先出器皿或储罐，例如可为经稀释流体混合物提供另外的水合时间。第二容器135还可包括一个或多个液位传感器137，例如可操作以产生与第二容器135内包含的经稀释流体混合物的量有关的信号或信息。

水合系统100还可包括多个阀181至186，其可操作以取决于其位置来控制水合流体、浓缩的流体混合物或经稀释流体混合物的流动。阀181至186可包括球阀、截止阀、蝶形阀，或可操作以控制通过其的流体流的其它类型的阀。例如，第一阀181可操作以控制流向混合器105的水合流体流，第二阀182可操作以控制进入到第一容器125中的浓缩的流体混合物流，且第三阀183可操作以控制进入到稀释器130中的浓缩的流体混合物流。第四阀184可操作以控制流向稀释器130的水合流体的供应，第五阀185可操作以控制从流控制装置145排出回到第一容器125的浓缩的流体混合物的供应，且第六阀186可操作以控制从流控制装置145排出到泵140的浓缩的流体混合物的供应。

也就是说，例如当过多的经稀释流体混合物的供应存在于第二容器135中时或为了为浓缩的流体混合物提供另外的水合时间，浓缩的流体混合物可经由再流通流动路径126再流通经过第一容器125，所述再流通流动路径包括一个或多个管道、软管和/或其它流体流导管。因此，可闭合第三阀183并可打开第五阀185以允许浓缩的流体混合物再流通经过流动路径126且随后经过第一容器125。在此类再流通操作期间，第一流控制装置145(在实施为上文所述的计量泵时)可操作以将浓缩的流体混合物再流通或其它方式移动通过再流通流动路径126和第一容器125。

浓缩的流体混合物还可被重新引导通过重定向流动路径127，其包括一个或多个管道、软管和/或其它流体流导管，例如以用于对在水合流体源120与泵140之间流动的水合流体的引导。经结合的水合流体和浓缩的流体混合物可通过泵140同时地传递并混合以稀释浓缩的流体混合物，且因此形成经稀释流体混合物。因此，可闭合第三阀183以防止浓缩的流体混合物进入稀释器130，且可打开第六阀186以允许浓缩的流体混合物进入连接水合流体源120和泵140的流体导管。之后，泵140可如上文所描述或经由包括一个或多个管道、软管和/或其它流体流导管的另一流动路径128来将经稀释流体混合物传递到第二容器135中。

水合系统100还可包括可操作以测量选定流体的流率的多个流量计160、165、170、175。流量计160可安置在水合流体源120与混合器105之间，例如可便于监测被引入到混合器105中的水合流体的流率。流量计165可安置在水合流体源120与泵140之间，且流量计175可流体地连接在泵140和稀释器130之间，使得流量计165、175中的一个或两个可便于监测通过泵140引入到稀释器130中的水合流体的流率。流量计170可安置在稀释器130与第二容器135之间，例如可便于监测从稀释器130排出的经稀释流体混合物的流率。

流量计160、165、170、175可产生与对应的流体流率有关的信号或信息并将所述信号传送到控制器410。通过流量计160、165、170、175产生的信息可被控制器410用作反馈信号，例如可促进水合系统100的闭环控制。例如，所述信息可被用于检查流控制装置145、150、155的准确性和/或调整对应的流体的流率，使得经浓缩和稀释的流体混合物的浓度和流率匹配设定点值，所述设定点值可以是预定的、通过操作人员选定和/或通过控制器410在水合操作期间确定。

图6是根据本发明的一个或多个方面的控制器410的实例实施方案的至少一部分的示意图，所述控制器与传递装置115、混合器105、泵140、流控制装置145、150、155、流量计160、165、170、175、阀181至186、力传感器112以及液位传感器137(在下文中被统称为“水合系统部件”)通信。此类通信可经由有线和/或无线通信方式。然而，为理解的清晰性和容易性，此类通信方式为在图2中描绘，且所属领域的技术人员应了解，用于此通信的无数方式都在本发明的范围内。

控制器410可操作以执行实例机器可读指令以实施本文中描述的方法和/或过程中的一个或多个的至少一部分，和/或实施本文中描述的实例油田装置中的一个或多个的一部分。控制器410可以是或包括例如，一个或多个处理器、专用计算装置、服务器、个人计算机、个人数字助理(“PDA”)装置、智能手机、网络家电和/或其它类型的计算装置。

控制器410可包括处理器412，例如通用可编程处理器。处理器412可包括本地存储器414，且可执行存在于本地存储器414和/或另一存储器装置中的经编码指令432。处理器412可执行尤其可包含用于实施本文中描述的方法和/或过程的机器可读指令或程序的经编码指令432。处理器412可以是、包括适合于本地应用环境的一个或多个各种类型的处理器或通过所述处理器实施，且可包含以下各项中的一个或多个：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(“DSP”)、场可编程门阵列(“FPGA”)、专用集成电路(“ASIC”)以及基于多核处理器架构的处理器，以作为非限制性实例。当然，来自其它族的其它处理器也是适合的。

处理器412可能经由总线422和/或其它通信器件与主存储器通信，所述主存储器例如可包含易失性存储器418和非易失性存储器420。易失性存储器418可以是、包括以下各项或通过以下各项实施：随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或其它类型的随机存取存储器装置。非易失性存储器420可以是、包括以下各项或通过以下各项实施：只读存储器、闪存存储器和/或其它类型的存储器装置。一个或多个存储器控制器(未示出)可控制对易失性存储器418和/或非易失性存储器420的存取。处理器412可进一步可操作以使得控制器410接收、收集浓度和流量设定点和/或通过水合系统部件和/或其它传感器产生的其它信息和/或将其记录到主存储器上。

控制器410还可包括接口电路424。接口电路424可以是、包括各种类型的标准接口或通过各种类型的标准接口实施，例如以太网接口、通信串行总线(USB)、第三代输出/输出(3GIO)接口、无线接口和/或蜂窝接口以及其它实例。接口电路424还可包括图形驱动卡。接口电路424还可包括通信装置，例如调制解调器或网络接口卡，以便促进经由网络(例如，经由以太网连接、数字订户线(“DSL”)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统、卫星等)与外部计算装置交换数据。

水合系统部件可经由接口电路424与接口电路410连接，例如可以促进其间的通信。例如，水合系统部件中的每一个可包括对应的接口电路(未示出)，其可促进与控制器410的通信。每一对应的接口电路可允许将通过水合系统部件产生的信号或信息发送到控制器410，以作为用于监测水合系统部件中的一个或多个或可能的整个水合系统100的反馈信号。每一对应的接口电路可允许通过与水合系统部件中的部件相关联的各种电机、驱动和/或其它致动器(未示出)从控制器410接收控制信号，以控制对应的水合系统部件的操作，以便控制整个水合系统100的操作。

一个或多个输入装置426还可连接到接口电路424。输入装置426可允许操作人员将数据和命令输入到处理器412中，所述数据和命令例如可包含对应于经稀释流体混合物中的可水合物质的预定浓度的设定点(下文中被称为“浓度设定点”)，和对应于通过水合系统100排出的经稀释流体混合物的预定流率的设定点(下文中被称为“流动设定点”)。输入装置426可以是、包括以下各项或通过以下各项实施：键盘、鼠标、触摸屏、轨迹板、轨迹球、等电位点和/或语音识别系统，以及其它实例。一个或多个输出装置428还可连接到接口电路424，以便显示浓度和流动设定点以及通过水合系统部件中的一个或多个产生的信息。输出装置428可以是、包括以下各项或通过以下各项实施：视觉显示装置(例如，液晶显示器(LCD)或阴极射线管显示器(CRT)等等)、打印机和/或扬声器以及其它实例。

控制器410还可包括一个或多个大容量存储装置430和/或可拆卸存储媒体434，例如可以是或包含软盘驱动、硬盘驱动、压缩光盘(CD)驱动、数字通用光盘(DVD)驱动和/或USB和/或其它闪存驱动，以及其它实例。通过水合系统部件和/或其它传感器产生的信息可被存储在一个或多个大容量存储装置430和/或可拆卸存储媒体434上。

经编码指令432可存储在大容量存储装置430、易失性存储器418、非易失性存储器420、本地存储器414和/或可拆卸存储媒体434中。因此，控制器410的部件可根据硬件(可能实施于包含集成电路的一个或多个芯片中，例如专用集成电路)来实施，或可实施为软件或固件以用于通过一个或多个处理器执行。在固件或软件的情况下，实施方案可提供为计算机程序产品，包含计算机可读媒体或存储结构，其实施其上的计算机程序代码(即，软件或固件)以用于由处理器412执行。

经编码指令432可包含程序指令或计算机程序代码，所述程序指令或计算机程序代码在由处理器412执行时使得水合系统100(或至少其部件)执行如本文中描述的任务。例如，经编码指令432在被执行时，可使得控制器410接收并处理浓度和流量设定点，且基于所述设定点，使得水合系统100形成在预定流量处且具有预定浓度的经稀释流体混合物。在被执行时，经编码指令432可使得控制器410接收通过水合系统部件产生的信息并将所述信息处理为反馈信号，使得可促进水合系统100和/或水合系统部件的闭环控制。例如，可以处理信息以检查传递装置115和流控制装置145、150、155的准确度，和/或调整可水合物质和对应的流体的流率，使得经稀释流体混合物的流率和仅浓缩和稀释的流体混合物的浓度与流量和浓度设定点相匹配。尽管在本文中论述流量和浓度设定点，但应理解，控制器410可接收并处理在本发明的范围内的其它设定点。控制器410还可监测并控制水合系统100的其它参数和操作，例如可经实施以形成经稀释流体混合物的参数和操作。

图7是根据本发明的一个或多个方面的实例控制过程500的至少一部分的流程图，所述实例控制过程存储为经编码指令432且通过控制器410和/或与水合系统部件相关联的相关联其它控制器执行。以下描述共同地参考图2、图6和图7。

过程500可通过水合系统100实施以基于由操作人员输出到控制器410中的预定浓度和流量设定点而形成经稀释流体混合物。过程500可包括一系列相关联的阶段或子过程510、520、530、540、550，其中每一此子过程可采用单独的控制环，例如比例-积分-微分(PID)控制环。例如，子过程510、520、530、540、550中的一个或多个可利用控制环来实现期望的输出或结果。子过程510、520、530、540、550可以是相关联的，如通过箭头522、532、542、552所描绘。

子过程510可包括确定浓缩的流体混合物(“CFM”)浓度设定点和稀释比。此子过程的输入可包含经稀释流体混合物(“DFM”)浓度设定点512(下文中称为“第一设定点”)和最大经稀释流体混合物流率设定点514(下文中称为“第二设定点”)，所述第二设定点可与通过流量计170产生的信息相比较。第一和第二设定点512、514可以是预定或选定参数，所述参数特定于将利用水合系统100来执行的井场操作，例如水力压裂操作。第一和第二设定点512、514可以合适的方式(例如经由输入装置426)输出到控制器410中。设定点512、514可基于与井场操作相关的其它信息来确定，比如通过水合系统100排出的经稀释流体混合物将被喷射到的地层的特性(例如，大小、位置、内容物等)。控制器410可基于所输入的第一和第二设定点512、514和/或其它输入来确定并输出在水合操作期间使用的其它参数。控制器410随后可将其它参数传送到与水合系统部件相关联的一个或多个设备控制器(未示出)，所述水合系统部件继而可实施另外的子过程。

子过程520可包括控制用于将可水合物质传递到混合器105的传递装置115。子过程520的输入可包含通过子过程510产生的一个或多个输出(例如，设定点)，连同进入到混合器105中的实际水合流体流率526，如通过流量计160确定。通过一个或多个力传感器112(例如支撑可水合物质源512的称重传感器)产生的信号可用于子过程520中以确保将适当量的可水合物质引入到混合器105中，和/或比较预期的可水合物质的量与引入到混合器105中的实际的可水合物质的量。

子过程530可包括确定经稀释流体混合物流率设定点，这包含确定浓缩的流体混合物流率设定点和水合流体流率设定点(在图7中指示为“稀释率设定点”)。子过程530的输入可包含通过子过程510产生的输出中的一个或多个，连同如通过流量计160、165、175所确定的进入到稀释器130中的总水合流体流率534，以及如通过液位传感器137所确定的第二容器135中的经稀释流体混合物液位536。

子过程540可包括控制进入到稀释器130中的浓缩的流体混合物流率，这可以是第一流控制装置145的功能。子过程540的输入可包含通过子过程530产生的浓缩的流体混合物流率设定点542，连同实际的浓缩的流体混合物流率544，如通过第一流控制装置145或流量计(未示出)确定。

子过程550可包括控制进入到稀释器130中的水合流体流率，以便控制浓缩的流体混合物的稀释。子过程550的输入可包含通过子过程530产生的稀释率设定点552，连同进入到混合器130中的实际水合流体流率554，如通过流量计165、175中的一个或多个确定。

图8是根据本发明的一个或多个方面的在图2中示出的水合系统100的实例实施方案的透视图。水合系统100在图8中描绘为被实施为可拆卸地与原动机602连接的移动水合系统600。移动水合系统600包括移动托架603，其具有框架604，以及可旋转地连接到框架604并在地面610上支撑框架604的多个轮子606。移动水合系统600可进一步包括与框架604连接的控制室612，其在本领域中被称为E-house。控制室612可包括一个或多个控制器，例如图2和图6中示出的控制器410，且这些控制器可操作以监测并控制移动水合系统600，如上文关于水合系统100所描述。

移动水合系统600进一步包括可水合物质源110，其实施为可操作以将可水合物质接收在其中的料斗或箱子。可水合物质源110通过例如多个支撑构件616连接到框架604。

移动水合系统600进一步包括混合器105和可水合物质传递装置115，例如螺旋给料器和/或可操作以计量进入到混合器105中的可水合物质的其它装置。混合器105与框架604连接并包括可操作以驱动混合器105的电机621。混合器105可以是或包括如图3中所描绘的固体-流体混合器105或可操作以混合或掺混水合流体与可水合物质的另一混合器。水合流体可从水合流体源120供应到混合器105，所述水合流体源在图8中描绘为被实施为可操作以经由多个端口624接收水合流体的歧管。端口624中的每一个可包括阀625，例如可操作以控制水合流体的流动的阀。

在可水合物质和水合流体在混合器105内掺混以形成浓缩的流体混合物之后，可将浓缩的流体混合物传送到第一容器125的一个或多个实例中并通过所述实例。第一容器125在图8中描绘为被实施为四个封闭的水合容器(下文中称为“水合器”)，其各自包括延伸通过其的基本上连续的流径，例如图4中所描绘的实例实施方案。因此，每一第一容器125可包括第一和第二端口312、322，所述端口可操作以将浓缩的流体混合物接收到每一第一容器125中或从所述每一第一容器排出浓缩的流体混合物。每一第一容器125可通过例如多个支撑构件632连接到框架604。

在浓缩的流体混合物经过每一第一容器125之后，可将浓缩的流体混合物传送到第二容器135中，所述第二容器在图8中描绘为被实施为集水箱。在被引入到第二容器135中之前，可经由稀释器130将另外的水合流体与浓缩的流体混合物结合或将另外的水合流体添加到浓缩的流体混合物，所述稀释器在图8中描绘为被实施为三通管道。水合流体可通过泵140从水合流体源120传递到稀释器130，例如通过电机640驱动的离心泵。水合流体和浓缩的流体混合物可在稀释器130内结合以形成经稀释流体混合物，如上文所描述，并被传送到第二容器135中。经稀释流体混合物可经由出口642从第二容器135排出，所述出口可用阀644打开和闭合。第二容器135可通过例如多个支撑构件646连接到框架604。

图9是根据本发明的一个或多个方面的在图8中示出的移动水合设备600的一部分的实例实施方案的示意图。图9将可水合物质源110描绘为被实施为包括基本上锥形的料斗部分615，且进一步包括活化剂系统650或另外与所述活化剂系统结合使用。活化剂系统650包括通过例如多个结构化构件654附接到料斗617和/或可水合物质源110的其它部件的内部挡板652。挡板652可以是基本上锥形的、凸形的或其它形状，且可以是基本上实心的或具有形成筛网的多个小孔。柔顺性膜(未示出)可在圆柱形箱部分614和/或活化剂系统650的其它部分与可水合物质源110的锥形料斗部分615之间延伸，以便防止可水合物质围绕可水合物质源110的锥形料斗部分615的外侧向上流动，和/或以便最小化粉尘产生。箱部分614、料斗617和/或活化剂系统650的其它部件可响应于通过振动器656产生的离心力而水平地移动或振动，所述离心力例如可包括其中的不平衡旋转重量。振动器656可通过一个或多个夹具、带螺纹紧固件和/或其它器件而连接到箱部分614和/或活化剂系统650的其它部件。在水合操作期间，活化剂系统650可打散从锥形料斗部分615经过挡板652移动到料斗617的可水合物质的块,如通过箭头660指示。通过活化剂系统650产生的振动或运动可有助于减缓从可水合物质源110供应的可水合物质的鼠洞形成趋势。

下文阐述的表1列出移动水合系统600的实例规格和/或工作参数。然而，表1仅提供实例值，且许多其它值也在本发明的范围内。

表1

图10是根据本发明的一个或多个方面的方法(700)的实例实施方案的至少一部分的流程图。方法(700)可利用在图2至图9中示出的设备和/或在本发明的范围内的其它设备中的一个或多个的至少一部分来执行。然而，为了理解的清晰性和容易性，在图10中描绘的方法(700)的以下描述也通指作为实例的图2和图8。

方法(700)包括传送(705)具有第一浓度的基本上连续的凝胶流。如上文所描述，凝胶可以是可水合物质和水合流体的混合物。因此，例如，此类传送(705)可经由混合器105的排放器件，例如图3中示出的出口216，和/或一个或多个管道、软管和/或流体地连接混合器105与第一容器125的一个或多个实例的其它导管(下文统称为“导管”)。此类传送(705)还可或替代地通过第一容器125的一个或多个实例，以便允许具有第一浓度的基本上连续的凝胶流的充分水合。此类传送(705)还可或替代地经由第一容器125(其中利用第一容器125的多个实例)的最远下游实例的排放器件，例如图4中示出的端口322，和/或流体地连接第一容器125的最远下游实例与稀释器130的一个或多个导管。此类传送(705)还可或替代地经由图2和图8中的一个或两个中示出的一个或多个其它部件，例如阀182、流控制装置145、阀183、流动路径126、阀185、流动路径127、阀186、泵140、流控制装置150和/或其和/或其间的一个或多个导管。

方法(700)还包括传送(710)基本上连续的含水流体流。此类传送(710)可经由端口624中的一个或多个和/或流体地连接端口624中的一个或多个与稀释器130的一个或多个导管。此类传送(710)还可或替代地经由图2和图8中的一个或两个中示出的一个或多个其它部件，例如流量计165、175、阀184、泵140、流控制装置150和/或其和/或其间的一个或多个导管。

方法(700)还包括结合(715)具有第一浓度的基本上连续的凝胶流与基本上连续的含水流体流以形成具有第二浓度的基本上连续的凝胶流，其中所述第二浓度基本上低于第一浓度。此类结合(715)可经由稀释器130和/或在图2和图8中的一个或两个中示出的一个或多个其它部件和/或导管。

结合(715)具有第一浓度的基本上连续的凝胶流与基本上连续的含水流体流以形成具有第二浓度的基本上连续的凝胶流可包括通过改变以下各项中的至少一项来改变第二浓度：具有第一浓度的基本上连续的凝胶流的第一流率；以及基本上连续的含水流体流的第二流率。改变第一流率可包括操作一个或多个流控制装置，所述流控制装置例如可包含流控制装置145、阀183、阀185和/或阀186中的一个或多个。改变第二流率还可包括操作一个或多个流控制装置，所述流控制装置例如可包含阀184、泵140和/或流控制装置150中的一个或多个。然而，改变第一和第二流率中的至少一个以降低浓度还可或替代地包括一个或多个其它流控制装置。改变第一和第二流率中的至少一个以降低浓度可包括降低第一流率，增加第二流率而这两者。

方法(700)可进一步包括，在结合(715)具有第一浓度的基本上连续的凝胶流和基本上连续的含水流体流以形成具有第二浓度的基本上连续的凝胶流之前，在具有第一浓度的基本上连续的凝胶流中产生(720)湍流。例如，如果如图5中所描绘实施稀释器130，且具有第一浓度的基本上连续的凝胶流经由通道131被引入到稀释器130中，那么此湍流可经由扰流构件146的操作产生(720)。然而，除如图5中所描绘外的流控制装置145和/或其它器件的实施还可或替代地用于在具有第一浓度的基本上连续的凝胶流中产生(720)湍流。所产生(720)的湍流可有助于所得混合物的混合、稀释和/或水合。

方法(700)可进一步包括，在结合(715)具有第一浓度的基本上连续的凝胶流和基本上连续的含水流体流以形成具有第二浓度的基本上连续的凝胶流之前，在基本上连续的含水流体流中产生(725)湍流。例如，如果如图5中所描绘实施稀释器130，且基本上连续的含水流体流经由通道132被引入到稀释器130中，那么此湍流可经由扰流构件151的操作产生(725)。然而，除如图5中所描绘外的流控制装置150和/或其它器件的实施还可或替代地用于在基本上连续的含水流体流中产生(725)湍流。所产生(725)的湍流可有助于所得混合物的混合、稀释和/或水合。

方法(700)可进一步包括混合(730)基本上连续的可水合物质流与基本上连续的含水流体流以形成所传送(705)的具有第一浓度的基本上连续的凝胶流。如上文所描述，此类混合(730)可通过混合器105在以下操作之后执行：例如经由传递装置115从可水合物质源110接收基本上连续的可水合物质供应，以及例如从图8中示出的端口624中的一个或多个和/或图2中示出的水合流体源120接收基本上连续的含水流体供应。

方法(700)可进一步包括将具有第二浓度的基本上连续的凝胶流传送(735)到储罐中。例如，储罐可以是第二容器135的一个或多个实例。此类传送(735)可经由稀释器130的排放器件(例如图5中示出的通道133)，流控制装置155和/或流体地连接在稀释器130与第二容器135之间的一个或多个其它部件或导管。

方法(700)可进一步包括将具有第二浓度的凝胶用于(740)井压裂操作中。例如，利用(740)具有第二浓度的凝胶可包括混合凝胶与支撑剂物质，以及可能的其它添加剂，以形成压裂液，所述压裂液例如随后可被增压且喷射到井下以用于压裂地层。此类混合可利用混合器105的另一实例和/或另一类型的混合器，其可操作以接收基本上连续的支撑剂物质供应和/或其它添加剂供应以及具有第二浓度的凝胶供应，不论凝胶是接收自稀释器130、第二容器135还是图2中示出的水合系统100和/或图8中示出的移动水合系统600中的另一部件。

方法(700)可进一步包括，在将具有第二浓度的凝胶用于(740)井压裂操作中之前，在具有第二浓度的基本上连续的凝胶流中产生(745)湍流。例如，如果如图5中所描绘实施稀释器130，且具有第二浓度的基本上连续的凝胶流经由通道133从稀释器130被排出，那么此湍流可经由扰流构件156的操作产生(745)。然而，除如图5中所描绘外的流控制装置155和/或其它器件的实施还可或替代地用于在具有第二浓度的基本上连续的凝胶流中产生(745)湍流。所产生(745)的湍流可有助于所得混合物的混合、稀释和/或水合。

方法(700)可进一步包括将移动托架运输(750)到井场，将在所述井场处执行井压裂操作。例如，所运输(750)的移动托架可以是图8中示出的移动水合系统600。因此，所运输(750)的移动托架可包括框架604和可旋转地耦接到框架604的多个轮子606，且可可拆卸地连接到原动机602。如上文所描述，混合器105、共同地形成封闭的水合器的第一容器125的一个或多个实例以及稀释器130各自耦接到框架604。在此类实施方案中，稀释器130还可被称为结合器，其可操作用于基本上连续地结合基本上连续的含水流体流和具有第一(较高)浓度的凝胶流以形成具有第二(较低)浓度的基本上连续的凝胶流。

鉴于本发明的全部内容，包含权利要求书和图式，所述领域的技术人员应容易地认识到，本发明介绍一种方法，其包括：传送具有第一浓度的基本上连续的凝胶流；传送基本上连续的含水流体流；结合具有第一浓度的基本上连续的凝胶流与基本上连续的含水流体流以形成具有第二浓度的基本上连续的凝胶流，其中第二浓度基本上低于第一浓度；以及将具有第二浓度的凝胶用于井压裂操作中。

所述方法进一步包括：用混合器混合基本上连续的可水合物质流与基本上连续的含水流体流，以形成具有第一浓度的凝胶；以及当基本上连续的可水合物质流与基本上连续的含水流体流被混合以形成具有第一浓度的基本上连续的凝胶流时，从混合器排出具有第一浓度的凝胶。可水合物质可基本上包括瓜尔胶。含水流体可基本上包括水。

所述方法可进一步包括，在结合具有第一浓度的基本上连续的凝胶流和基本上连续的含水流体流以形成具有第二浓度的基本上连续的凝胶流之前，通过水合罐传送具有第一浓度的基本上连续的凝胶流，以允许具有第一浓度的基本上连续的凝胶流达到预定黏度。

所述方法可进一步包括，在将具有第二浓度的凝胶用于井压裂操作中之前，将具有第二浓度的基本上连续的凝胶流传送到储罐中。

所述方法可进一步包括，在结合具有第一浓度的基本上连续的凝胶流和基本上连续的含水流体流以形成具有第二浓度的基本上连续的凝胶流之前，在具有第一浓度的基本上连续的凝胶流中产生湍流。

所述方法可进一步包括，在结合具有第一浓度的基本上连续的凝胶流和基本上连续的含水流体流以形成具有第二浓度的基本上连续的凝胶流之前，在基本上连续的含水流体流中产生湍流。

所述的方法可进一步包括，在将具有第二浓度的凝胶用于井压裂操作中之前，在具有第二浓度的基本上连续的凝胶流中产生湍流。

所述的方法可进一步包括通过改变以下各项中的至少一项来改变第二浓度：具有第一浓度的基本上连续的凝胶流的第一流率；以及基本上连续的含水流体流的第二流率。改变第一和第二流率中的至少一个可包括操作流控制装置。流控制装置可包括阀和/或泵。改变第一和第二流率中的至少一个可包括以下操作中的至少一个：降低第一流率以降低第二浓度；以及增加第二流率以降低第二浓度。

本发明还介绍一种方法，其包括：基本上连续地将可水合物质和水合流体供应到混合器中；基本上连续地操作混合器以混合可水合物质与水合流体以形成第一基本上连续流，其中第一基本上连续流包括凝胶，所述凝胶具有：第一浓度的可水合物质和第一黏度；通过封闭的水合器基本上连续地传送第一基本上连续流以形成第二基本上连续流，其中第二基本上连续流包括凝胶，所述凝胶具有：第一浓度的可水合物质和第二黏度，其基本上大于第一黏度；基本上连续地结合第二基本上连续流和第三基本上连续流以形成第四基本上连续流，其中第三基本上连续流基本上包括含水流体，并且其中第四基本上连续流包括具有第二浓度的可水合物质的凝胶，所述第二浓度基本上小于第一浓度；以及将来自第四基本上连续流的凝胶用于井压裂操作中。

可水合物质可基本上包括瓜尔胶。水合流体和含水流体可各自基本上包括水。

基本上连续地结合第二和第三基本上连续流以形成第四基本上连续流可包括调整第二和第三基本上连续流中的至少一者的流率以改变第二浓度。调整第二和第三基本上连续流中的至少一者的流率可包括操作流控制阀。调整第二和第三基本上连续流中的至少一者的流率可包括调整相关联的泵的操作。

所述方法可进一步包括在将来自第四基本上连续流的凝胶用于井压裂操作中之前，将第四基本上连续流传送到储罐中。在此类实施方案中，用于井压裂操作中的来自第四基本上连续流的凝胶可从储罐获得。

所述方法可进一步包括在结合第二和第三基本上连续流之前，在第二基本上连续流中产生湍流。

所述方法可进一步包括在结合第二和第三基本上连续流之前，在第三基本上连续流中产生湍流。

所述方法可进一步包括在第四基本上连续流中产生湍流。

所述方法可进一步包括将移动托架运输到井场，在所述井场处执行井压裂操作。移动托架可包括框架和可旋转地耦接到所述框架的多个轮子。移动托架可可拆卸地连接到原动机。混合器、封闭的水合器以及结合器可耦接到框架。结合器可操作用于基本上连续地结合第二和第三基本上连续流以形成第四基本上连续流。

本发明还介绍一种设备，其包括：系统，其可操作以形成具有第一可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应以用于井压裂操作中，其中所述系统包括：混合器，其可操作以接收并混合可水合物质与含水流体以形成具有第二可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应，其中第二可水合物质浓度基本上高于第一可水合物质浓度；封闭罐，其具有内部流动路径，在足以允许具有第二可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应的黏度增加至预定水平的时间段期间，具有第二可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应穿过所述内部流动路径；以及稀释器，其可操作以将具有第二可水合物质浓度的基本上连续的黏度增加的凝胶供应稀释至具有第一可水合物质浓度的基本上连续的供应凝胶。

所述系统可进一步包括储罐，其可操作以接收具有第一可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应。

所述系统可进一步包括以下各项中的至少一项：第一流控制装置，其可操作以控制流向稀释器的具有第二可水合物质浓度的基本上连续的黏度增加的凝胶供应的第一流率；以及第二流控制装置，其可操作以控制流向稀释器的含水流体的第二流率。第一和第二流控制装置中的至少一个可包括流控制阀。第一和第二流控制装置中的至少一个可安置成与稀释器相邻，且可包括可操作以产生经过流体流的湍流的扰流构件。扰流构件可以是具有中心通道的基本上圆形板。扰流构件可选择性地相对于包含经过流体流的导管旋转。第一和第二流控制装置中的至少一个可包括可操作以计量流向稀释器的流量的泵。

所述系统可进一步包括：第一泵，其可操作以将含水流体从含水流体源传递到混合器；以及第二泵，其可操作以将含水流体从含水流体源传递到稀释器以用于稀释具有第二可水合物质浓度的基本上连续的黏度增加的凝胶供应。

可水合物质可基本上包括瓜尔胶。可水合物质可包括聚合物、合成聚合物、半乳甘露聚糖、多醣、纤维素、黏土或其组合。含水流体可基本上包括水。

封闭罐可以是具有通道化流动路径的先进先出罐。混合器可进一步可操作以基本上连续地对具有第二可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应增压，以使得具有第二可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应基本上连续地穿过通道化流动路径。

稀释器可包括具有第一通道，其接收具有第二可水合物质浓度的基本上连续的黏度增加的凝胶供应；第二通道，其接收基本上连续的含水流体供应；以及第三通道，其引导具有第一可水合物质浓度的基本上连续的凝胶供应。稀释器可以是三通管道。

所述系统可进一步包括框架，所述框架操作地与在地面上支撑所述框架的多个轮子耦接。在此类实施方案中，混合器、封闭罐以及稀释器与框架连接。框架可可拆卸地与原动机连接。

前文概述了若干实施方案的特征，使得所属领域的技术人员可更好地理解本发明的方面。所属领域的技术人员应了解，它们可容易地将本发明用作用于设计或修改用于实施与本文中介绍的实施方案相同的功能和/或实现与本文中介绍的实施方案相同的益处的过程和结构的基础。所属领域的技术人员还应意识到，此类等效构造并不偏离本发明的精神和范围，且在不偏离本发明的精神和范围的情况下，他们可进行各种改变、替换或更改。

在本发明的末尾处提供遵守37C.F.R.§1.72(b)的摘要以允许读者快速地获取本技术公开的本质。应理解，摘要将不用于解释或限制权利要求书的范围或意义。