。也就是说，在图25中，第一电路972在施加的电压的每个正半周期期间按上述操作，并且第二电路908在施加的电压的负半周期期间按相同的方式操作，结果，在给定时间段内振铃的电流和电压的期间数量相比于在相同的时间段中由图22中的电路产生的期间数量来说加倍。
[0155]同样，如上所述，在管单元912中使用的线圈的数量可变，并且如果需要的话，管单元912可仅由一个线圈制成而不脱离本发明。图26和27与这种构造相关，其中图26示出了具有单个线圈910缠绕在线轴912上并且围绕管916的管单元。与图26的单线圈管单元一起使用的开关电路在图27中图示，并且大致类似于图23的开关电路，除了由于单个线圈910不产生显著的接线电容，需要提供跨过开关(Ql)的第一和第二端子988和990的调谐电容(Ct)。此外，因为线圈装置由单个线圈910制成并且完全地位于开关(Ql)的一侧上，不需要提供图23中的隔离变压器976以建立用于开关电路的部件的局部接地。
[0156]在图18中示出的又一示例中，用于共混的装置包括歧管186，该歧管具有用于来自用于生成正电荷184的多个装置的多个具有正电荷的流动的输入端口、和连接到将具有正电荷的输出水流引导到混合器以用于井压裂操作的阀188的输出端口。在多种示例中，大部分悬浮的固体小于约100微米。在一些这样的示例中，基本上所有的悬浮固体小于约100微米。在更限制的一组示例中，大部分悬浮的固体小于10微米。在甚至更限制的一组示例中，基本上所有的悬浮物体都小于10微米。
[0157]参见图16和17，示出了控制三相分离器中的水/液态烃界面的系统，其中所述系统包括:用于在三相分离器中建立水/液态烃界面的装置；用于测量三相分离器中的水/液态烃界面的装置，其中产生水/液态烃界面测量信号；用于将水/液态烃界面测量信号与设定点相比较的装置，其中产生比较结果信号；当比较信号表明水/液态烃界面高于设定点时用于减少进入烃井裂隙水的三相分离器的流动I并且当比较信号表明水/液态烃界面低于设定点时增加进入三相分离器的流动的装置，其中增加的流动包括烃井裂隙水和补偿水。
[0158]在至少一个示例中，如图14A和14B所示，用于建立水/液态烃界面的装置包括隔膜网140，并且理想地，油-水界面在网底140b处产生。被图15和16中的流量计和控制阀控制。
[0159]现在参见图17，提供了三相、四材料分离器的界面液位控制的更详尽的示例。如图所示，到分离器的回流水的进入流动被涡轮测量仪(FE-101)/发送器(FT-101)测量并且被流动控制阀(FV-101)经由流动控制器(FIC-101)控制。补偿水进入流动被孔板(FE-103)/dP发送器(FT-103)测量并且被流动控制阀(FV-103)经由流动控制器(FIC-103)控制。出水流被孔板(FE-102)/dP发送器(FT-102)测量并且被流动控制阀(FV-102)经由流动控制器(FIC-102)控制。分离器中油和水的界面液位由磁性液位计(LG-100)并也由连续电容液位发送器(LT-100)测量。两个液位装置都被安装在由2英寸直径管制成的外部液位跨接件上。跨接件包括手动阀(HV-1、HV-2、HV-3、HV_4、HV_5、HV_6、HV-9和HV-10)用于对本领域技术人员所能想到的跨接件和附接的仪器的维护。HV-1和HV-2被用于将跨接件与加工过程(process)隔离。HV-3和HV-4被分别用于排流和通风跨接件。HV-5和HV-6被用于将液位计与加工过程隔离。HV-9和HV-1O被用于将液位发送器腔室与加工过程隔离。跨接件上的每个仪器配备有用于维护的阀。HV-7和HV-8是液位计的一部分并且被分别用于排流和通风液位计。HV-1l是液位发送器腔室的一部分并且被用于排流该腔室。
[0160]分离器中的水/液态烃界面(也就是“油/水界面”)液位被液位控制器(LIC-100)保持，并且对回流进入流动控制器(FIC-101)、补偿水进入流动控制器(FIC-103)和出水流控制器(FIC-102)进行级联控制(cascade control)。级联控制通过液位控制器发送远程设定点(RSP)到相关联的流动控制器并且重新设定它们的设定点以保持界面液位来实现。
[0161]所有的控制器被设置为用于稳定状态条件以保持正常的液体液位(NLL = 50%) ο单独的控制器的设定点由期望的容量和分离器尺寸来确定。
[0162]在一个操作性示例中，随着界面液位增加，液位控制器重新设定出水流控制器至节流阀打开，同时重新设定回流进入流动控制器至节流阀关闭以保持正常液体液位。高液体液位(HLL = 80% )警报由界面液位发送器触发，该发送器发送模拟信号给操作者，允许操作者采取适当的行动以重新获得对界面液位或运行状况的控制。
[0163]随着界面液位降低，液位控制器将出水流控制器重新设定至节流阀关闭，同时将回流进入流动控制器重设为节流阀打开以保持正常液体液位。如果界面液位降低至低液体液位(LLL = 10%),系统通过软件开关LX-100从界面液位控制器将补偿水流控制器置于级联控制。
[0164]应该记住的是，上文描述的实施例仅通过示例的方式展现，并且不应该将创造性的概念限定为特定的物理构造。本领域技术人员将根据该描述而想到一些变化，而不脱离本发明的宗旨和范围。所附权利要求书中陈述的每个元件和步骤被理解为包括所有等同的元件和步骤。权利要求以其可被使用的任何形式尽可能宽泛地合法覆盖本发明。权利要求中描述的发明的等同的方案也意图被包括在权利要求的范围内。本文中指出的所有的专利、专利申请和其他文件出于所有的目的通过引用的方式被结合于此。
【主权项】
1.一种用于处理来自烃井的烃井裂隙水的方法，所述方法包括: 将固体与裂隙水分离，其中导致产生具有悬浮固体的水流； 将所述水流分离为多个水流； 在所述多个水流中生成正电荷，其中导致产生多个具有正电荷的水流； 在所述生成多个具有正电荷的水流后，将所述多个具有正电荷的水流共混。2.如权利要求1所述的方法，还包括: 监视油/水界面液位；和 控制分离器中的所述油/水界面液位。3.如权利要求1所述的方法，还包括减缓所述多个水流中的流动率，使其低于具有悬浮固体的水流的流动率。4.如权利要求1所述的方法，其中所述在水流中生成正电荷包括用电磁通量处理所述多个水流中的每个。5.如权利要求1所述的方法，其中所述悬浮固体的大部分小于约100微米。6.如权利要求5所述的方法，其中基本上所有的所述悬浮固体小于约100微米。7.如权利要求5所述的方法，其中所述悬浮固体的大部分小于约10微米。8.如权利要求7所述的方法，其中基本上所有的所述悬浮固体小于约10微米。9.如权利要求1所述的方法，其中所述分离步骤包括二级分离。10.如权利要求9所述的方法，其中所述二级分离包括: 使所述裂隙水经过三相分离器，其中导致产生从所述三相分离器输出的水；和 使从所述三相分离器输出的水经过二相分离器。11.如权利要求10所述的方法，其中所述三相分离器包括四材料分离器，该四材料分离器包括至少四个输出，所述输出包括:浆料、其中具有悬浮固体的水、液态烃和气态烃。12.—种处理来自烃井的烃井裂隙水的系统，所述系统包括: 用于将固体与裂隙水分离的装置，其中导致产生具有悬浮固体的水流； 用于将所述水流分离为多个水流的装置； 用于在所述多个水流中生成正电荷的装置，其中导致产生多个具有正电荷的水流；和 用于共混所述多个具有正电荷的水流的装置。13.如权利要求12所述的系统，其中用于分离的所述装置包括三相、四材料分离器。14.如权利要求13所述的系统，其中用于分离的所述装置还包括第二二相分离器，所述二相分离器包括用于接收来自所述三相气油分离器的水流的输入、和用于具有悬浮固体的水流的输出。15.如权利要求13所述的系统，还包括: 用于监测油/水界面液位的装置；和 用于控制第一和第二分离器中的油/水界面液位的装置。16.如权利要求15所述的系统，其中用于监测的所述装置包括油/水界面液位指示器和控制阀传感器。17.如权利要求15所述的系统，其中用于控制的所述装置包括级联控制系统。18.如权利要求12所述的系统，其中用于将水流分离为多个水流的装置包括歧管，该歧管具有接收具有悬浮固体的水流的输入端口和多个输出端口，每个所述输出端口的截面面积小于所述歧管的输入的截面面积；并且 其中所述输出端口的截面面积的和大于所述输入端口的截面面积，由此离开所述歧管的流动率小于进入所述歧管的流动率。19.如权利要求18所述的系统，其中所述歧管包括1:12歧管。20.如权利要求12所述的系统，其中用于将水流分离为多个水流的装置包括水车，该水车具有多个隔间，每个所述隔间被定位成接收所述水流的一部分。21.如权利要求12所述的系统，其中用于生成正电荷的所述装置包括用电磁通量处理所述多个水流的每个的装置。22.如权利要求21所述的系统，其中用电磁通量处理所述多个水流的每个的装置包括: 管；和 至少一个电线圈，该电线圈具有与所述管大致同轴的轴线。23.如权利要求22所述的系统，其中所述管基本由非导电材料构成。24.如权利要求22所述的系统，其中所述管基本由不锈钢构成。25.如权利要求22所述的系统，还包括连接到所述线圈的振铃电流开关电路。26.如权利要求25所述的系统，其中所述振铃电流开关电路在全波模式下运行。27.如权利要求25所述的系统，其中所述振铃电路具有在约1kHz至约80kHz之间的频率。28.如权利要求12所述的系统，其中用于共混的所述装置包括歧管，该歧管具有用于多个具有正电荷的水流的输入端口和输出端口。29.如权利要求28所述的系统，其中用于共混的所述装置还包括井压裂水和支撑剂混合器。30.如权利要求12所述的系统，其中所述悬浮固体的大部分小于约100微米。31.如权利要求30所述的系统，其中基本上所有的所述悬浮固体小于约100微米。32.如权利要求31所述的系统，其中所述悬浮固体的大部分小于约10微米。33.如权利要求32所述的系统，其中基本上所有的所述悬浮固体小于约10微米。34.如权利要求12所述的系统，其中用于分离的所述装置包括二级分离器。35.如权利要求34所述的系统，其中所述二级分离器包括: 三相分尚器，其具有联接到二相分尚器的输入的水输出。36.如权利要求35所述的系统，其中所述三相分离器包括四材料分离器，该四材料分离器包括至少四个输出，所述输出包括:浆料、其中具有悬浮固体的水、液态烃和气态烃。37.一种用于处理烃井裂隙水的系统，所述系统包括: 多相分离器； 歧管，其具有连接到所述多相分离器的输出的输入端口，并且具有多个输出端口 ；多个管，每个管具有缠绕在所述管上的线圈，其中每个管具有连接到所述歧管的输出端口的输入端，并且每个管具有输出端； 共混歧管，其具有连接到所述多个管的输出端的输入端口。38.如权利要求37所述的系统，还包括支撑剂-水混合器，该混合器连接到所述共混歧管的输出。39.如权利要求37所述的系统，其中所述多相分离器包括多级分离器。40.如权利要求39所述的系统，其中所述多级分离器包括二级分离器，其中: 所述二级分离器的第一级包括三相分离器；和 所述二级分离器的第二级包括二相分离器。41.如权利要求40所述的系统，其中所述三相分离器包括四材料分离器。42.如权利要求41所述的系统，其中所述四材料分离器包括油-水界面控制系统。43.一种控制三相分离器中的水/液态烃界面的方法，所述方法包括: 在三相分离器中建立水/液态烃界面； 测量所述三相分离器中的水/液态烃界面，其中导致产生水/液态烃界面测量信号； 将所述水/液态烃界面测量信号与设定点比较，其中导致产生比较信号； 当所述比较信号指出所述水/液态烃界面高于所述设定点时，减少进入所述烃井裂隙水的三相分离器的回流水或采出水；和 当所述比较信号指出所述水/液态烃界面低于所述设定点时，增加进入所述三相分离器的水流，其中所述增加的水流包括来自井的烃井裂隙水和来自储存罐或储留池中的补偿水。44.如权利要求43所述的方法，还包括: 当进入所述三相分离器的水流减少时，以相同的速率减少离开所述三相分离器的水流，以与进入所述三相分离器的水流平衡；和 当进入所述三相分离器的水流增加时，以相同平衡的速率增加离开所述三相分离器的水流。45.一种控制三相分离器中的水/液态烃界面的系统，所述方法包括: 用于在三相分离器中建立水/液态烃界面的装置； 用于测量所述三相分离器中的水/液态烃界面的装置，其中导致产生水/液态烃界面测量信号；用于将所述水/液态烃界面测量信号与设定点比较的装置，其中导致产生比较信号；用于当所述比较信号指出所述水/液态烃界面高于所述设定点时减少进入烃井裂隙水的三相分离器的水流，以及当所述比较信号指出所述水/液态烃界面低于所述设定点时增加进入所述三相分离器的水流的装置，其中所述增加的水流包括烃井裂隙水和补偿水。46.如权利要求45所述的系统，其中用于建立水/液态烃界面的所述装置包括隔膜网。47.如权利要求45所述的系统，其中用于测量所述水/液态烃界面的所述装置包括液体液位指示器控制器类型的传感器。48.如权利要求45所述的系统，其中用于将所述水/液态烃界面测量信号与设定点比较的所述装置包括连续电容液位发送器。49.如权利要求45所述的系统，其中用于减少或用于增加进入所述三相分离器的流动的所述装置包括与三相分离器的输入一致的入口型控制阀和涡轮型流量计。50.如权利要求45所述的系统，还包括: 用于当进入所述三相分离器的水流减少时，以相同的速率减少和平衡离开所述三相分离器的水流，并且当进入所述三相分离器的水流增加时，以相同平衡的速率增加离开所述三相分离器的水流的装置。51.如权利要求50所述的系统，其中用于减少和增加离开所述三相分离器的水流的所述装置包括孔型流量计，其连接为与所述三相分离器的水输出一致。52.如权利要求50所述的系统，其中用于减少和增加离开所述三相分离器的水流的所述装置包括孔型流量控制器，其控制所述三相分离器的水输出。
【专利摘要】本发明涉及用于处理来自于烃井的采出水和回流水的系统和方法，其中压裂作业通过使用相分离和在水中产生正电荷而实现。
【IPC分类】E21B43/34
【公开号】CN104919135
【申请号】CN201380048385
【发明人】J.G.穆尼斯特里
【申请人】美伴家水伙伴公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2013年8月1日