技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲(chǔ)存集裝箱。本發(fā)明還涉及用于從支撐劑集裝箱排出支撐劑的設(shè)備。

背景技術(shù)：

水力壓裂是由于加壓流體的存在所造成的巖層中的碎裂傳播。水壓裂縫在礦脈或巖脈的情況下可以自然地形成，或者可以是人為的，以釋放石油、天然氣、煤層氣、或用于提取的其它物質(zhì)。壓裂是通過(guò)鉆入到儲(chǔ)集巖地層中的井筒完成的。來(lái)自高增壓的壓裂流體的注射的能量在巖石中形成新的通道，該通道可以增加化石燃料的提取率和最終采收率。一般通過(guò)將支撐劑引入到所注射的流體中在注射后保持裂縫寬度。支撐劑是防止裂縫在注射停止時(shí)閉合的材料，例如砂粒、陶瓷粒、或其他顆粒。

隨著過(guò)去十年內(nèi)水力壓裂的崛起，對(duì)支撐劑的需求急劇上升。目前全球供應(yīng)緊張。全球支撐劑供應(yīng)商的數(shù)量自2000年以來(lái)從少數(shù)增加至遠(yuǎn)超過(guò)50個(gè)的砂、陶瓷支撐劑和樹(shù)脂涂層支撐劑的生產(chǎn)商。

目前為止，主要的支撐劑是由古風(fēng)化石英構(gòu)成的硅砂，其是在地球的大陸山頂中最常見(jiàn)的礦物。與在手指間揉搓時(shí)通常有砂礫感的常見(jiàn)砂不同，用作支撐劑的砂由于其圓的、球形的形狀和嚴(yán)格分級(jí)的顆粒分布而傾向于摸起來(lái)是滾動(dòng)的。砂品質(zhì)是沉積和加工兩者的函數(shù)。粒度至關(guān)重要，這是因?yàn)槭芫聴l件和完井設(shè)計(jì)的限制，任何給定的支撐劑都必須可靠地落入特定篩目范圍內(nèi)。一般地，較粗糙的支撐劑由于顆粒間的較大孔隙而允許較高的流動(dòng)能力。然而，由于用于承受通常在深的含油地層和含氣地層中出現(xiàn)的應(yīng)力的顆粒與顆粒的接觸點(diǎn)相對(duì)較少，所以較粗糙的支撐劑在應(yīng)力下可能更易于破裂或者被壓碎。

一般地，在任何水力壓裂操作中，需要大量的這種支撐劑。一般地，已經(jīng)難以在壓裂現(xiàn)場(chǎng)處有效地儲(chǔ)存支撐劑。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將支撐劑有效地運(yùn)輸?shù)狡谕奈恢檬窍喈?dāng)困難的。通常，支撐劑在貨車(chē)的后部被拖運(yùn)到期望的位置，并且就地傾卸。在這種情況下，支撐劑通常暴露于不利的天氣條件。這會(huì)在支撐劑的儲(chǔ)存期間大大降低其品質(zhì)。另外，將支撐劑保持在水力壓裂現(xiàn)場(chǎng)的集裝箱中需要在儲(chǔ)存設(shè)施方面的大量資金投入。一般地，在設(shè)施接設(shè)施的基礎(chǔ)上執(zhí)行這種儲(chǔ)存設(shè)施的卸載。這樣，需要能夠?qū)⒅蝿┯行У剡\(yùn)輸?shù)脚c水力壓裂位置相鄰的期望位置，并且將支撐劑儲(chǔ)存在該位置處。

隨著被稱(chēng)為“水力壓裂”的油氣井增產(chǎn)方法學(xué)的發(fā)展和接受，在將大量的支撐劑從當(dāng)?shù)厣暗V輸送到井口中已經(jīng)產(chǎn)生了突出的物流挑戰(zhàn)。該物流挑戰(zhàn)影響物流鏈上上下下的每個(gè)利益相關(guān)者。具體地，這包括砂礦主、鐵路部門(mén)、轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施、油田服務(wù)公司、貨運(yùn)公司以及勘探與生產(chǎn)公司。將砂輸送到用戶(hù)的現(xiàn)有方法需要使用昂貴的專(zhuān)用設(shè)備和高水平的協(xié)調(diào)。這使得該方法受到破壞支撐劑有效流動(dòng)到井口的大量問(wèn)題的影響。使用目前方法的結(jié)果是在很大程度上是不必要的物流成本上花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元。

砂礦在整個(gè)美國(guó)正迅速發(fā)展以滿(mǎn)足“頁(yè)巖熱潮”產(chǎn)生的對(duì)支撐劑的需求。已經(jīng)上線(xiàn)或處于發(fā)展的不同階段的最近礦中的大部分具有有限的運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)支撐砂從砂坑輸出。因此，許多礦正在建造會(huì)容納最多達(dá)到100輛或更多輛軌道車(chē)的鐵路岔道，所述軌道車(chē)可以被裝載和分級(jí)用于到指定目的地的運(yùn)輸。除了鐵路軌道以外，這些公司還在昂貴的立式筒倉(cāng)儲(chǔ)存設(shè)施上投資以?xún)?chǔ)存數(shù)千噸支撐劑。在物流鏈的接收端沒(méi)有同樣的流體轉(zhuǎn)運(yùn)和儲(chǔ)存設(shè)施的情況下，砂礦不能有效地將支撐劑運(yùn)送到頁(yè)巖地區(qū)。這對(duì)礦主造成損失的收益和生產(chǎn)率，以及對(duì)在目的地區(qū)域的支撐劑購(gòu)買(mǎi)者造成更高的價(jià)格。

鐵路部門(mén)是將支撐劑從礦移動(dòng)到各個(gè)頁(yè)巖地區(qū)所需的物流鏈的重要部分。由于在這些偏遠(yuǎn)地區(qū)的一些中缺少鐵路軌道和轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施，鐵路部門(mén)必須選擇他們的客戶(hù)的輸送位置，并且確保他們的客戶(hù)有能力來(lái)有效地卸載軌道車(chē)。近來(lái)，鐵路部門(mén)已經(jīng)看到指派的漏斗車(chē)車(chē)隊(duì)困在那些沒(méi)有經(jīng)濟(jì)有效的儲(chǔ)存選擇來(lái)有效地卸載這些車(chē)的目的地處。因此，鐵路部門(mén)已經(jīng)被迫付出大量的機(jī)會(huì)成本。這樣，已經(jīng)發(fā)展出對(duì)于促進(jìn)快速且廉價(jià)地從軌道車(chē)卸載支撐劑的能力的需要，以使得鐵路部門(mén)能夠提高軌道車(chē)車(chē)隊(duì)的速度、周轉(zhuǎn)和創(chuàng)收能力。

轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施處的有限儲(chǔ)存嚴(yán)重限制了許多目前設(shè)施的有效運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。大部分轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施被迫通過(guò)沿著鐵路側(cè)線(xiàn)引進(jìn)貨車(chē)(即氣動(dòng)裝置)并且將砂從軌道直接輸送到貨車(chē)來(lái)卸載軌道漏斗車(chē)。這需要在轉(zhuǎn)運(yùn)部分以及貨運(yùn)群體的緊張的協(xié)調(diào)工作。長(zhǎng)的貨車(chē)線(xiàn)很常見(jiàn)，并且在全國(guó)范圍內(nèi)滯期費(fèi)(即由貨運(yùn)公司收費(fèi)的等待時(shí)間)總計(jì)達(dá)到幾億美元。這樣，轉(zhuǎn)運(yùn)者不能夠充分實(shí)現(xiàn)輸送裝置和其他物料裝卸裝置的使用。這些轉(zhuǎn)運(yùn)終端的吞吐率大大降低了終端的有意義收益的成本計(jì)算。

此外，最佳的轉(zhuǎn)運(yùn)終端位置是固定的并且不能夠從一個(gè)頁(yè)巖支付區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)。固定筒倉(cāng)和平式儲(chǔ)存設(shè)施的投資者可以看到那些投資下滑的使用和價(jià)值。在這種固定筒倉(cāng)上的投資的潛在損失經(jīng)常會(huì)將投資資本從這些類(lèi)型的未來(lái)計(jì)劃嚇跑，使得進(jìn)一步加劇了物流鏈的問(wèn)題。這樣，已經(jīng)發(fā)展出對(duì)于用于支撐劑的可移動(dòng)的、廉價(jià)儲(chǔ)存和輸送的解決方案的需要，該解決方案會(huì)有助于復(fù)蘇改進(jìn)設(shè)施和使現(xiàn)有的和新的轉(zhuǎn)運(yùn)和儲(chǔ)存設(shè)施的創(chuàng)收潛能最大化所需的資本。

在頁(yè)巖地區(qū)中有效的轉(zhuǎn)運(yùn)和儲(chǔ)存設(shè)施的缺乏對(duì)貨運(yùn)車(chē)隊(duì)的效率產(chǎn)生了不好的影響。雖然貨運(yùn)公司通常已經(jīng)收取了滯期費(fèi)以補(bǔ)償?shù)却龝r(shí)間和損失的生產(chǎn)率，但是那些類(lèi)型的費(fèi)用受到了來(lái)自客戶(hù)群的大量阻力。當(dāng)貨運(yùn)公司需要排隊(duì)等待裝載，或經(jīng)常在井場(chǎng)處等待卸載時(shí)，裝置在一天中可以進(jìn)行的輪轉(zhuǎn)非常有限。貨車(chē)更通常地每天進(jìn)行一次旅程，并且很常見(jiàn)地可能每?jī)商旎蛎咳爝M(jìn)行一次輸送，而不是在單日內(nèi)輪轉(zhuǎn)兩次或三次裝載。這種有效車(chē)隊(duì)使用的缺乏導(dǎo)致貨運(yùn)公司與本來(lái)所需的相比不得不購(gòu)買(mǎi)更多的裝置并且雇用更多的司機(jī)來(lái)搬移同樣數(shù)量的物料。這樣，期望的是省去滯期費(fèi)并且為貨運(yùn)公司帶來(lái)變得更可盈利的機(jī)會(huì)，同時(shí)使裝置上的投資更小。

服務(wù)公司(例如壓裂公司)受目前的支撐劑輸送方法所困。這是由于低效的轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施和氣動(dòng)(散裝)貨車(chē)輸送。如果服務(wù)公司沒(méi)有支撐劑供應(yīng)，則其不能壓裂井。眾所周知的是，圍繞有效地將支撐劑輸送至井場(chǎng)的問(wèn)題是成功完成壓裂作業(yè)的服務(wù)公司的主要挑戰(zhàn)之一。由于井場(chǎng)處缺乏需要的支撐劑，因此壓力泵、連續(xù)油管和其他油氣井增產(chǎn)裝置經(jīng)常在現(xiàn)場(chǎng)閑置。由于對(duì)在支撐劑物流鏈的上游所發(fā)生的缺乏控制，因此在井位處“篩選掉(screening-out)”或用完支撐劑是很常見(jiàn)的。這導(dǎo)致服務(wù)公司的較小利潤(rùn)率。許多小型到中型水力壓裂公司很少有或沒(méi)有物流基礎(chǔ)設(shè)施。一些已經(jīng)進(jìn)入了市場(chǎng)，而沒(méi)有過(guò)多考慮與進(jìn)行必要供給的輸送以完成油氣井相關(guān)聯(lián)的物流問(wèn)題。這樣做的話(huà)，這些公司中的許多都已經(jīng)為了生存而被迫尋找物料的來(lái)源并且采用非常昂貴的物流選擇。這已經(jīng)導(dǎo)致高于市場(chǎng)的定價(jià)以完成油氣井。還存在錯(cuò)過(guò)否則可行的水力壓裂合同的風(fēng)險(xiǎn)。這樣，需要為了適當(dāng)?shù)馗?jìng)爭(zhēng)而全面降低成本。

勘探和生產(chǎn)公司以及全體美國(guó)居民為困擾支撐劑供應(yīng)鏈的全部低效和浪費(fèi)支付最終賬單。服務(wù)公司被迫通過(guò)考慮供應(yīng)鏈問(wèn)題的歷史成本來(lái)對(duì)水力壓裂服務(wù)進(jìn)行定價(jià)?？碧胶蜕a(chǎn)公司需要傳遞生產(chǎn)的整體增加成本。這樣，需要提供有成本效益的解決方案以提高支撐劑物流鏈中的利益相關(guān)者的盈利能力，同時(shí)降低消費(fèi)者的整體成本。

本發(fā)明人在2012年3月22日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)13/427,140號(hào)描述了一種用于在裝載站和井場(chǎng)之間輸送支撐劑的系統(tǒng)。該申請(qǐng)描述了將儲(chǔ)存集裝箱放置在鄰近列車(chē)站點(diǎn)的位置，使得支撐劑在由列車(chē)輸送時(shí)可以排出到集裝箱中。然后可以運(yùn)輸集裝箱以在裝載區(qū)將其堆疊地儲(chǔ)存，或可以將集裝箱輸送到裝載站處的傾斜機(jī)構(gòu)。傾斜機(jī)構(gòu)會(huì)傾斜集裝箱以使得支撐劑能夠從其中向外流出。該支撐劑會(huì)通過(guò)輸送機(jī)流出到氣動(dòng)貨車(chē)。然后貨車(chē)可以在高速公路上將支撐劑運(yùn)輸?shù)骄畧?chǎng)。在井場(chǎng)處，來(lái)自氣動(dòng)貨車(chē)的支撐劑之后可以排出到井場(chǎng)處的二十英尺集裝箱中。這些二十英尺集裝箱可以以堆疊的配置儲(chǔ)存在井場(chǎng)處。最后，集裝箱中的每個(gè)都可以被運(yùn)輸?shù)骄畧?chǎng)處的另一個(gè)傾斜機(jī)構(gòu)，使得儲(chǔ)存集裝箱中的每個(gè)中的支撐劑都可以排出到輸送機(jī)上并且最后用于在壓裂操作期間使用。

在該美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)13/427,140號(hào)中，使用的二十英尺ISO集裝箱是世界上最便宜并且最容易得到的運(yùn)輸裝置件之一。確定的是，二十英尺集裝箱的使用使得能夠通過(guò)對(duì)內(nèi)壁的各種小的改造和二十英尺ISO集裝箱的加強(qiáng)來(lái)運(yùn)輸支撐劑。有效容量比可接受的容量大。確定的是，經(jīng)改造的二十英尺集裝箱可以容納超過(guò)四十五噸的支撐劑。未改造的二十英尺ISO集裝箱的成本小于四千美元。這使得其與建造立式筒倉(cāng)或平式儲(chǔ)存建筑相比非常實(shí)惠。

二十英尺ISO集裝箱通過(guò)在集裝箱的頂部切割出孔并且配置不透水的鉸接蓋來(lái)改造，可以由任意數(shù)量的容易獲得的傳輸單元通過(guò)該蓋傾卸支撐劑。在二十英尺ISO集裝箱中還存在下部蓋。該下部蓋可以打開(kāi)以將支撐劑從二十英尺ISO集裝箱卸出。作為替換方案，制造方形限料閘并將其焊接到二十英尺集裝箱的垂直后下側(cè)。該閘蓋使得集裝箱能夠以自卸貨車(chē)底板的形式傾斜。因此，砂可以從限料閘流出，同時(shí)使砂流減速。

該專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)峁┝私?jīng)由集裝箱將砂從標(biāo)準(zhǔn)軌道漏斗車(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)到二十英尺的ISO集裝箱的能力。確定的是，集裝箱可以在不到二十分鐘之內(nèi)裝載至少四十五噸支撐劑。通過(guò)沿著鐵路軌道預(yù)先放置集裝箱，可移動(dòng)的輸送機(jī)可以使列車(chē)從一端到另一端地工作，并且以非常有效和及時(shí)的方式卸載列車(chē)。這部分方法省去了調(diào)用可以由輸送單元系統(tǒng)地裝載的氣動(dòng)貨車(chē)的協(xié)調(diào)工作。這使卸載列車(chē)的漏斗車(chē)所需時(shí)間減少了許多個(gè)小時(shí)。其還省去了在鐵路岔道和轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施處的貨車(chē)交通費(fèi)和滯期費(fèi)。

一旦支撐劑被裝載到集裝箱中，就會(huì)使用另一件專(zhuān)用裝置來(lái)升起滿(mǎn)的集裝箱并且將集裝箱堆疊在其他集裝箱上。集裝箱的可堆疊布置使得能夠在很小的占地面積之內(nèi)操作和儲(chǔ)存支撐劑。升起滿(mǎn)的集裝箱所需的專(zhuān)用裝置很重且很大，使得會(huì)在從一個(gè)位置移動(dòng)到另一位置之前必須將其拆散成幾塊。這對(duì)這種裝置提供給集裝箱化方法的靈活性產(chǎn)生了一些限制。

通過(guò)“用集裝箱裝運(yùn)的”支撐劑，發(fā)現(xiàn)可以添加庫(kù)存管理系統(tǒng)以提供與客戶(hù)在特定區(qū)域中擁有的支撐劑的量/庫(kù)存有關(guān)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的信息。目前，許多支撐劑購(gòu)買(mǎi)者都受到來(lái)自轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施的錯(cuò)誤的容量報(bào)告的影響。這樣，他們可能會(huì)不確定正輸送到井場(chǎng)的支撐劑實(shí)際上具有他們已經(jīng)購(gòu)買(mǎi)的質(zhì)量和等級(jí)。通過(guò)應(yīng)用庫(kù)存管理系統(tǒng)、將進(jìn)入庫(kù)存和從庫(kù)存中出去的集裝箱打上條形碼并且進(jìn)行掃描，客戶(hù)會(huì)確保他們已接收到他們的支撐劑，并且他們?cè)谟嗁?gòu)更多物料時(shí)會(huì)能夠簡(jiǎn)化采購(gòu)過(guò)程。

在該現(xiàn)有方法中，由于二十英尺ISO集裝箱需要被清空和轉(zhuǎn)運(yùn)到氣動(dòng)拖車(chē)中以輸送到井口，因此在方法中加入傾斜單元。該傾斜單元容納二十英尺ISO集裝箱。傾斜單元能夠升起集裝箱的一端并且產(chǎn)生通過(guò)限料閘完全清空集裝箱所需的角度。一旦傾斜，砂會(huì)流到輸送機(jī)的帶上并且垂直上升到料斗中。料斗靜止在鋼鐵制造的支架上。該支架足夠高，使得拉動(dòng)氣動(dòng)拖車(chē)的貨車(chē)可以在支架下駛過(guò)并且由料斗進(jìn)行重力供料以裝滿(mǎn)砂拖車(chē)。這些“裝載站”可以沿路徑重復(fù)以緩解貨車(chē)在具有可用于裝載貨車(chē)的有限數(shù)量的輸送機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施處的瓶頸。又一次地，在該轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施處的貨車(chē)運(yùn)輸滯期費(fèi)可以通過(guò)該方法顯著降低。軌道車(chē)可以迅速卸載并且被釋放回鐵路部門(mén)。這還降低或省去了由鐵路部門(mén)對(duì)停留以等待卸載的軌道漏斗車(chē)收取的滯期費(fèi)。

該現(xiàn)有方法產(chǎn)生了便宜的儲(chǔ)存解決方案，提高了轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的效率，增加了庫(kù)存可視性和控制，并且降低了貨車(chē)和軌道兩者的滯期費(fèi)。但是，其確實(shí)具有幾個(gè)限制。例如，二十英尺ISO集裝箱雖然能夠處理九萬(wàn)磅的支撐劑，卻不能在公共道路上合法運(yùn)輸。在大多數(shù)州，為了被認(rèn)為是合法負(fù)載，車(chē)輛的最大允許總重量及其有效負(fù)載為八萬(wàn)磅的車(chē)輛毛重。根據(jù)法律，為了達(dá)到法定重量限制，可以被分解為兩個(gè)或更多個(gè)單元的任何負(fù)載都必須被分為多個(gè)負(fù)載。由于支撐劑是可分的，因此法律不允許重的或超重的負(fù)載。

顆粒物料的休止角為當(dāng)斜面上的物料瀕臨滑動(dòng)時(shí)相對(duì)于水平面的最陡的下降角或斜坡傾角。當(dāng)散裝顆粒物料被傾倒到水平表面上時(shí)，會(huì)形成錐形堆。堆表面與水平表面之間的內(nèi)角被稱(chēng)為休止角，并且與顆粒的密度、表面積和形狀、以及物料的摩擦系數(shù)有關(guān)。休止角還取決于重力。

當(dāng)分析傾倒到二十英尺ISO集裝箱中的支撐劑的休止角時(shí)，很明顯的是這種集裝箱的許多空間是空的。具體地，在集裝箱由輸送機(jī)填充時(shí)，在沒(méi)有以某種方式操縱或傾斜集裝箱的情況下，不能利用二十英尺ISO集裝箱的上端。此外，當(dāng)通過(guò)原始的底部蓋清空集裝箱時(shí)，支撐劑會(huì)直接傾倒出底部并且使非常大量的物料位于集裝箱的底板上。

本發(fā)明人在2012年7月23日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)13/555,635號(hào)為本專(zhuān)利的母專(zhuān)利。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)13/555,635號(hào)描述了一種通過(guò)采用原始的二十英尺ISO集裝箱并且將其分成兩半來(lái)新一代的集裝箱。這樣，提供了十英尺ISO集裝箱。確定的是，通過(guò)將集裝箱分為十英尺的配置，這種集裝箱可以容納大約45000到48000磅的支撐劑。更重要地，這種滿(mǎn)載的集裝箱的車(chē)輛總毛重可以在公共道路上合法地運(yùn)輸。這是個(gè)重要突破。集裝箱可以在壓裂人員之前被輸送到井口，并且在壓裂過(guò)程期間省去砂輸送。因?yàn)槿魏螇毫炎鳂I(yè)所需的全部支撐劑都可以輸送并儲(chǔ)存在現(xiàn)場(chǎng)，所以這種十英尺ISO集裝箱有效省去了井場(chǎng)處的貨車(chē)運(yùn)輸滯期費(fèi)的出現(xiàn)。同時(shí)，這種十英尺集裝箱的使用有效消除了由支撐劑的休止角引起的問(wèn)題，并且使得能夠更充分地利用這種十英尺ISO集裝箱的容量。發(fā)現(xiàn)這是該方法的最優(yōu)配置、尺寸和成本。

該在先申請(qǐng)利用在十英尺ISO集裝箱內(nèi)部制造并焊接的插入物。該插入物使得通過(guò)頂部蓋裝載的支撐劑能夠全部流出新設(shè)計(jì)的底部限料閘。省去了操縱或傾斜集裝箱的需要?，F(xiàn)在可以通過(guò)僅利用重力來(lái)填充和清空該十英尺集裝箱。

過(guò)去，已經(jīng)授權(quán)了與儲(chǔ)存和運(yùn)輸設(shè)施相關(guān)的多個(gè)專(zhuān)利。例如，McGough等人的2008年7月31日公布的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)2008/0179054號(hào)示出了一種散裝物料儲(chǔ)存和運(yùn)輸系統(tǒng)。特別地，該儲(chǔ)存系統(tǒng)安裝在貨車(chē)的拖車(chē)上。該儲(chǔ)存系統(tǒng)包括限定適合于將聚集物料容納在其中的內(nèi)部空間的壁。在集裝箱的底部處提供料斗。這些料斗具有傾斜的壁。料斗可以延伸以使得物料能夠從集裝箱的內(nèi)部適當(dāng)?shù)剌斔偷郊b箱之外的位置。使用致動(dòng)器來(lái)展開(kāi)和折疊集裝箱。

2007年7月10日授權(quán)給L.Saik的美國(guó)專(zhuān)利7,240,681號(hào)描述了一種用于使地層砂脫水和將其回收的裝在拖車(chē)上的移動(dòng)設(shè)備。拖車(chē)被安裝到貨車(chē)可牽引的拖車(chē)以將砂容納于其中。集裝箱具有一對(duì)傾斜的端壁。集裝箱的后端是可適當(dāng)打開(kāi)的，以使得砂能夠從其中移出。在集裝箱的前部上提供氣夯錘或水力夯錘，以使得集裝箱能夠被有角度地向上升起，以使得砂能夠通過(guò)在集裝箱后部的閘被排出。

1981年1月27日授權(quán)給Gray等人的美國(guó)專(zhuān)利4,247,228號(hào)描述了一種具有氣動(dòng)輸送機(jī)的自卸貨車(chē)或拖車(chē)。集裝箱安裝到車(chē)輪上的框架。水力夯錘使集裝箱傾斜，用于通過(guò)后部出口傾卸。氣動(dòng)輸送機(jī)由框架支持，進(jìn)氣口在集裝箱的后部。閘使得固體能夠通過(guò)重力常規(guī)地傾卸或者由氣動(dòng)集裝箱吹到儲(chǔ)存設(shè)施。集裝箱具有在其中形成的頂部蓋，以使得固體能夠被引入到集裝箱的內(nèi)部。

1958年12月23日授權(quán)給Fisher等人的美國(guó)專(zhuān)利2,865,521號(hào)示出了具有適合于將散裝物料容納在其中的內(nèi)部空間的散裝物料貨車(chē)。使用氣動(dòng)輸送機(jī)，以使得能夠?qū)⑦@種物料從集裝箱的底部移出。在集裝箱相對(duì)的側(cè)上提供有一對(duì)傾斜的壁，以使得集裝箱內(nèi)的散裝物料能夠被輸送到集裝箱的底部。在輸送機(jī)的頂部提供有頂部蓋。氣動(dòng)輸送機(jī)連接到集裝箱的底部。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種使得支撐劑能夠容易地運(yùn)輸和儲(chǔ)存的支撐劑儲(chǔ)存集裝箱。

本發(fā)明的另一目的是提供一種使得能夠?qū)⒅蝿┤菀椎厍矣行У嘏懦龅郊b箱底部的支撐劑儲(chǔ)存集裝箱。

本發(fā)明的另一目的是提供一種允許支撐劑在壓裂現(xiàn)場(chǎng)有效地儲(chǔ)存的支撐劑儲(chǔ)存集裝箱。

本發(fā)明的另一目的是提供一種省去氣動(dòng)拖車(chē)的使用的用于輸送支撐劑的方法。

本發(fā)明的又一目的是提供一種用于輸送支撐劑的支撐劑儲(chǔ)存集裝箱和方法，其中集裝箱可以由簡(jiǎn)單的叉車(chē)移動(dòng)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種用于輸送支撐劑的方法，其有效地省去了與裝載站相關(guān)聯(lián)的和在井場(chǎng)處的滯期費(fèi)。

本發(fā)明的又一目的是提供一種輸送支撐劑的方法，其避免了由于重復(fù)處理引起的支撐劑的劣化。

本發(fā)明的又一目的是提供一種支撐劑排出系統(tǒng)，其將預(yù)測(cè)定量的支撐劑提供到鉆井現(xiàn)場(chǎng)。

本發(fā)明的再一目的是提供一種滿(mǎn)足高速管理并且在集裝箱內(nèi)部中具有較少空閑空間的支撐劑集裝箱。

通過(guò)閱讀所附說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的這些和其他目的以及優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為一種用于運(yùn)輸和儲(chǔ)存支撐劑的集裝箱。該集裝箱包括：具有底部、一對(duì)側(cè)壁、一對(duì)端壁以及頂部的箱體。箱體具有在其頂部處或與其頂部相鄰地形成的入口。箱體在底部處具有出口。在出口處設(shè)置有閘。閘可以在覆蓋出口的第一位置與打開(kāi)出口的第二位置之間可滑動(dòng)地移動(dòng)。

第一斜坡從一對(duì)側(cè)壁中的一個(gè)延伸到出口。第二斜坡從一對(duì)側(cè)壁中的另一個(gè)延伸到出口。第三斜坡從一對(duì)端壁延伸到出口。第四斜坡從一對(duì)端壁中的另一個(gè)延伸到出口。箱體具有在其底部上形成的軌道。閘位于軌道中。閘具有從其向外延伸的銷(xiāo)。箱體具有在其外部上形成的框架?？蚣苎由炜邕^(guò)一對(duì)側(cè)壁和一對(duì)端壁。斜坡具有通過(guò)框架暴露的外部表面。箱體具有最多達(dá)到48000磅支撐劑的容量。箱體為十英尺ISO集裝箱。

本發(fā)明還是一種具有集裝箱的支撐劑排出系統(tǒng)，所述集裝箱具有一對(duì)側(cè)壁、一對(duì)端壁、底部和頂部。集裝箱具有在頂部處或與頂部相鄰地形成的入口。集裝箱具有在其底部處形成的出口。閘可滑動(dòng)地固定在集裝箱的出口處，以在覆蓋出口的第一位置和打開(kāi)出口的第二位置之間移動(dòng)。支承結(jié)構(gòu)具有頂部表面和至少一個(gè)致動(dòng)器。集裝箱可移除地位于支承結(jié)構(gòu)的頂部表面上。致動(dòng)器可以與閘配合以使閘從第一位置移動(dòng)到第二位置。

特別地，閘具有從其延伸的銷(xiāo)。致動(dòng)器具有托狀物(receptacle)。銷(xiāo)可以容納在托狀物內(nèi)。

輸送機(jī)位于支承結(jié)構(gòu)的頂部表面下方以接收通過(guò)集裝箱的出口從集裝箱排出的支撐劑。料斗位于支承結(jié)構(gòu)上的其頂部表面之下。料斗直接位于集裝箱的閘的下方。料斗在其底部處具有開(kāi)口。料斗的底部位于輸送機(jī)的上方。計(jì)量閘定位為與在料斗計(jì)量閘的底部處的開(kāi)口相鄰。計(jì)量閘可以在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置之間移動(dòng)。在料斗的底部處的開(kāi)口具有在其中形成的多個(gè)縫隙。計(jì)量閘也具有穿過(guò)其形成的多個(gè)縫隙。當(dāng)計(jì)量閘位于打開(kāi)位置時(shí)，計(jì)量閘的多個(gè)縫隙至少部分地與料斗的多個(gè)縫隙對(duì)準(zhǔn)。在料斗的底部處的開(kāi)口具有倒V形配置。計(jì)量閘具有與在料斗的底部處的開(kāi)口相配的倒V形配置。計(jì)量閘可以相對(duì)于在料斗的底部處的開(kāi)口滑動(dòng)。致動(dòng)器固定到計(jì)量閘以使計(jì)量閘在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置之間移動(dòng)。

框架固定到輸送機(jī)并且沿著其延伸。卸料槽連接到框架并且與輸送機(jī)的一端協(xié)作以將支撐劑從輸送機(jī)排出到期望的位置。多個(gè)輪可以可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝到框架以使得輸送機(jī)能夠被運(yùn)輸?shù)狡谕奈恢谩?/p>

本發(fā)明還涉及一種用于將支撐劑輸送到壓裂現(xiàn)場(chǎng)的方法。該方法包括以下步驟：(1)形成具有適合于將支撐劑容納在其中的內(nèi)部的集裝箱，集裝箱在其底部處具有出口；(2)用支撐劑填充集裝箱；(3)將裝滿(mǎn)的集裝箱沿著道路移動(dòng)到壓裂現(xiàn)場(chǎng)；(4)將裝滿(mǎn)的集裝箱放置在輸送機(jī)結(jié)構(gòu)上；(5)將支撐劑從集裝箱的出口排出到輸送機(jī)上；和(6)將排出的支撐劑輸送到壓裂現(xiàn)場(chǎng)處的期望位置。

在本發(fā)明的該方法中，形成的步驟包括：使集裝箱形成為具有約十英尺的長(zhǎng)度。將閘放置在集裝箱的出口上。閘可以在關(guān)閉出口的第一位置和打開(kāi)出口的第二位置之間移動(dòng)。輸送機(jī)結(jié)構(gòu)在其上具有致動(dòng)器。該致動(dòng)器連接到托狀物。閘具有從其向外延伸的銷(xiāo)。將銷(xiāo)定位于致動(dòng)器的托狀物中。致動(dòng)器被致動(dòng)以使閘從第一位置移動(dòng)到第二位置。輸送機(jī)結(jié)構(gòu)具有位于其頂部表面下方的料斗。料斗在其底部處具有計(jì)量閘。計(jì)量閘位于輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)的上方。將裝滿(mǎn)的集裝箱直接定位于輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的料斗的上方。支撐劑從集裝箱的出口排出到輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的料斗中。通過(guò)計(jì)量閘以受控的流速計(jì)量供給支撐劑以將其從計(jì)量閘排出到輸送機(jī)上。

本發(fā)明的方法還包括以下步驟：將裝滿(mǎn)的集裝箱放置在列車(chē)上，將列車(chē)上的裝滿(mǎn)的集裝箱運(yùn)輸?shù)揭粋€(gè)位置，將裝滿(mǎn)的集裝箱從列車(chē)移出，和將移出的裝滿(mǎn)的集裝箱放置到車(chē)輛上。

前述部分旨在特別地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。應(yīng)理解的是，在本發(fā)明的范圍之內(nèi)可以對(duì)這些優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行修改。這樣，該部分無(wú)論如何都不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明的真實(shí)范圍的限制。本發(fā)明應(yīng)僅由所附權(quán)利要求及其法律等同物來(lái)限定。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的集裝箱的立體圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的集裝箱的側(cè)立視圖。

圖3是示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的集裝箱的橫截面圖。

圖4是示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的集裝箱內(nèi)部的俯視圖。

圖5是示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的系統(tǒng)的支承結(jié)構(gòu)的分離的端視圖。

圖6是本發(fā)明的系統(tǒng)的支承結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方案將集裝箱放置在支承結(jié)構(gòu)上的端視圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方案放置在支承結(jié)構(gòu)上的集裝箱的側(cè)視圖。

圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方案放置在支承結(jié)構(gòu)上的多個(gè)集裝箱的側(cè)立視圖。

圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方案放置在支承結(jié)構(gòu)上的多個(gè)集裝箱的俯視圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的集裝箱10。集裝箱10具有有外框架14的箱體12的性質(zhì)。箱體12包括頂部16、底部18、端壁20和側(cè)壁22。側(cè)壁24與側(cè)壁22相對(duì)。還有與端壁20相對(duì)的端壁26。入口28形成為穿過(guò)箱12的頂部16。蓋30可移除地或者鉸接地固定在入口28上，以使得能夠?qū)⒅蝿┮氲郊b箱10的內(nèi)部空間中。

圖1中，可以看出，框架14通常圍繞端壁20和26的外部以及越過(guò)側(cè)壁22和24延伸。這樣，如會(huì)在下文中描述的，存在具有通過(guò)框架14暴露的外部表面的漏斗形的集裝箱底部。在國(guó)際運(yùn)貨過(guò)程中，重要的是避免在這種集裝箱內(nèi)的封閉空間。這樣，通過(guò)框架14底部處的開(kāi)口32暴露表面會(huì)使得檢查員能夠目視檢查與該漏斗形區(qū)域相鄰的區(qū)域。

如圖2中可以看出的，集裝箱10示出為具有頂部16和底部18?？蚣?4為集裝箱10提供結(jié)構(gòu)支撐并且通常圍繞集裝箱的外部?？蚣苡裳由煲栽诒?0、22、24和26周?chē)纬苫\狀配置的多個(gè)垂直桿形成。底部18通常為平面形狀，使得底部18可以放置到支承結(jié)構(gòu)(會(huì)在下文中描述)上。重要的是，區(qū)域32顯示漏斗形部分34通過(guò)框架14的開(kāi)口而暴露。這樣，在集裝箱10內(nèi)部將沒(méi)有封閉或者密封的區(qū)域。蓋30位于集裝箱10的頂部16處的入口28上方。因此，在蓋30打開(kāi)時(shí)可以通過(guò)入口28將支撐劑引入，以填充集裝箱10的內(nèi)部空間。漏斗形區(qū)域34限定位于集裝箱10的底部18處的出口36。

如圖1和2中可以看出的，集裝箱10為10英尺ISO集裝箱。按照標(biāo)準(zhǔn)ISO術(shù)語(yǔ)，這意味著集裝箱長(zhǎng)度為10英尺，寬度為8英尺，高度為8.5英尺。高度也可以是9.5英尺。該配置使得能夠?qū)?3000到48000磅的支撐劑引入到集裝箱的內(nèi)部空間中。

圖3示出了集裝箱10的局部橫截面圖?？梢钥闯?，集裝箱10具有內(nèi)部空間38。出口36形成為與集裝箱10的底部18相鄰。第一斜坡40會(huì)從端壁20延伸到出口36。第二斜坡42會(huì)從端壁22延伸到出口36。斜坡40和42會(huì)用于使得保留在集裝箱10的內(nèi)部空間38內(nèi)的支撐劑朝向出口36通過(guò)漏斗。重要的是，閘44位于軌道46內(nèi)，該軌道位于集裝箱10的底部18處。閘44具有如圖3中所示覆蓋出口36的平板的性質(zhì)。閘44包括從閘44向外延伸的銷(xiāo)48(具有主螺栓的性質(zhì))。當(dāng)致動(dòng)器連接到銷(xiāo)48時(shí)，其可以使閘44從關(guān)閉出口36的位置移動(dòng)到打開(kāi)出口36的位置。箭頭50示出了閘44在這些位置之間的移動(dòng)。由于閘44的寬度通常對(duì)應(yīng)于出口36的大小，因此閘44會(huì)僅僅需要移動(dòng)少量的行程，以使閘44移動(dòng)到打開(kāi)位置。

圖4是集裝箱10的內(nèi)部圖?？梢钥闯觯谝恍逼?0會(huì)從端壁20延伸到出口36。第二斜坡42會(huì)從端壁26延伸到出口36。第三斜坡52會(huì)從側(cè)壁22延伸到出口36。另一個(gè)斜坡54會(huì)從側(cè)壁24延伸到出口36。這樣，斜坡40、42、52和54形成漏斗形狀，使得容納在集裝箱10的內(nèi)部空間38內(nèi)的支撐劑可以自由地向下朝向出口36流動(dòng)。

圖4中，可以看出，閘44位于軌道46內(nèi)。圖4示出了處于其關(guān)閉位置的閘44。致動(dòng)器可以用于使得閘44從圖4中所示的位置在朝向側(cè)壁22或者側(cè)壁24的方向上移動(dòng)。銷(xiāo)48和58示出為從閘44的側(cè)面向外延伸。這樣，合適的致動(dòng)器、例如液壓活塞-氣缸裝置可以連接到這些銷(xiāo)48和/或50，以實(shí)現(xiàn)閘44從關(guān)閉位置到打開(kāi)位置的必要移動(dòng)。

圖5是示出了如在本發(fā)明的支撐劑排出系統(tǒng)中使用的支承結(jié)構(gòu)60的端視圖。支承結(jié)構(gòu)60具有形成頂部表面64、底部表面66以及側(cè)面68和70的框架62?？蚣?2的頂部64具有可以在其上放置集裝箱10的表面。合適的銷(xiāo)連接件72和74從頂部表面64向上延伸以接合集裝箱10上相應(yīng)的托狀物。可以采用這些銷(xiāo)72和74以確保集裝箱10適當(dāng)?shù)囟ㄎ挥谥С薪Y(jié)構(gòu)60上。

托狀物76定位為在頂部表面64處或者與頂部表面64相鄰。致動(dòng)器78固定到框架62并且延伸到托狀物76。如可以看出的，托狀物76具有在其頂端中形成的縫隙。托狀物76的縫隙適合于容納集裝箱10的閘44的銷(xiāo)48和58中的一個(gè)。一旦托狀物76將銷(xiāo)48容納在其中，就可以使致動(dòng)器78致動(dòng)，以使托狀物(及其容納的銷(xiāo))從第一位置80移動(dòng)到第二位置82。當(dāng)托狀物82(以及容納在其中的銷(xiāo))移動(dòng)到第二位置82時(shí)，閘44會(huì)打開(kāi)使得支撐劑可以通過(guò)集裝箱10的出口36排出。由于銷(xiāo)48和58對(duì)稱(chēng)放置，且由于集裝箱10相當(dāng)對(duì)稱(chēng)，因此支承結(jié)構(gòu)60特別適應(yīng)于在集裝箱10可以放置到頂部表面64上的情況下的各種取向。

圖5中，可以看出，具有位于頂部表面64下方的料斗84。當(dāng)閘44位于打開(kāi)位置時(shí)，料斗84用于容納通過(guò)集裝箱10的出口36排出的支撐劑的一部分。這樣，可以采用料斗84以將支撐劑適當(dāng)?shù)赜?jì)量供應(yīng)到輸送機(jī)86上。輸送機(jī)86位于料斗84的開(kāi)口88下方。

如圖5中可以看出的，料斗84具有通常倒V形配置的開(kāi)口88。存在與開(kāi)口88相配并且也具有V形配置的計(jì)量閘90。計(jì)量閘90可以小距離移動(dòng)，以使得能夠選擇性地和受控地將支撐劑從料斗84排出到輸送機(jī)86上。

圖6示出了料斗84的內(nèi)部。料斗84包括側(cè)壁92和94以及端壁96和98。壁92、94、96和98形成為漏斗的形狀，以使支撐劑朝著計(jì)量閘90向下移動(dòng)。在圖6中，可以看出，料斗84的開(kāi)口88具有在其中形成的多個(gè)縫隙。相似地，計(jì)量閘90具有穿過(guò)其形成的多個(gè)縫隙?？p隙之間的結(jié)構(gòu)是實(shí)體的。這樣，當(dāng)計(jì)量閘90的縫隙與開(kāi)口88的縫隙對(duì)準(zhǔn)時(shí)，則可以將支撐劑排出到下面的輸送機(jī)86上。計(jì)量閘90在一個(gè)方向或者另一個(gè)方向上的小移動(dòng)會(huì)阻擋支撐劑流動(dòng)通過(guò)料斗84的開(kāi)口88的縫隙。這樣，可以使用非常小的致動(dòng)器100和102來(lái)實(shí)現(xiàn)將支撐劑適當(dāng)?shù)赜?jì)量供應(yīng)到輸送機(jī)上。如果期望支撐劑小的流速，則致動(dòng)器100和102會(huì)使計(jì)量閘90僅移動(dòng)小距離。如果需要較大的流速，則致動(dòng)器100和102會(huì)使計(jì)量閘90移動(dòng)為使得計(jì)量閘90的縫隙完全對(duì)應(yīng)于開(kāi)口88的縫隙，以實(shí)現(xiàn)支撐劑從料斗84向下到輸送機(jī)的最大流量。

圖7示出了放置在支承結(jié)構(gòu)60的頂部表面64上的集裝箱10。在正常使用中，可以使用叉車(chē)以使集裝箱10適當(dāng)?shù)囟ㄎ辉谥С薪Y(jié)構(gòu)60的銷(xiāo)72和74上的適當(dāng)位置中。最初，集裝箱10的閘44會(huì)是關(guān)閉的。此外，計(jì)量閘90也可以是關(guān)閉的。當(dāng)集裝箱10適當(dāng)?shù)囟ㄎ粫r(shí)，閘44可以移動(dòng)到打開(kāi)的位置使得支撐劑被排出到料斗84中。于是料斗84可以填充有支撐劑。當(dāng)期望使支撐劑從料斗84沿著輸送機(jī)移動(dòng)到期望的目的地時(shí)，則計(jì)量閘90可以打開(kāi)以實(shí)現(xiàn)支撐劑通過(guò)料斗84的開(kāi)口88的期望流速。

圖8示出了其中集裝箱10放置在支承結(jié)構(gòu)60的頂部表面64上的側(cè)視圖。輸送機(jī)86示出為縱向延伸。這樣，當(dāng)支撐劑通過(guò)與料斗84相關(guān)聯(lián)的計(jì)量閘90時(shí)，可以以受控的方式將集裝箱10的內(nèi)部空間38內(nèi)的所有支撐劑輸送到輸送機(jī)上。

圖9為放置在支承結(jié)構(gòu)118上時(shí)集裝箱110、112、114和116的圖。支承結(jié)構(gòu)118具有足夠的長(zhǎng)度以適應(yīng)集裝箱110、112、114和116?？梢钥闯觯斔蜋C(jī)120布置在支承結(jié)構(gòu)118的頂部表面下方以及在各個(gè)集裝箱110、112、114和116下方的各個(gè)料斗122、124、126和128下方。輸送機(jī)120為合適地繞滑輪和惰輪卷繞以行進(jìn)期望路徑的環(huán)形輸送機(jī)。從集裝箱110、112、114和116排出的支撐劑被排出到輸送機(jī)120上以沿輸送機(jī)以及沿向上延伸的部分130行進(jìn)。輸送機(jī)120的端部132會(huì)對(duì)溜槽134打開(kāi)。溜槽134可以朝向在壓裂現(xiàn)場(chǎng)處的期望目的。這樣，可以配置集裝箱110、112、114和116的陣列以更換壓裂現(xiàn)場(chǎng)處的現(xiàn)有儲(chǔ)存設(shè)施。由于輪136的使用，支承結(jié)構(gòu)118連同輸送機(jī)120一起可以是可在道路上由貨車(chē)容易地運(yùn)輸?shù)?。前?38可以適當(dāng)?shù)剡B接到貨車(chē)，以允許本發(fā)明的系統(tǒng)的容易運(yùn)輸。

圖10示出了集裝箱110、112、114和116在支承結(jié)構(gòu)118上的放置。端部138包括用于附接到貨車(chē)的合適的懸掛(hitch)連接。輸送機(jī)120在集裝箱110、112、114和116的下方延伸以將支撐劑輸送到溜槽134。圖10示出了溜槽134可以以與輸送機(jī)120的端部132協(xié)作的方式適當(dāng)?shù)貥休S轉(zhuǎn)動(dòng)，以允許支撐劑受控地且直接地被排出到期望位置。

本發(fā)明的集裝箱10制造成單個(gè)單元。集裝箱10的閘44具體地設(shè)計(jì)為與位于輸送系統(tǒng)上的致動(dòng)器70對(duì)準(zhǔn)。致動(dòng)器是液壓控制的，并且容納附接到閘44的銷(xiāo)48。當(dāng)致動(dòng)器70被啟動(dòng)時(shí)，閘44水平移動(dòng)以允許支撐劑從其排出。

本發(fā)明的集裝箱可以特別應(yīng)用于通過(guò)軌道的運(yùn)輸。特別地，可以設(shè)計(jì)軌道車(chē)以適應(yīng)最多達(dá)到四個(gè)的集裝箱10。這樣，當(dāng)在軌道車(chē)上放置四個(gè)集裝箱時(shí)，軌道車(chē)可以運(yùn)載大約180000磅的支撐劑。軌道車(chē)可以與運(yùn)載20英尺、40英尺和53英尺的聯(lián)運(yùn)集裝箱的當(dāng)前聯(lián)運(yùn)軌道車(chē)相似。軌道車(chē)會(huì)包括向下到軌道車(chē)的底盤(pán)均勻間隔開(kāi)的典型聯(lián)運(yùn)負(fù)載鎖定裝置。集裝箱應(yīng)該由足夠?qū)挼牟牧蠘?gòu)成，以使集裝箱的整體裝載重量保持在目前規(guī)范的鐵路重量準(zhǔn)則下。此外，其必須足夠強(qiáng)以承受載貨集裝箱的負(fù)載。該改進(jìn)使得砂礦能夠?qū)⒅蝿┲苯友b載到集裝箱10中以加快裝載過(guò)程。其也無(wú)需在礦場(chǎng)處建造筒倉(cāng)儲(chǔ)存。一旦集裝箱到達(dá)其指定的位置或區(qū)域，就由此省去到氣動(dòng)拖車(chē)、筒倉(cāng)或平地儲(chǔ)存的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。

本發(fā)明是可以在井場(chǎng)處使用的改善的輸送系統(tǒng)。支承結(jié)構(gòu)60包括制作鋼架，可以將多個(gè)集裝箱定位到所述制作鋼架上。集裝箱鎖定到將集裝箱緊固到框架的托狀物中。集裝箱于是會(huì)處于在閘打開(kāi)時(shí)將支撐劑從集裝箱輸送到主輸送帶的輸送系統(tǒng)之上。托架配備有可以控制閘打開(kāi)和關(guān)閉的液壓系統(tǒng)。本發(fā)明的集裝箱可以組合成與被稱(chēng)為SAND KINGS(TM)、SAND CHIEFS(TM)和SAND DRAGONS(TM)的現(xiàn)有裝置兼容的附件或者儲(chǔ)砂筒。通過(guò)以本發(fā)明的可移除集裝箱來(lái)代替這些裝置上的現(xiàn)有料斗，在支撐劑輸送過(guò)程中可以獲得甚至更高的效率。

本發(fā)明的輸送系統(tǒng)是一旦支撐劑被輸送到井場(chǎng)就將其從集裝箱輸送到用于混合單元的混合器皮帶的替代方法。本發(fā)明的輸送系統(tǒng)提供在SAND MASTER(TM)、SAND KING(TM)、SAND DRAGON(TM)、SAND MOVE(TM)等中常見(jiàn)的所有功能。這樣，本發(fā)明使得待計(jì)量供應(yīng)的砂能夠通過(guò)限料閘的液壓系統(tǒng)流動(dòng)到輸送帶上。集裝箱首先被升起到支承結(jié)構(gòu)上的位置。底部限料閘被液壓制動(dòng)器的托狀物所容納，以建立閘的銷(xiāo)與液壓系統(tǒng)之間的鎖合。液壓系統(tǒng)然后打開(kāi)限料閘和支撐劑以重力供料到位于支承結(jié)構(gòu)上的料斗中。與料斗系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的另一組限料閘于是通過(guò)另一個(gè)液壓系統(tǒng)打開(kāi)。這使得支撐劑能夠被計(jì)量供應(yīng)并且流動(dòng)到輸送帶上。輸送帶然后可以將支撐劑輸送到混合器或者T形帶。支撐劑然后可以與混合器中的其他物料進(jìn)行混合。

目前，在支撐劑到井場(chǎng)的輸送中使用昂貴的氣動(dòng)散裝貨車(chē)。一旦在現(xiàn)場(chǎng)，卡車(chē)運(yùn)輸者就采用動(dòng)力輸出單元將砂“吹”到砂儲(chǔ)存裝置中。該輸送經(jīng)?；ㄙM(fèi)超過(guò)一個(gè)(1個(gè))小時(shí)來(lái)完成。通過(guò)在本發(fā)明的10英尺集裝箱中將砂輸送到井，省去了昂貴的專(zhuān)用設(shè)備件的使用。集裝箱可以搭載在標(biāo)準(zhǔn)平板拖車(chē)、階梯甲板拖車(chē)、低貨架拖車(chē)或者其他更常用的拖車(chē)上。這樣，本發(fā)明的方法能夠挖掘更大范圍的可用貨運(yùn)能力。這可以降低到井的運(yùn)輸成本。雖然氣動(dòng)拖車(chē)輸送以“往返行程”的英里數(shù)來(lái)定價(jià)，但是通過(guò)更常見(jiàn)的設(shè)備件(能夠得到“載貨回程”)來(lái)輸送本發(fā)明的集裝箱顯著地降低了整體運(yùn)輸成本。例如，非常需要將部件、工具和其他井口設(shè)備帶出井場(chǎng)進(jìn)行維修或者返回制造商或租賃公司。平板拖車(chē)現(xiàn)在是空的，當(dāng)其在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)具有容納所述負(fù)載的能力，而不是調(diào)用另外的貨運(yùn)公司來(lái)提供該服務(wù)。對(duì)“貨物快車(chē)”服務(wù)的減少的需要對(duì)于服務(wù)公司以及最終對(duì)于勘探與生產(chǎn)的公司來(lái)說(shuō)是另一顯著價(jià)值。

對(duì)于將空的集裝箱送回砂分配設(shè)施而言，可以由單個(gè)平板拖車(chē)送回總共四個(gè)(4個(gè))空的集裝箱。這在從井場(chǎng)將集裝箱移出中提供了4:1的效率水平。此外，40英尺集裝箱的底架會(huì)用于空集裝箱和滿(mǎn)集裝箱兩者的移動(dòng)。正如集裝箱一樣，支承結(jié)構(gòu)可以由典型的平板貨車(chē)輸送到井場(chǎng)。支承結(jié)構(gòu)可以通過(guò)貨車(chē)以與任何其他拖車(chē)相似的方式牽拉到現(xiàn)場(chǎng)。

本發(fā)明的另一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的10英尺ISO集裝箱相對(duì)于其可以?xún)?chǔ)存的砂的容量而言占據(jù)小的占地面積。當(dāng)集裝箱堆疊為三層高時(shí)，集裝箱在80平方英尺的占地面積上可以?xún)?chǔ)存大約135000磅。在井口處以及在可能的支撐劑轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施中可用的空間可能是極其有限的。這樣，本發(fā)明的方法使在這種位置處對(duì)于給定量的支撐劑所需的占地面積最小化。

由于圍繞井場(chǎng)作業(yè)的環(huán)境和安全問(wèn)題正成為日益關(guān)注的問(wèn)題，因此本發(fā)明使得釋放到空氣中的顆粒物的量最小化。支撐劑目前是通過(guò)氣動(dòng)拖車(chē)輸送到壓裂現(xiàn)場(chǎng)的。使用氣壓來(lái)對(duì)拖車(chē)加壓，然后將物料“吹”到砂儲(chǔ)存單元中。該過(guò)程產(chǎn)生超過(guò)隨后可以被壓裂現(xiàn)場(chǎng)的人員吸入的范圍的大量的顆粒物。此外，在將砂吹入到砂儲(chǔ)存設(shè)施中時(shí)，砂儲(chǔ)存設(shè)施必須將增壓空氣排到大氣中。這產(chǎn)生了對(duì)顆粒物甚至更大的暴露。在現(xiàn)場(chǎng)輸送支撐劑的持續(xù)需求在空氣中產(chǎn)生了粉塵和小顆粒的恒定環(huán)境。由于本發(fā)明省去了氣動(dòng)輸送裝置，因此本發(fā)明的方法顯著地降低了壓裂現(xiàn)場(chǎng)的顆粒物的量。從集裝箱到混合器的重力供料輸送方法大大地提高了井場(chǎng)人員的安全性。

本發(fā)明還用于通過(guò)減少正在使用或者等待的貨車(chē)的量來(lái)減少貨運(yùn)排放。通過(guò)減少這種貨車(chē)交通來(lái)提高貨車(chē)井口處的安全性。

本發(fā)明的上述公開(kāi)和描述是其舉例說(shuō)明及解釋。在不脫離本發(fā)明真實(shí)精神的情況下，可以在本發(fā)明范圍內(nèi)在圖示結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)或者所述方法的步驟方面進(jìn)行各種改變。本發(fā)明應(yīng)當(dāng)僅由所附權(quán)利要求及其法律等同物來(lái)限定。