本申請是在2013年12月3日提交的美國申請序號14/095,346的部分繼續(xù)申請，該美國申請?zhí)?4/095,346是2013年3月15日提交的美國申請序號13/832,759的繼續(xù)申請，該美國申請序號13/832,759是2012年8月24日提交的美國申請序號13/594,497的部分繼續(xù)申請，該美國申請序號13/594,497要求2012年7月27日提交的美國臨時(shí)申請?zhí)?1/676,628的優(yōu)先權(quán)。本申請要求所有先前列出的申請的優(yōu)先權(quán)，并且還要求2013年1月29日提交的美國臨時(shí)申請序號13/753,310的優(yōu)先權(quán)。

背景技術(shù)：

油井的水力壓裂開始于十九世紀(jì)四十年代后期，作為當(dāng)試圖延長衰減期油井的經(jīng)濟(jì)壽命時(shí)的油井增產(chǎn)方法。那時(shí)候很多油井是豎直驅(qū)動(dòng)的。成形炸藥在薄壁套管中的放置受限于被放置在預(yù)定烴生產(chǎn)層的這些炸藥，其主要為沙的形式。這些成形的炸藥被點(diǎn)火以在這些區(qū)域中產(chǎn)生裂紋或通道。加壓水和沙的混合物被泵浦到井眼中用于井增產(chǎn)。

這種井增產(chǎn)實(shí)踐至今為止仍在豎直驅(qū)動(dòng)井中繼續(xù)。直到十九世紀(jì)九十年代中期，Mitchell能源使用兩種新開發(fā)的技術(shù)將方法改變?yōu)榉莻鹘y(tǒng)的，在位油頁巖才能被經(jīng)濟(jì)地開采。使用的第一種新技術(shù)為可轉(zhuǎn)向和可控鉆井技術(shù)的開發(fā)，其可以改變沿豎直方向行進(jìn)的鉆頭的方向，并且將其旋轉(zhuǎn)進(jìn)入水平方向。該旋轉(zhuǎn)可以在相當(dāng)短的彎曲半徑下實(shí)現(xiàn)，且鉆頭于是可以繼續(xù)水平鉆進(jìn)可觀的距離，進(jìn)入油頁巖。

需要的第二種技術(shù)涉及高壓壓裂泵的開發(fā)，其能夠在地表實(shí)現(xiàn)在九千到一萬磅每平方英寸范圍的水壓。答案是可以在正排量下實(shí)現(xiàn)這些壓力水平的壓裂泵的開發(fā)。兩種技術(shù)對于在硬和軟的頁巖層中經(jīng)濟(jì)地開采烴類氣體和液體而言是關(guān)鍵的。當(dāng)前各公司開采氣體和液體烴化物并且主要使用化學(xué)產(chǎn)品來控制微生物的生長。這些最終會進(jìn)入到飲用水層中。

當(dāng)前，通常作法是通過化學(xué)或其他類型的抗微生物劑一開始或現(xiàn)場殺死在水混合物中的微生物，使得被保持在油頁巖基層中的氣體和液體烴化物可以自由流動(dòng)到通過回流的水混合物而空出的通道和裂隙中。此外，由壓裂過程產(chǎn)生的通道必須通過最初通過注入的水混合物輸送到壓裂區(qū)域的裂隙中支撐劑來保持打開。如果微生物沒有被殺死，它們將快速地繁殖，且如果它們保持在裂隙中，它們將成長并減小或者完全堵住從這些裂隙流動(dòng)的烴化物。微生物的另一個(gè)顯著問題是可能存在這樣的微生物株，其具有親和性，用于尋找和消化人任何自由硫或硫化物，且產(chǎn)生硫化氫，而硫化氫必須從任何開采的氣體中移除，因?yàn)樗歉叨任ｋU(xiǎn)且致癌的物質(zhì)。這些類型的微生物必須被全部摧毀，如果要避免這樣的問題。

除了微生物繁殖和堵塞烴化物產(chǎn)品的流動(dòng)的可能性之外，溶解的固體在水溶液中的存在也是注射水混合物中的一個(gè)問題。它們會在同一流動(dòng)通道和裂隙中沉積為鱗或結(jié)殼。這些結(jié)殼如果被允許沉積在這些通道中，也將減小或堵塞烴化物到地表的流動(dòng)。為了避免這些情況，當(dāng)前工業(yè)作法中已嘗試使得溶解的固體聯(lián)結(jié)并將其附著到存在于水混合物中的懸浮或其它膠狀物，其在注射到井中之前被移除；然而，這些努力僅部分有效。例如參見，Denny,Dennis.(2012March).Fracturing-Fluid Effects on Shale and Proppant Embedment.JPT.pp.59-61.Kealser,Vic.(2012April).Real-Time Field Monitoring to Optimize Microbe Control.JPT.pp.30,32-33.Lowry,Jeff,et al.(2011December).Haynesville trial well applies environmentally focused shale technologies.World Oil.pp.39-40,42.Rassenfoss,Stephen.(2012April).Companies Strive to Better Understand Shale Wells.JPT.pp.44-48.Ditoro,Lori K.(2011).The Haynesville Shale.Upstream Pumping Solutions.pp.31-33.Walser,Doug.(2011).Hydraulic Fracturing in the Haynesville Shale:What’s Different？Upstream Pumping Solutions.pp.34-36.Denney,Dennis.(2012March).Stimulation Influence on Production in the Haynesville Shale:A Playwide Examination.JPT.pp.62-66.Denney,Dennis.(2011January).Technology Applications.JPT.pp.20,22,26。上述全部通過參考被并入到本文中，用于全部目的。

近年來，石油工業(yè)嘗試開發(fā)一系列方法來處理這些問題。使用紫外光結(jié)合減少量的化學(xué)抗微生物劑已經(jīng)被證明在殺死水里攜帶的微生物方面僅部分有效。當(dāng)試圖使用超高頻率聲波來殺死微生物時(shí)也是如此。然而，這兩個(gè)系統(tǒng)都缺乏密度和強(qiáng)度來在僅一個(gè)弱、短時(shí)間的局部曝光和實(shí)際上沒有殘余效應(yīng)的情況下有效地殺死所有水中攜帶的微生物。兩系統(tǒng)需要一些抗微生物劑來有效地殺死水中攜帶的全部微生物。此外，一些公司使用低頻或低強(qiáng)度的電磁波發(fā)生器為抗微生物劑/聚結(jié)器；然而，這也被證明僅輕微有效。

由此，進(jìn)一步實(shí)例的目的是經(jīng)濟(jì)地處理和滿意地解決工業(yè)領(lǐng)域重要的主要環(huán)境問題中的一些。其它實(shí)例的目的是消除對鹽水處置井的需要，消除有毒化學(xué)物品作為抗微生物劑來破壞微生物的使用；且回收所有回流或產(chǎn)出的水用于在隨后的水力壓裂操作中再使用。本發(fā)明的實(shí)例提供了工業(yè)上對水力壓裂考慮的很多公共安全問題的技術(shù)上合理且經(jīng)濟(jì)上可行的方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各種實(shí)施例的益處包括需要更少(或不)廢棄鹽水，因?yàn)榛舅胁蝗芙獾柠}被合并并且轉(zhuǎn)換為懸浮顆粒，其是獨(dú)立的且與回收的支撐劑和細(xì)顆粒結(jié)合用于包含在饋送材料中，用于在回轉(zhuǎn)爐中通過高溫分解而熔化。類似的，本發(fā)明的實(shí)例消除了對化學(xué)抗微生物劑的需要，因?yàn)楦邚?qiáng)度、可變、超高頻率的電磁波發(fā)生器在水被注入到地層之前殺死了存在于水中的微生物。電磁波還防止地層的結(jié)垢，由此不需要在壓裂水混合物中加入結(jié)垢抑制劑。結(jié)果，來自于壓裂操作的基本所有回流水被再次使用，其中所有保留的固體材料被回收且重構(gòu)為適當(dāng)構(gòu)造且具有適當(dāng)尺寸的支撐劑，用于隨后的壓裂操作中。此外，由于不穩(wěn)定有機(jī)組分被燃燒和蒸發(fā)，不需要泥漿或其他類型的固體廢棄物處理設(shè)施。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于井壓裂操作的系統(tǒng)被提供，包括：第一分離器，包括泥漿入口和具有第一水含量的泥漿出口；第二分離器，具有泥漿入口，定位為接收來自第一分離器的泥漿出口的泥漿，和具有第二較低水含量的泥漿出口；燒爐，定位為接收來自第二分離器的泥漿出口的泥漿，且具有出口；淬火裝置，定位為接收從燒爐出口的爐渣；破碎機(jī)，定位為接收來自于淬火裝置的經(jīng)淬火的爐渣；磨機(jī)，定位為從破碎機(jī)接收被壓碎的材料；第一篩網(wǎng)，定位為從磨機(jī)接收經(jīng)研磨的材料，該篩網(wǎng)的尺寸為第一篩網(wǎng)的尺寸確定支撐劑尺寸的上邊界；以及第二篩網(wǎng)，定位為接收穿過第一篩網(wǎng)的材料，其中第二篩網(wǎng)的尺寸確定支撐劑尺寸的下邊界。在一個(gè)實(shí)例中，系統(tǒng)還包括定位為接收來自第一和第二篩網(wǎng)之間的支撐劑的支撐劑存儲倉。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括混合器，定位為接收來自倉的支撐劑。在更特別的實(shí)施例中，第一分離器包括水出口，系統(tǒng)還包括：水存儲箱，定位為接收來自第一分離器的水，抗微生物聚結(jié)器，定位為接收來自水存儲箱的水，該聚結(jié)器具有出口，其饋送到混合器，以及至少一個(gè)壓裂泵，從混合器接收至少支撐劑和水，其中壓裂泵產(chǎn)生用于井壓裂操作的水流。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一方法被提供用于從提取自壓裂烴化物井的泥漿生產(chǎn)特定尺寸的支撐劑，該方法包括：將水從泥漿分離，得到泥漿流和液體流；將泥漿流與顆粒混合，得到饋送材料；將饋送材料中的支撐劑材料熔化；淬火熔化的支撐劑材料；破碎熔化的支撐劑材料；設(shè)置破碎的材料的尺寸為特定尺寸；以及將不是特定尺寸的破碎的材料與饋送材料混合。在本發(fā)明的一些實(shí)例中，本方法還包括從源自烴化物井的開采流體提取泥漿，其中開采流體包括水和泥漿，其中泥漿的分離導(dǎo)致至少兩股流體，其中所述至少兩股流體中的一股包括基本液體的水流且所述至少兩股流體中的另一股包括泥漿。用于將泥漿從開采流體流分離的可接受器件的實(shí)例包括傳統(tǒng)的三相分離器。

在至少一個(gè)實(shí)例中，混合包括：將固體流注入到燒爐中；以及將顆粒注入到燒爐中，其中顆粒的注入改變了造渣材料的粘度，其中造渣材料包括固體流和注入的顆粒。在另一實(shí)例中，注射顆粒進(jìn)入燒爐依賴于燒爐中造渣材料的粘度，其中當(dāng)造渣材料過粘抑制不能在燒爐中均勻流動(dòng)時(shí)，增加顆粒的注入。在一些實(shí)例中，當(dāng)造渣材料的粘度太低以致穿過燒爐的流動(dòng)速率太快而不能熔化支撐劑材料時(shí)，顆粒的注入減少。

在另一實(shí)例中，淬火包括以液體流噴淋熔化的支撐劑材料，且破碎包括壓碎經(jīng)淬火的支撐劑材料且研磨壓碎的支撐劑材料。

在另一實(shí)例中，設(shè)置尺寸包括篩選和/或重量分離。

在一些實(shí)例中，熔化包括加熱造渣材料，其中造渣材料中的不穩(wěn)定成分被以氣相釋放且造渣材料中的支撐劑材料被熔化。在一些這樣的實(shí)例中，熔化材料離開燒爐的流動(dòng)速率被測量，且燒爐中的加熱被基于測量結(jié)果調(diào)整。

在再一實(shí)例中，本方法還包括從源自烴化物井的開采流體分離泥漿，其中開采流體包括水和固體，其中泥漿的分離導(dǎo)致至少兩股流體，其中所述至少兩股流體中的一股包括基本液體的水流且所述至少兩股流體中的另一股包括泥漿。在至少一個(gè)這樣的實(shí)例中，該方法還包括施加電磁場脈沖到基本液態(tài)的水流，其中支撐劑在該施加之前或之后與基本液態(tài)的水流混合。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一系統(tǒng)被提供用于從提取自壓裂烴化物井的泥漿生產(chǎn)特定尺寸范圍的支撐劑，該系統(tǒng)包括：用于將水從泥漿分離的器件，得到泥漿流和液體流；用于將泥漿流與顆?；旌系钠骷?，得到饋送材料；用于將饋送材料中的支撐劑材料熔化的器件；用于淬火熔化的支撐劑材料的器件；用于破碎熔化的支撐劑材料的器件；用于設(shè)置破碎的材料的尺寸為特定尺寸的器件；以及用于將不是特定尺寸的破碎的材料與饋送材料混合的器件。在至少一個(gè)實(shí)例中，用于混合不是特定尺寸的破碎材料的器件包括用于熔化的器件。

用于分離的器件的一個(gè)實(shí)例包括至少兩相分離箱，其在下端具有漏斗，其具有一個(gè)管道，引導(dǎo)到螺旋推運(yùn)器的入口。兩相分離箱使用重力沉積單元的原理(有或沒有擋板)。作為對重力沉積單元的替代是來自虹吸系統(tǒng)的壓力箱，通過螺旋推運(yùn)器迫使泥漿到饋送斗。

在另一實(shí)例中，用于將泥漿和顆粒混合的器件包括：用于將泥漿流注入到燒爐中的器件；以及用于將顆粒注入到燒爐中的器件，其中顆粒的注入改變了造渣材料的粘度，其中造渣材料包括泥漿流和注入的顆粒。有用的用于注入泥漿流到燒爐中的器件的一個(gè)實(shí)例包括：從用于分離的器件到燒爐的螺旋推運(yùn)器。當(dāng)螺旋推運(yùn)器朝向料斗輸送泥漿流時(shí)，更多的水離開。替代方式包括刮板輸送帶，桶輸送系統(tǒng)和其它本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識到的裝置。用于將沙注射到燒爐中的具體實(shí)例包括：具有可變驅(qū)動(dòng)的桶提升輸送器，其攜帶來自倉的顆粒(例如沙)，其中特定的沙位于倉中?？勺凃?qū)動(dòng)允許根據(jù)在燒爐出口處測得的溫度值改變沙的量。溫度與粘度相關(guān)。例如，當(dāng)溫度在約2200F的一些設(shè)定點(diǎn)周圍改變時(shí)，沙的饋送隨著溫度降低而增大。它將隨著溫度升高而降低。在更具體的實(shí)例中，對于約5％的變化則不進(jìn)行改變，而高于5％時(shí)，變化量將導(dǎo)致增加或減少一依賴于特定燒爐、支撐劑固體饋送和其它本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的情形的量。用于注入的器件的其他實(shí)例包括帶輸送機(jī)或刮板輸送機(jī)或本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的其它等價(jià)物。

在另一實(shí)例中，用于淬火的器件包括用于以獨(dú)立于泥漿的液體流體噴淋熔化的支撐劑材料的器件(例如通過噴嘴和/或水壁)。用于冷卻材料的另一替代方式可以為空氣驟冷。在至少一個(gè)實(shí)例中，來自燒爐的熱固體混合物被沉積到移動(dòng)穿孔的鋼輸送帶上，其被放置在水收集盤上方。當(dāng)在帶上時(shí)，水被施加到混合物。

在又一實(shí)例中，用于破碎的器件包括：用于將經(jīng)淬火的支撐劑材料壓碎的器件；以及用于研磨壓碎的支撐劑材料的器件。在一個(gè)這樣的實(shí)例中，用于壓碎的器件包括破碎機(jī)，其具有下列細(xì)節(jié)：偏心圓錐破碎機(jī)(錐形)，使得破碎空間可以被改變以獲得各種尺寸。替代的破碎機(jī)包括：顎式破碎機(jī)、滾筒式破碎機(jī)、球式破碎機(jī)和本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的其它等價(jià)物。在一些實(shí)例中，破碎機(jī)將固化結(jié)塊的混合物減小為具有在約1/4英寸到約1/2英寸的尺寸范圍的塊。

在一些實(shí)例中，用于研磨的器件包括下列類型的研磨器：棒磨機(jī)、球磨機(jī)、自磨機(jī)、盆式磨機(jī)和本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的其它等價(jià)物。在至少一些這樣的實(shí)例中，破碎的材料被輸送機(jī)移動(dòng)并排放到混合/研磨單元，在該處材料的尺寸被減??；在至少一個(gè)實(shí)例中，材料的98-99％穿過約590微米的#30篩網(wǎng)開口，且穿過的材料具有與尖銳的細(xì)沙相似的尺寸和強(qiáng)度。

在一些實(shí)例中，用于設(shè)置尺寸的器件包括具有至少一個(gè)篩網(wǎng)的篩選器?？山邮艿暮Y選器的一個(gè)實(shí)例為振動(dòng)篩網(wǎng)。如果材料穿過篩網(wǎng)，則它被分類為“特定尺寸”。如果太小，則它會掉到尺寸過低的饋送流，其被饋送回到燒爐的料斗的入口。如果太大，則它會被分離到尺寸過高的饋送流，其被提供到燒爐的入口處的料斗。在至少一個(gè)實(shí)例中，尺寸過大和過小的流在被注入到燒爐之前被混合。其它用于設(shè)置尺寸的可接受的器件包括固定篩網(wǎng)、旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)和用于重量分離的器件(例如旋風(fēng)器，破碎的材料穿過它和/或在液體溶液中的比重分離)?？山邮苄L(fēng)器的實(shí)例將由本領(lǐng)域技術(shù)人員構(gòu)想到。另一用于分離的可接受器件包括液體溶液中的比重分離裝置。該類型的可接受分離系統(tǒng)的實(shí)例將呈現(xiàn)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。

根據(jù)另一實(shí)例，用于熔化的器件包括用于加熱造渣材料的器件，其中造渣材料中的不穩(wěn)定成分被以氣相釋放且造渣材料中的支撐劑材料被熔化。這樣的用于加熱造渣材料的器件的一個(gè)實(shí)例包括造渣回轉(zhuǎn)爐、傾斜回轉(zhuǎn)爐和水平爐，其具有直接或間接烘烤的能力。用于熔化饋送材料中的推進(jìn)劑材料的替代器件包括：非造渣爐，立式爐(例如赫爾肖夫爐、多層立式爐)，水平行程燒結(jié)爐，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的其它等價(jià)物。在一些實(shí)例中，燒爐操作涉及饋送泥漿材料到燒爐中，以及添加支撐劑以開始將泥漿材料和支撐劑一起熔化為流動(dòng)的燒結(jié)材料團(tuán)的過程。當(dāng)混合物向下運(yùn)動(dòng)到燒爐的排放口時(shí)，混合物的溫度由于燒爐的燃燒器產(chǎn)生的熱量而增加。同時(shí)，混合物的粘度隨著溫度升高而降低。在相同時(shí)段，混合物中攜帶的有機(jī)材料被燃燒、蒸發(fā)并且排放到排氣煙囪，留下流動(dòng)的固體材料混合物。該流動(dòng)的混合物的粘度通過增加或減少由燒爐的燃燒器釋放的熱量來調(diào)整，或通過增加或較少添加到混合物的支撐劑來調(diào)整，或通過兩者來調(diào)整。

本發(fā)明的一些實(shí)例還包括用于測量從燒爐輸出的熔化材料的流動(dòng)速率的器件。用于測量從燒爐輸出的熔化材料的流動(dòng)的器件的實(shí)例包括提供信號的溫度傳感器。替代等價(jià)器件將由本領(lǐng)域技術(shù)人員構(gòu)想到。用于基于該測量調(diào)整燒爐中的熱量的器件在又一實(shí)施例中被提供。用于基于該測量調(diào)整燒爐中的熱量的器件的實(shí)例包括：基于溫度測量值改變輸入到燒爐的支撐劑流，以及改變到燒爐燃燒器的燃料流的速率，以增加或減少由燒爐釋放的熱量的量。

如上所述，泥漿從來自井的流體的分離導(dǎo)致至少兩股流體，其中所述至少兩股流體中的一股包括基本液態(tài)的水流。且，在更詳細(xì)的實(shí)例中，用于施加電磁脈沖到基本液態(tài)的水流中的器件被提供。用于施加電磁脈沖到基本液態(tài)的水流的器件的至少一個(gè)實(shí)例在美國專利號6063267中公開，其通過引用在此并入用于全部目的。對于該專利中所述的設(shè)備在本發(fā)明的各個(gè)實(shí)例中使用的替代方式包括：傳統(tǒng)的抗微生物/聚結(jié)器(化學(xué)、電子和機(jī)械)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的。

在至少一個(gè)實(shí)例中，施加的特定脈沖具有下列特性：在約10到80kHz之間范圍內(nèi)的可變、超高頻率。具有足以殺死水中存在的微生物并使得不溶解的固體結(jié)垢的頻率的其它脈沖將由本領(lǐng)域技術(shù)人員構(gòu)想到并且取決于在特定井中的水的特定特性。脈沖將通常破壞微生物的細(xì)胞。

在本發(fā)明的又一實(shí)例中，用于將支撐劑與基本液態(tài)的水流混合的器件被提供(用于在上述施加之前或之后混合)。用于將支撐劑與水混合的器件的實(shí)例包括混合器，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的(例如帶篩網(wǎng)或開口格柵的箱。在一些實(shí)例中，表面張力降低劑也被添加到混合器中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的其它組分一樣。該混合物然后被提供到增加混合物壓力的器件(例如壓裂泵-又稱“增壓裝置”-如本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的)且加壓的混合物被注入到井中。

在又一實(shí)例中，支撐劑由開采和/或回流的水以及其它源使用燒爐、破碎機(jī)、磨機(jī)和篩網(wǎng)的組合而制成為特定尺寸，以產(chǎn)生本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識到在壓裂操作中所需的各種尺寸。參見例如Mining Engineering,“Industrial Materials”,pp.59-61,June 2012(www.miningengineering magazine.com)，其全部內(nèi)容在此通過引用并入。各種尺寸通過使用的磨機(jī)和篩網(wǎng)來調(diào)整。

在又一實(shí)例中，方法被提供用于處理來自烴化物井的烴化物井壓裂水(其包括“回流”和“開采”水兩者)，其中該方法包括：將固體從壓裂水分離，其中得到具有懸浮固體的水流；將水流分離為多股水流；在多股水流總產(chǎn)生正電荷，得到多股帶正電荷的水流；在所述產(chǎn)生之后將多股帶正電荷的水流混合。在另一實(shí)例中，該方法還包括：監(jiān)控油/水界面水平；和控制在分離器中的油/水界面水平。

在更特別的實(shí)例中，方法還包括減慢多股水流的流動(dòng)速率，到低于具有懸浮顆粒的水流的流動(dòng)速率。減慢流動(dòng)速率允許在產(chǎn)生正電荷的步驟期間的更大的停留時(shí)間。這增加了水中的正電荷的數(shù)量，其被認(rèn)為有益于殺死在水中的微生物以及在水已經(jīng)被注射入地層中時(shí)在一時(shí)段內(nèi)提供殘余正電荷，其中烴化物要從該地層中開采。地層中的水中的正電荷的存在確信有益于減少地層中各種流動(dòng)降低結(jié)構(gòu)的存在。

在另一特定實(shí)例中，用于在水流中產(chǎn)生正電荷的方法包括利用電磁通量處理多股水流中的每股的器件。

在又一實(shí)例中，懸浮固體大部分小于約100微米。在一些這樣的實(shí)例中，懸浮固體基本全部小于約100微米。在更限制性的實(shí)例組中，懸浮固體大部分小于約10微米。在進(jìn)一步限制性的實(shí)例組中，懸浮固體基本全部小于約10微米。通過減小懸浮顆粒的尺寸，使得當(dāng)懸浮固體接近100微米且作為固體的更軟的材料(例如PVC)接近10微米或更小時(shí)能夠通過使用例如不銹鋼管道讓水穿過實(shí)用于以合理成本在水中產(chǎn)生正電荷的設(shè)備。

且在一些其它實(shí)例中，分離包括兩級分離。在至少一個(gè)這樣的實(shí)例中，兩級分離包括：使得壓裂水穿過三相分離器，其中得到從三相分離器輸出的水；且使得從三相分離器輸出的水穿過兩相分離器。在至少一個(gè)這樣的方法中，三相分離器包括具有至少四個(gè)出口的四材料分離器，包括：泥漿、具有懸浮固體于其中的水、烴化物液體、和烴化物氣體。

根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)例，系統(tǒng)被提供用于處理來自烴化物井的烴化物井壓裂水，其中該系統(tǒng)包括：用于將固體從壓裂水分離的器件，其中得到具有懸浮固體的水流；用于將水流分離為多股水流的器件；用于在多股水流總產(chǎn)生正電荷的器件，得到多股帶正電荷的水流；以及用于將多股帶正電荷的水流混合的器件。

在至少一個(gè)這樣的系統(tǒng)中，用于分離的器件包括三相、四材料分離器。例如，在更具體的實(shí)例中，用于分離的器件還包括第二兩相分離器，該兩相分離器包括入口，用于從三相油氣分離器的水流，和出口，用于具有懸浮固體的水流。在另一實(shí)例中，還提供了：用于監(jiān)控油/水界面水平的器件；和用于控制在第一和第二分離器中油/水界面水平的器件。在一個(gè)這樣的實(shí)例中，用于監(jiān)控的器件包括油/水界面水平指示器和控制閥傳感器(例如級聯(lián)控制系統(tǒng))。

在一些實(shí)例中，用于將水流分離為多股水流的器件包括集管，其具有入口端口，用于接收具有懸浮固體的水流，和多個(gè)出口端口，每個(gè)具有比集管的入口的橫截面面積小的橫截面面積；且其中出口端口的橫截面面積之和大于入口端口的橫截面面積，由此離開集管的流動(dòng)速率小于進(jìn)入集管的流動(dòng)速率。在至少一個(gè)實(shí)例中，集管包括1：12集管(例如在出口端口中具有4英寸的橫截面直徑，且在入口端口中具有更大的截面直徑)。在替代實(shí)例中，用于分離水流為多股水流的器件包括水車，其具有多個(gè)艙室，每個(gè)艙室接收水流的一部分。

在另一實(shí)例中，用于產(chǎn)生正電荷的器件包括用于利用電磁通量處理多股水流中的每股的器件。至少一個(gè)這樣的實(shí)例中，用于利用電磁通量處理多股水流中的每一股的器件包括：管道和至少一個(gè)電磁線圈，其具有基本與管道同軸的軸線。在一些這樣的實(shí)例中，管道基本包含非導(dǎo)電材料。在一些這樣的實(shí)例中，管道基本包含不銹鋼材料。在各種實(shí)例中，還提供了一種連接到線圈的鈴流切換電路。在一些這樣的實(shí)例中，鈴流切換電路在約10kHz到約80kHz之間的頻率下以全波形模式操作。

在又一實(shí)例中，用于混合的器件包括集管，其具有用于多股帶正電荷的水流的入口端口(多個(gè))以及出口端口。在一個(gè)這樣的實(shí)例中，用于混合的器件還包括井壓裂水和支撐劑混合器。在各個(gè)實(shí)例中，懸浮固體大部分小于約100微米。在一些這樣的實(shí)例中，懸浮固體基本全部小于約100微米。在更限制性的實(shí)例組中，懸浮固體大部分小于約10微米。在進(jìn)一步限制性的實(shí)例組中，懸浮固體基本全部小于約10微米。

在一個(gè)更具體實(shí)例中，用于分離的器件包括兩級分離器。在一個(gè)這樣的實(shí)例中，該兩級分離器包括：三相分離器，其具有連接到兩相分離器的入口的水出口。在又一實(shí)例中，三相分離器包括具有至少四個(gè)出口的四材料分離器，包括：泥漿、具有懸浮固體于其中的水、烴化物液體、和烴化物氣體。

在本發(fā)明的另一實(shí)例中，系統(tǒng)被提供用于處理烴化物井壓裂水，該系統(tǒng)包括：多相分離器；集管，具有連接到多相分離器出口的入口端口，和多個(gè)出口端口；多個(gè)管道，每個(gè)具有線圈纏繞在管道上，其中每個(gè)管道具有入口端部，其連接到集管的出口端口，且每個(gè)管道具有出口端部；混合集管，具有連接到所述多個(gè)管道的出口端部的入口端口。

在至少一個(gè)這樣的系統(tǒng)中，支撐劑-水混合器還被提供，其連接到混合集管的出口。

在至少一個(gè)這樣的系統(tǒng)中，多相分離器包括多級分離器。在更具體的實(shí)例中，多級分離器包括兩級分離器，其中：兩級分離器中的第一級包括三相分離器且兩級分離器中的第二級包括兩相分離器。在更具體的實(shí)例中，三相分離器包括四材料分離器，其包括油水界面控制系統(tǒng)。

在本發(fā)明的又一實(shí)例中，提供了用于控制在三相分離器總的水/液態(tài)烴化物界面的方法，其中該方法包括：在三相分離器中建立水/液態(tài)烴化物界面；測量三相分離器中水/液態(tài)烴化物界面，其中得到水/液態(tài)烴化物界面測量信號；將水/液態(tài)烴化物界面測量信號與設(shè)定點(diǎn)比較，得到比較信號；在比較信號指示水/液態(tài)烴化物界面高于設(shè)定點(diǎn)時(shí)減少烴化物井壓裂水進(jìn)入三相分離器的流動(dòng)，以及在比較信號指示水/液態(tài)烴化物界面低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)增加進(jìn)入三相分離器的流動(dòng)，其中增加流動(dòng)包括來自井的烴化物井壓裂水和來自存儲箱或水池的補(bǔ)充水。

在又一實(shí)例中，方法還包括：當(dāng)進(jìn)入三相分離器的流動(dòng)減小時(shí)以相同速率減小離開三相分離器的流動(dòng)來平衡它；以及用于在進(jìn)入三相分離器的流動(dòng)增加時(shí)以相同的平衡速率增加離開三相分離器的流動(dòng)。

在另一實(shí)例中，提供了用于控制在三相分離器總的水/液態(tài)烴化物界面的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括：用于在三相分離器中建立水/液態(tài)烴化物界面的器件；用于測量三相分離器中水/液態(tài)烴化物界面的器件，其中得到水/液態(tài)烴化物界面測量信號；用于將水/液態(tài)烴化物界面測量信號與設(shè)定點(diǎn)比較的器件，獲得比較信號；一器件，用于在比較信號指示水/液態(tài)烴化物界面高于設(shè)定點(diǎn)時(shí)減少烴化物井壓裂水進(jìn)入三相分離器的流動(dòng)，以及用于在比較信號指示水/液態(tài)烴化物界面低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)增加進(jìn)入三相分離器的流動(dòng)，其中增加流動(dòng)包括烴化物井壓裂水和補(bǔ)充水。

在至少一個(gè)實(shí)例中，用于建立水/液態(tài)烴化物界面的器件包括隔膜堰。在另一實(shí)例中，用于測量水/液態(tài)烴化物界面的器件包括液體水平指示器控制器型傳感器。在另一實(shí)例中，將水/液態(tài)烴化物界面測量信號與設(shè)定點(diǎn)比較包括連續(xù)電容水平變送器。

在一些實(shí)例中，用于減少和增加到三相分離器中的流動(dòng)的器件包括渦輪類型流量計(jì)和與三相分離器入口對齊的入口型控制閥。

在又一實(shí)例中，還提供了：一器件，用于當(dāng)進(jìn)入三相分離器的流動(dòng)減小時(shí)用于以相同速率減小和平衡離開三相分離器的流動(dòng)；以及用于在進(jìn)入三相分離器的流動(dòng)增加時(shí)以相同的平衡速率增加離開三相分離器的流動(dòng)。

在至少一個(gè)這樣的實(shí)例中，用于增加和減少離開三相分離器的流動(dòng)的器件包括連接到三相分離器的水出口的流量計(jì)。在另一實(shí)例中，用于增加和減少離開三相分離器的流動(dòng)的器件包括控制三相分離器的水出口的孔式流量控制器。

本發(fā)明的實(shí)例進(jìn)一步在附圖中示出，其為示意性且不意圖為工程或組裝圖且不是按比例的。各種部件被符號性地示出；此外，在各個(gè)位置，進(jìn)入各個(gè)部件的“窗”示出了材料從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的流動(dòng)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解部件通常是閉合的。附圖和說明中任何內(nèi)容不應(yīng)被理解為限制任何權(quán)利要求術(shù)語到本說明書涉及的各種技術(shù)的技術(shù)人員的一般意思之外的其它含義。

在至少一個(gè)實(shí)例中，用于增加從地下地層的烴化物產(chǎn)量的方法包括：產(chǎn)生離子化流體，從地表位置泵浦離子化流體到烴化物井中的至少一個(gè)地下位置；在所述至少一個(gè)地下位置處加壓離子化流體；在穿孔位置處減壓離子化流體，其中離子化流體的至少一部分在包含懸浮材料的情況下返回到地表位置。在其他實(shí)例中，該方法還包括對至少一個(gè)地下位置進(jìn)行穿孔。

在至少一個(gè)其他實(shí)例中，該方法還包括對至少一個(gè)地下位置進(jìn)行壓裂。在又一實(shí)例中，該方法還包括將所述至少一個(gè)地下位置從烴化物井的至少一部分隔離。

在又一實(shí)例中，該方法中所述離子化流體阻止烴化物井的腐蝕。在又一實(shí)例中，該方法中所述離子化流體成分包括至少百分之五十體積的水。

在另一實(shí)例中，離子化流體包括帶正電荷的水。在又一實(shí)例中，該方法還包括將離子化流體與支撐劑混合。

根據(jù)另一實(shí)例，該方法中離子化流體由將水暴露到電磁場的影響而產(chǎn)生。在又一實(shí)例中，該方法中電磁場的影響以高至三百六十次每秒的全波脈動(dòng)。在又一實(shí)例中，該方法中電磁場的影響以高于八十次每秒的全波脈動(dòng)。

在又一實(shí)例中，該方法中懸浮顆粒包括鈣基懸浮顆粒。

在又一實(shí)例中，該方法還包括將回收從井回流的流體的一部分。在又一實(shí)例中，該方法還包括將回收從井開采的流體的一部分。在又一實(shí)例中，該方法還包括將離子化開采的流體的被回收的部分。在又一實(shí)例中，該方法中被產(chǎn)生的離子化流體包括回收流體、開采流體、和補(bǔ)充流體。

在更特別的實(shí)例中，用于增加從地下地層的烴化物產(chǎn)量的系統(tǒng)包括：用于產(chǎn)生離子化流體的器件；用于從地表輸送離子化流體到地下地層的至少一個(gè)壓裂區(qū)域的器件；用于在所述至少一個(gè)壓裂區(qū)域處加壓離子化流體的器件；用于在所述至少一個(gè)壓裂區(qū)域處保持壓力的器件；用于在所述至少一個(gè)壓裂區(qū)域處減壓離子化流體的器件，其中離子化流體的一部分在包含地層的懸浮顆粒的情況下返回到地表。在又一實(shí)例中，用于產(chǎn)生離子化流體的器件還包括用于利用電磁場影響處理水的器件。

在又一實(shí)例中，該系統(tǒng)中用于產(chǎn)生電磁場影響的器件包括：管道，以及至少一個(gè)電磁線圈，其具有與管道基本同軸的軸線。在又一實(shí)例中，該系統(tǒng)中電磁場的影響以高于八十次每秒的全波頻率產(chǎn)生。

在又一實(shí)例中，該系統(tǒng)中所述離子化流體包括至少百分之五十體積的水。

在又一實(shí)例中，該系統(tǒng)中電磁場的影響以高至三百六十次個(gè)脈沖每秒的全波頻率產(chǎn)生。在又一實(shí)例中，該系統(tǒng)中電磁場影響消除離子化流體中的大部分微生物。

在又一實(shí)例中，該系統(tǒng)還包括添加支撐劑到離子化流體的器件。在又一實(shí)例中，該系統(tǒng)中所述添加支撐劑到離子化流體的器件包括混合器。

在另一實(shí)例中，系統(tǒng)中用于從地表傳輸離子化流體到地下地層的壓裂區(qū)域的器件包括連續(xù)油管。

在又一實(shí)例中，系統(tǒng)中用于在壓裂區(qū)域處加壓離子化流體的器件包括至少一個(gè)壓裂泵。

在又一實(shí)例中，系統(tǒng)中用于在壓裂區(qū)域處保持壓力的器件包括至少一個(gè)封隔器。

在又一實(shí)例中，系統(tǒng)中用于在壓裂區(qū)域處減壓離子化流體的器件包括連續(xù)油管。在另一實(shí)例中，系統(tǒng)還包括鉆入機(jī)構(gòu)，附接到適于平衡至少一個(gè)封隔器的連續(xù)油管。

在另一實(shí)例中，系統(tǒng)還包括用于再循環(huán)回流流體的器件，其中再循環(huán)的回流流體的一部分被用于產(chǎn)生離子化流體。在另一實(shí)例中，系統(tǒng)還包括用于將回流分離為水和至少一種其它物質(zhì)的器件。

在另一實(shí)例中，系統(tǒng)中離子化流體包括帶正電荷的水。在另一實(shí)例中，系統(tǒng)還包括用于再循環(huán)開采流體的器件，其中再循環(huán)的開采流體的一部分被用于產(chǎn)生離子化流體。在另一實(shí)例中，系統(tǒng)還包括用于將開采流體分離為水和至少一種其它物質(zhì)的器件。

在更具體的實(shí)例中，用于增加從地下地層的烴化物產(chǎn)量的方法包括：產(chǎn)生離子化流體；再進(jìn)入地層；接近烴化物井中的至少一個(gè)選擇的位置；從地表位置泵浦離子化流體到烴化物井中的至少一個(gè)選擇的位置處的地下地層；在所述至少一個(gè)選擇的位置處加壓離子化流體；在至少一個(gè)選擇的位置處減壓離子化流體，其中離子化流體的至少一部分在包含懸浮材料的情況下返回到地表位置。在又一實(shí)例中，該方法還包括消除離子化流體中的大部分微生物。在又一實(shí)例中，該方法中所述離子化流體成分包括至少百分之五十體積的水。

在另一實(shí)例中，方法中離子化流體包括帶正電荷的水。

在另一實(shí)例中，該方法中離子化流體由使得流體經(jīng)受電磁場的影響而產(chǎn)生。在又一實(shí)例中，該方法中電磁場的影響以高于八十次每秒的全波脈動(dòng)。在又一實(shí)例中，該方法中電磁場的影響以高至三百六十次每秒的全波脈動(dòng)。

在又一實(shí)例中，該方法中懸浮顆粒包括鈣基懸浮顆粒。在又一實(shí)例中，該方法還包括將所述至少一個(gè)選擇的位置從烴化物井的至少一部分隔離。

在其他實(shí)例中，該方法還包括對至少一個(gè)選擇的位置進(jìn)行穿孔。

在其他實(shí)例中，該方法還包括對至少一個(gè)選擇的位置進(jìn)行壓裂。

在又一實(shí)例中，該方法還包括將離子化流體與支撐劑混合。在又一實(shí)例中，該方法還包括將所述至少一個(gè)選擇的位置從第二選擇的位置隔離。

在又一實(shí)例中，該方法還包括安裝至少一個(gè)封隔器以將所述至少一個(gè)選擇的位置從烴化物井的至少一部分隔離。

在其他實(shí)例中，該方法還包括鉆出所述至少一個(gè)封隔器。

在更具體的實(shí)例中，增加從地下頁巖層的產(chǎn)量的方法包括：利用電磁場影響產(chǎn)生離子化流體；泵浦離子化流體到地下頁巖層；以及將先前穿孔的區(qū)域暴露到加壓的離子化流體；其中從地下頁巖的產(chǎn)量在離子化流體被降壓之后增大，其中先前穿孔的區(qū)域已經(jīng)被先前壓裂，還包括壓裂先前穿孔的區(qū)域，且還包括選擇區(qū)域以暴露到離子化流體。

在其他實(shí)例中，該方法還包括對選擇的區(qū)域進(jìn)行穿孔。在另一實(shí)例中，該方法還包括壓裂選擇的區(qū)域并且將選擇的區(qū)域隔離。在又一實(shí)例中，該方法還包括以離子化流體加壓選擇的區(qū)域。在又一實(shí)例中，該方法還包括保持選擇的區(qū)域中的壓力預(yù)定時(shí)間段。在又一實(shí)例中，該方法還包括將釋放選擇的區(qū)域中的壓力。在又一實(shí)例中，該方法還包括將離子化流體與支撐劑混合。

在更具體的實(shí)例中，用于烴化物井壓裂操作的設(shè)備包括：電磁場發(fā)生器，具有第一流體入口端口和第一流體出口端口；至少一個(gè)壓裂泵，具有連接到電磁場發(fā)生器的第一流體出口端口的第二流體入口端口；以及連續(xù)油管設(shè)備，具有連接到第二流體出口端口的連續(xù)油管入口，且該設(shè)備還包括附接到連續(xù)油管的至少一個(gè)井壓裂工具。在又一實(shí)施例中，設(shè)備還包括至少一個(gè)井穿孔工具，其附接到連續(xù)油管。在又一實(shí)例中，設(shè)備還包括至少一個(gè)管道，位于電磁場發(fā)生器中，定位在第一流體入口端口和第一流體出口端口之間。

在又一實(shí)施例中，設(shè)備還包括至少一個(gè)電磁線圈，其圍繞至少一個(gè)管道。在又一實(shí)施例中，設(shè)備還包括至少一個(gè)完井工具，其附接到連續(xù)油管的端部。

在又一實(shí)例中，設(shè)備還包括在烴化物井地表處的井口，其中連續(xù)油管通過井口與烴化物井相接。在又一實(shí)例中，設(shè)備還包括從進(jìn)口的回流管線，其具有出口端口。在又一實(shí)例中，設(shè)備還包括連接到分離器的回流管線出口端口，分離器具有入口端口和至少一個(gè)出口端口。在又一實(shí)例中，設(shè)備還包括至少一個(gè)分離器出口端口，其連接到電磁場發(fā)生器上的第二入口端口。

附圖說明

圖1是井場的視圖，示出了用于本發(fā)明的各個(gè)實(shí)例的各種材料的流動(dòng)；

圖2A和2B，當(dāng)沿它們相應(yīng)的虛線連接時(shí)，是本發(fā)明的實(shí)例的側(cè)視圖；

圖2A1是圖2A的實(shí)施例的替代方式；

圖2C是本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)例中使用的控制系統(tǒng)的示意圖；

圖3A和3B，當(dāng)通過在它們的虛線旁邊的重疊部件連接時(shí)，是圖2A和2B的實(shí)例的平面圖；

圖3C和3D分別是圖2A-2B和圖3A-3B的實(shí)例的一面的立視圖和側(cè)視圖；

圖4是本發(fā)明的另一實(shí)例的平面圖；

圖5是圖4的實(shí)例的俯視圖；

圖6是井場的視圖，示出了用于本發(fā)明的各個(gè)實(shí)例的各種材料的流動(dòng)；

圖7是井場的視圖，示出了用于本發(fā)明的各個(gè)實(shí)例的各種材料的流動(dòng)；

圖8是本發(fā)明的實(shí)例的頂視圖；

圖9是本發(fā)明的實(shí)例的側(cè)視圖；

圖10A是圖8的支撐腿100的側(cè)視圖；

圖10B是圖10A的底座101的頂視圖；

圖11是穿過圖9的線A截取的截面視圖；

圖12是穿過圖8的線C截取的截面視圖；

圖13是穿過圖8的線B截取的截面視圖；

圖14A是本發(fā)明的實(shí)例的部件的頂視圖；

圖14B是圖14A的部件的截面視圖；

圖15是本發(fā)明的實(shí)例中使用的控制系統(tǒng)的示意圖；

圖16是本發(fā)明的實(shí)例中使用的系統(tǒng)的示意圖示；

圖17是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例使用的控制系統(tǒng)的示意圖；

圖18是本發(fā)明的實(shí)例的透視圖；

圖19是實(shí)施本發(fā)明的裝置的透視圖；

圖20是圖19的裝置的管道單元的分解視圖；

圖21是穿過圖19的管道單元截取的縱向截面視圖；

圖22是圖19的管道單元的簡化線路圖；

圖23是圖19的管道單元的電路的詳細(xì)示意圖；

圖24是示出了在運(yùn)行期間由圖19的管道單元產(chǎn)生的特定波形形狀的圖示；

圖25是類似于圖4但是示出了本發(fā)明的修改實(shí)施例的線路圖；

圖26是類似于圖21但是示出了本發(fā)明的修改實(shí)施例的視圖，其中管道單元僅具有一個(gè)圍繞液體流動(dòng)管道的線圈；

圖27為類似于圖23但是示出了用于圖27的管道單元的電路的詳細(xì)線路圖；

圖28為列舉圖19至24的裝置的某些參數(shù)的當(dāng)前優(yōu)選值的圖表；

圖29是井場的視圖，示出了用于本發(fā)明的各個(gè)實(shí)例的各種材料的流動(dòng)，包括泵浦離子化水到地層中；

圖30是暴露到離子化流體的穿孔區(qū)域的示圖；

圖31是ζ(zeta)原理的圖示并且示出了場和力的位置。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考圖1，本發(fā)明在烴化物井中的使用的流程圖，該烴化物井具有井眼1，其具有穿過由封隔器隔離的壓裂區(qū)域的灌注水泥的套管3。油管9通過鉆架11插入，用于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的壓裂操作。

回流(和/或產(chǎn)生的)水被引導(dǎo)到三相固體/液體/氣體/烴化物/水分離器10，所有烴化物液體或氣體從其產(chǎn)生，且來自分離器10的水被引導(dǎo)到壓裂水存儲箱17，其還可以包括來自其他源的水(也稱為“補(bǔ)充”水)。濕的固體從三相分離器10行進(jìn)到二相分離器14，其產(chǎn)生水，該水行進(jìn)到淬火系統(tǒng)32且泥漿化，然后行進(jìn)到干燥器24。礦渣從干燥器24行進(jìn)通過淬火系統(tǒng)32到破碎機(jī)40且然后到研磨器46。研磨材料然后在篩網(wǎng)50處被分離為特定尺寸，其然后被輸送到支撐劑存儲倉26，該支撐劑存儲倉還可以包括來自其他源的支撐劑(例如沙供應(yīng)器)。水被提供到抗微生物劑/聚結(jié)器單元13。支撐劑從倉26被提供到混合器15，水從抗微生物劑/聚結(jié)器單元13被提供到混合器15；混合的水和支撐劑于是被提供到壓裂泵19，其將混合物泵浦到井中，在那里它壓裂油頁巖層21。其他添加劑可以按期望被提供到混合器15。此外，在替代實(shí)例中，支撐劑可以在抗微生物劑/聚結(jié)器單元13之前被添加到水。

本發(fā)明的實(shí)例從泥漿產(chǎn)生各種特定尺寸的一系列支撐劑，所述泥漿抽取自水力壓裂的烴化物井。

在圖2A和2C以及圖3A-3D中，可以看到更多的具體實(shí)例。在實(shí)例中，泥漿抽取自累積在常規(guī)三相分離箱10(其為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)設(shè)計(jì))底部的重力沉淀泥漿。在圖2A的特定實(shí)例中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員構(gòu)想到的，水/液體烴化物界面水平有助于任何液體烴化物產(chǎn)物從回流或開采水流(其在進(jìn)入分離器10時(shí)處于壓力之下)的分離和回收(通過內(nèi)部或外部安裝的水位指示器)。該指示器發(fā)送水位測量信號到預(yù)編程低水平/高水平水流控制數(shù)據(jù)積分器(未示出)。當(dāng)分離器10中的水位抵達(dá)高水平設(shè)定點(diǎn)時(shí)，數(shù)據(jù)積分器促動(dòng)控制閥(未示出)，其控制通過水饋送管道10a的流動(dòng)(標(biāo)識為“進(jìn)入水”)以減少進(jìn)入三相分離器的水量，且流動(dòng)速率繼續(xù)減小直到進(jìn)入水量與被從三相分離器抽取的水量相等或平衡的點(diǎn)被達(dá)到。相反地，如果在三相分離器10中的水位落到低水平設(shè)定點(diǎn)之下，數(shù)據(jù)積分器將促動(dòng)并進(jìn)一步打開入口管道10a中的控制閥，以便于增加水流的流量或速率，使其足以穩(wěn)定界面水平。如果該附加量的水不足以穩(wěn)定水平面在界面水平處，則積分器促動(dòng)泵(未示出)并且打開另一個(gè)控制閥(未示出)，其定位在水箱17(圖1)的排放管道(未示出)。該排放管道被連接到入口管道10a；由此來自壓裂水存儲箱17的水與回流或開采水一起繼續(xù)流入到三相分離器，直到分離器10中的水位達(dá)到適當(dāng)?shù)慕缑嫠健Ｈ缓?，補(bǔ)充水控制閥關(guān)閉并且補(bǔ)充水泵被關(guān)閉。該控制順序是必須的，以便于實(shí)現(xiàn)任何液態(tài)烴化物產(chǎn)物的分離和回收的穩(wěn)定狀態(tài)和持續(xù)操作穩(wěn)定性，所述烴化物產(chǎn)物通過回流或開采水饋送流輸送到三相分離器。

堰和擋板構(gòu)造(通常被稱為氣/油分離單元)通過使用界面水平作為在分離器中的水的最大高度，且允許較輕的液態(tài)烴化物在水層頂上浮動(dòng)且然后在其流動(dòng)越過液態(tài)烴化物產(chǎn)物的堰并且在烴化物液態(tài)產(chǎn)物出口法蘭連接部處被抽吸之后，被抽吸作為液態(tài)烴化物產(chǎn)物，而有助于液態(tài)烴化物產(chǎn)物(如果有的話)的分離和回收。在堰之下的水平擋板限制可能攜帶的水的量，其會與液態(tài)烴化物產(chǎn)物流混合。當(dāng)回流或開采水流進(jìn)入三相分離器10時(shí)，泄壓將較輕的烴化物氣體釋放，且它們的釋放有助于液體烴化物產(chǎn)物的漂浮，以及氣態(tài)烴化物產(chǎn)物通過出口10c的釋放。水通過管道10b流動(dòng)離開分離器10，到調(diào)節(jié)箱(未示出)且然后被泵浦回到水箱17(圖1)。

從分離器10，電機(jī)驅(qū)動(dòng)正排量隔膜型污泥泵12將泥漿向上運(yùn)動(dòng)到兩相水/固體分離箱14的入口開口，得到固體流16和液體流18，其被泵19泵浦到淬火器(標(biāo)志為“Q”)。從兩相水/固體分離箱14的底部，斗式提升機(jī)輸送器20將沉淀的泥漿材料從水/固體分離箱14的下部部分從水位向上輸送，且將它們排放到饋送料斗22(圖2B)。該排放在圖2A中可見，當(dāng)沿著虛線行進(jìn)，其將虛線連接到圖2B的左側(cè)，在該處可觀察到泥漿累積在造渣旋轉(zhuǎn)燒爐24的饋送料斗22中，使得泥漿的水被保持在水/固體分離箱14和提升器20中。結(jié)果，所有分離在大氣壓下執(zhí)行而不是在壓力容器中(如當(dāng)前實(shí)踐)。

在饋送料斗22中，來自水/泥漿分離箱的泥漿材料與來自倉26的特定支撐劑(圖1)以及來自最終篩選單元50(下文描述)的過小或過大的固體材料混合。

當(dāng)用于支撐劑材料的熔化步驟進(jìn)行時(shí)，無機(jī)支撐劑材料被熔化為均勻物質(zhì)，且可能已經(jīng)存在于來自水/固體分離箱14的饋送流中的不穩(wěn)定的有機(jī)材料被燃燒并且蒸發(fā)，然后氣體被最終排放到排氣口30。

當(dāng)它出現(xiàn)于爐24的出口時(shí)，從旋轉(zhuǎn)爐24離開的支撐劑材料被水流淬火，以降低材料的溫度。在一些實(shí)例中，排放的材料流動(dòng)到穿孔的電機(jī)驅(qū)動(dòng)不銹鋼輸送帶35上，且水通過噴灑噴嘴34沖下到運(yùn)動(dòng)的帶35上，由此固化和冷卻支撐劑材料。用于淬火支撐劑材料的水來自于水/固體分離箱14(參見圖2A)，通過使用例如電機(jī)驅(qū)動(dòng)離心泵19以將水推送到圖3B的淬火噴嘴34。多余水收集盤36被定位在輸送帶35下方，已收集和回收任何多余的淬火水且通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)離心泵21和圖2A的流動(dòng)到返回“R”的管線將其輸送回到水/固體分離箱14。

當(dāng)其從爐24排出時(shí)淬火熱的支撐劑材料，由于支撐劑材料的不均勻收縮和快速淬火導(dǎo)致的高內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致大量隨機(jī)、溫差裂隙或裂紋。不同尺寸的支撐材料被直接排放到材料破碎機(jī)40。

在一些實(shí)施例中，壓碎或破碎大的不規(guī)則支撐劑材料且降低他們的尺寸通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，豎直軸，偏心錐或顎式破碎機(jī)被實(shí)現(xiàn)。尺寸降低的程度通過改變間隔或破碎機(jī)間隙來調(diào)整，由此允許一范圍的不同材料尺寸被產(chǎn)生，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。

支撐劑材料的尺寸設(shè)置是在支撐劑材料在破碎機(jī)底部排放之后通過研磨被破碎的支撐劑材料實(shí)現(xiàn)的。在所示實(shí)例中，材料通過斗式提升輸送機(jī)44向上輸送到球式磨機(jī)46。在至少一個(gè)替代實(shí)例中，桿式磨機(jī)被使用。磨機(jī)46通過改變磨機(jī)46中的桿或球的旋轉(zhuǎn)、尺寸和間隔來調(diào)整以研磨支撐劑為不同特定尺寸范圍。

被研磨的支撐劑材料通過重力向下流動(dòng)穿過磨機(jī)的研磨區(qū)，且被排放到振動(dòng)篩50上，在那里網(wǎng)眼開口被選擇性地設(shè)置尺寸到特定篩網(wǎng)值。例如，對于軟的礦物頁巖，網(wǎng)眼開口為590微米范圍或#30篩網(wǎng)。例如，對于硬的礦物頁巖，網(wǎng)眼開口將為150微米范圍或#100篩網(wǎng)。適當(dāng)尺寸的支撐劑材料在重力作用下向下流動(dòng)穿過選定尺寸篩網(wǎng)，在“A”處離開。太大而不能穿過傾斜的振動(dòng)篩網(wǎng)53的支撐劑材料離開到帶51a上(參見圖3B)，且其余的材料掉落到篩網(wǎng)55。在篩網(wǎng)53和55的尺寸之間的支撐劑材料作為正確尺寸的支撐劑在“A”處離開，且被輸送到倉26(圖1)。過小尺寸的支撐劑掉落到帶51a上，其輸送尺寸過小和過大的支撐劑到帶51b，其然后通過提升機(jī)25將支撐劑輸送回到爐24。圖3A和3B示出了本發(fā)明的實(shí)例的頂視圖，其中部件被安裝在拖車或滑架上，所述拖車或滑架在井場處與抗微生物劑和其它部件組合(例如圖4和5)。這樣的拖車或滑架在一些實(shí)施例中通過調(diào)平千斤頂81來調(diào)平。

如圖3C和3D所示，提升機(jī)25將材料放到饋送料斗22的頂部，且提升機(jī)23將材料從倉從較低水平通過饋送料斗22中的開口放到饋送料斗22中。

適當(dāng)尺寸的支撐劑材料流通過重力被饋送到特定支撐劑容器(未示出)，用于輸送到特定支撐劑倉26(圖1)，其也可以包含來自于另一個(gè)源的特定支撐劑。

現(xiàn)在參考圖2B，期望控制支撐劑饋送混合物的粘度，以獲得支持最優(yōu)熔化溫度的穩(wěn)定性(在一些實(shí)例中為約華氏溫度2200度。當(dāng)支撐劑饋送混合物溫度由于爐24中熱量而升高時(shí)，熔化各種無機(jī)材料為均勻粘性物質(zhì)的過程在支撐劑混合物中的溫度抵達(dá)二氧化硅或沙的熔化溫度時(shí)實(shí)現(xiàn)。支撐劑材料的粘性是材料本身的溫度的函數(shù)。這樣的控制通過各種方式實(shí)現(xiàn)。

在至少一個(gè)實(shí)例中，在離開爐時(shí)熔化材料的溫度被測量，通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式，例如在淬火系統(tǒng)32中的光學(xué)溫度傳感器。如果溫度高于材料的熔點(diǎn)，則材料過于液態(tài)，則到爐的燃料被減少。同時(shí)，更多特定支撐劑可以被添加到饋送料斗22。這影響該溫度，因?yàn)閬碜阅酀{材料并不是均勻的且不是干燥的；添加來自倉的支撐劑平衡這種多變性。

現(xiàn)在參考圖2C，可以看到示意圖，其中傳感器67將爐24出口的溫度信號發(fā)送到積分器69。積分器69于是控制調(diào)速電機(jī)90(圖3A)，其操作提升機(jī)23(還參見圖3B)，該提升機(jī)23從支撐劑倉26的底部輸送支撐劑并將其排放到造渣旋轉(zhuǎn)爐饋送料斗22中。不同材料流在饋送料斗22中混合，然后它們進(jìn)入爐24的旋轉(zhuǎn)輥。需要被添加到來自水/固體分離箱14的材料流的特定支撐劑的比例和量根據(jù)來自水/固體分離箱14的材料的組分的變化而調(diào)整。這增加爐24在熔化過程中使用的支撐劑材料饋送混合物的不均勻性。在至少一個(gè)實(shí)例中，如果溫度過高，到燃燒器的燃料被減少；如果這也沒能校正這個(gè)問題，被爐的支撐劑的量將被增大。類似地，如果溫度過低，到燃燒器的燃料被減少，且如果這沒用的話，支撐劑的量被減少。替代布置將由本領(lǐng)域技術(shù)人員構(gòu)想到。

回頭參考圖2C，積分器69還控制閥63，以增加或減少燃料61到爐燃燒器65的供應(yīng)。

再次參考圖1，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例在其中示出，其中可以看到分離器10饋送泥漿到分離器14，且來自分離器10的水與新的“補(bǔ)充”(箱17中)結(jié)合，以在新的壓裂工作中用于注射。該組合流被美國專利號6,063,267中描述的那種類型的電池抗微生物/聚結(jié)器13處理，其通過參考合并于此用于任何目的(商業(yè)上作為Dolphin model 2000出售)，其在至少一個(gè)實(shí)例中被設(shè)置為賦予具有以下特性的電磁脈沖：可選擇的、可變的、和在約10-80KHz之間的范圍內(nèi)可調(diào)頻的。這樣的脈沖足以殺死微生物，且使得正電荷被施加到水，使得溶解的固體能夠在井中聚結(jié)或沉淀。

圖4和5分別為包括一組抗微生物/聚結(jié)器70a-70l的安裝在拖車或滑架上的系統(tǒng)的實(shí)例的側(cè)視圖和頂視圖，其被組織為以通常頁巖壓裂操作中使用的流動(dòng)速率的類型來接收壓裂箱的水。這樣的單元由電控制面板72運(yùn)行，該電控制面板連接到頭上電源并控制連接到頭上電源饋送部件71a-71l的分布軌73。電力由發(fā)動(dòng)機(jī)75供應(yīng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)77，該發(fā)電機(jī)連接到電力饋送件79，用于以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式供應(yīng)電力。

現(xiàn)在參考圖2A1，其如所示為圖2A的實(shí)施例的替代方式，其中二相分離器14的水平與三相分離器10的水平相同。在這樣的實(shí)施例中，存在通過隔膜泵12的流體連通，且箱處于大氣壓力下，使得氣液界面處于相同水平。

現(xiàn)在參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)例，提供了一種用于處理來自烴化物井的烴化物井壓裂水的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于將固體從壓裂水分離的器件，包括三相、四材料分離器10，其中最終得到具有懸浮固體的水流最后被輸送到壓裂水存儲箱17。從該處，所謂“補(bǔ)充水”可以被添加到壓裂水存儲箱17，且水流穿過用于分離水流為多股水流的器件(下文詳述)；行進(jìn)到用于在多股水流中產(chǎn)生正電荷的器件(例如如上所述的一組抗微生物聚結(jié)器或單元)，其中最后得到多股帶正電荷的水流。用于混合多股帶正電荷的水流的器件更均勻地分布在水中的正電荷，然后水流行進(jìn)到混合器14，用于供隨后的井壓裂操作中使用。

圖7示出了實(shí)例，其中用于分離的器件進(jìn)一步包括第二級、二相分離器14，該二相分離器包括用于接收來自三相油氣分離器的水流的入口。來自三相分離器的水流在分離器的中間區(qū)段被取得，同時(shí)大部分固體在底部掉出，如上所述。然而，來自三相分離器的水包括懸浮固體，其會損壞抗微生物聚結(jié)器或單元。因此，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，來自三相分離器10的水流被輸送到二相分離器14的入口，該二相分離器14還包括出口，用于具有較小懸浮固體的水流。二相分離器14還在形成泥漿過程中使得固體從其下部區(qū)段掉出。來自三相分離器10和二相分離器14的泥漿被進(jìn)一步處理(例如如上所述)或以一些其它方式解決。

現(xiàn)在參考圖8和9，可以看到根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例有用的三相、四材料分離器90的實(shí)例和三相分離器10的位置。分離器90包括入口92、泥漿出口94、液態(tài)烴化物出口98和氣體出口80。還參見圖10A，分離器90由腿100支撐(腿包括底座101，如圖10B所示)，其被焊接到分離器90的側(cè)部。

現(xiàn)在再次參考圖9，以及圖11(其為沿圖9的線A截取的截面視圖)和圖13(其為沿圖8的線B截取的截面視圖)，擋板111允許具有一些懸浮固體的水離開分離器90，而較大的固體作為泥漿在底部排出口94處離開。圖12示出了入口92的截面(沿圖8的線C截取)，在該處輸入管道被支撐件120支撐，該支撐件120連接到分離器90的底部并且保持輸入管道92和座。

在另一實(shí)例中，還提供了：用于監(jiān)控油/水界面水平的器件；和用于控制在第一和第二分離器中油/水界面水平的器件。在一個(gè)這樣的實(shí)例中，用于監(jiān)控的器件包括油/水界面水平指示器和控制閥傳感器(例如級聯(lián)控制系統(tǒng))。

如圖18所示，在一些實(shí)施例中，用于將水流分離為多股水流的器件包括集管181，其具有入口端口閥183，以從用于分離的器件接收具有懸浮固體的水流，以及多個(gè)出口端口，附接到抗微生物聚結(jié)器單元184，每個(gè)出口端口具有橫截面面積，其小于集管的入口的橫截面面積。在一些實(shí)例中，出口端口的橫截面面積之和大于入口端口的橫截面面積，由此離開集管的流動(dòng)速率低于進(jìn)入集管的流動(dòng)速率。在至少一個(gè)實(shí)例中，集管181包括1:12集管(例如在出口端口中具有4英寸的橫截面直徑，且在入口端口中具有更大的截面直徑)。在替代實(shí)例中，用于分離水流為多股水流的器件包括水車(未示出，本領(lǐng)域已知)，其具有多個(gè)艙室，每個(gè)艙室接收水流的一部分。在操作中，水穿過閥183進(jìn)入集管181，且流動(dòng)在通過多個(gè)并聯(lián)連接的抗微生物聚結(jié)器單元184分離并聯(lián)流動(dòng)的同時(shí)變慢，以增加停留時(shí)間，用于賦予電磁通量，以便于最大化電磁通量賦予水的正電荷。單元184的輸出在集管186中混合，集管186的輸出受到閥188的控制。集管和抗微生物聚結(jié)器單元在一些實(shí)施例中，安裝在框架184上，該框架可以通過挽具186升起到井場處的墊上，或到卡車的車床上，用于運(yùn)輸。

在另一實(shí)例中，用于產(chǎn)生正電荷的器件包括用于利用電磁通量處理多股水流中的每股的器件。至少一個(gè)這樣的實(shí)例在圖19至28中可見，其中用于利用電磁通量處理多股水流中的每一股的器件包括：管道和至少一個(gè)電磁線圈，其具有基本與管道同軸的軸線。在一些這樣的實(shí)例中，管道基本包含非導(dǎo)電材料。在一些這樣的實(shí)例中，管道基本包含不銹鋼材料。在各種實(shí)例中，還提供了一種連接到線圈的鈴流切換電路。在一些這樣的實(shí)例中，鈴流切換電路在約10kHz到約80kHz之間的頻率下以全波形模式操作。

特別地，仍參考圖19-28，首先轉(zhuǎn)到圖19，實(shí)施本發(fā)明的裝置示出在910處，且主要包括管道單元912和交流電源914。管道單元912包括管道916，要被處理的液體穿過它，其流動(dòng)方向如箭頭A所示。管道916可以由各種材料制成，但是由于由管道單元執(zhí)行的液體的處理涉及穿過管道壁以及穿過管道進(jìn)入液體的電磁通量的傳播，管道優(yōu)選由非導(dǎo)電材料制成，以避免由于在管道材料中導(dǎo)致渦流而消耗一些通量而導(dǎo)致抵達(dá)液體的通量的量減少。管道單元912的其他部分被包含在圍繞管道916的大體圓柱形殼體918中或安裝在其上。

管道單元912優(yōu)選地，且如后所述，是一種用于通過相對低壓電源(例如具有911V(rms)到37V(rms)的電壓以及60Hz頻率的電源)來操作的設(shè)計(jì)，且由此所示電源914為降壓變壓器，其具有主側(cè)連接到輸入線920，其采用連接到市電(例如120V60Hz或240V60Hz)的插頭922，且具有輸出線924連接到變壓器的副側(cè)，且供應(yīng)低壓電力到管道單元912。管道單元912可以設(shè)計(jì)為用于不同直徑的管道916，且由電源914提供的特定輸出電壓是被選擇以最適應(yīng)管道的直徑和管道單元的相關(guān)部件的尺寸和設(shè)計(jì)。

管道單元912，除了殼體912和管道916之外，還包括圍繞管道的線圈器件和用于控制電流通過線圈器件的流動(dòng)的切換電路，其方式是使得產(chǎn)生穿過線圈器件的相繼周期的鈴流和穿過管道916中的液體的最終相繼鈴流周期的電磁通量。形成線圈器件的線圈的數(shù)量、設(shè)計(jì)和布置可以改變，且如圖20和21中的實(shí)例所示，線圈器件被顯示為包括四個(gè)線圈，L₁，L₂外，L₂內(nèi)和L₃，其布置為類似于美國專利號5,702,600的方式，其通過引用在此并入用于所有目的。線圈，如圖20和21所示，與管916的三個(gè)不同的縱向區(qū)段926、928、930相關(guān)聯(lián)。也就是說，線圈L₁沿著線軸932纏繞，進(jìn)而沿著管道區(qū)段926延伸，線圈L₃沿著線軸934纏繞，該線軸自身延伸管道區(qū)段930延伸，而兩個(gè)線圈L₂內(nèi)和L₂外纏繞在線軸926上，該線軸926自身沿著管道區(qū)段928延伸，其中線圈L₂外纏繞在線圈L₂內(nèi)頂部。兩個(gè)彼此重疊(或以其他方式彼此緊密關(guān)聯(lián))的兩個(gè)線圈L₂內(nèi)和L₂外的繞組產(chǎn)生在這兩個(gè)線圈之間的繞組電容，其形成后文所述一些列諧振電路的電容的全部或部分。

參考圖20，管道單元912的殼體918由圓柱形殼938和兩個(gè)端部件940、942制成。形成切換電路的部件由端部件940承載，其中它們中的至少一部分安裝在散熱器944上，該散熱器944通過螺釘946固定到端部件940。在管道單元912的組裝中，端部件940首先從管道當(dāng)沿圖20觀察時(shí)的右端滑動(dòng)到管道916上，到從管道右端間隔開一些距離的位置處，且然后通過螺釘948緊固到管道。三個(gè)線軸932、936和934以及它們的線圈，于是依次從管道的左端移動(dòng)到管道916上，直到它鄰接彼此以及端部件940，其中粘接劑施加在線軸和管道之間以將線軸粘結(jié)到管道。環(huán)形軸環(huán)950于是從管道的左端滑動(dòng)到管道上，與線圈L3鄰接，且通過螺釘組960、960被緊固到管道。該殼938然后滑動(dòng)到管道上并且在其右端通過螺釘962、962緊固到端部件940。最后，端部件942從管道的左端滑動(dòng)到管道916上，且然后通過螺釘964緊固到殼938且通過螺釘組966緊固到管道。

用于管道單元912的基本線路圖在圖22中示出。連接到電源914的輸入端被示出在968和970處。包括所示導(dǎo)體的連接器件將這些輸入端子968和970連接到線圈和連接到切換電路972，以如所示的方式，其中連接器件包括熱過載開關(guān)974。箭頭B指示線圈繞組的順時(shí)針方向，且以此為準(zhǔn)，線圈L₃和線圈L₂外沿順時(shí)針方向纏繞管道916，且線圈L₁和線圈L₂內(nèi)沿逆時(shí)針方向纏繞管道?？紤]這些繞組方向和所示的電連接，將理解當(dāng)電流i_c沿箭頭C所示方向流過線圈時(shí)，穿過每個(gè)線圈中心的磁通量的方向以及由此穿過管道中的液體的方向，如圖22中的箭頭E、F、G和H所示。也就是說，穿過線圈L₁、L₂內(nèi)和L₃的中心的磁通量沿管道的一個(gè)縱向方向行進(jìn)，且穿過線圈L₂外的中心的磁通量沿相反方向行進(jìn)。取決于切換電路972的設(shè)計(jì)，可能必須或期望為切換電路972提供局部接地，且當(dāng)在這種情況，切換電路可以通過隔離變壓器與輸入端子968和970連接，如圖22所示。

圖23為顯示圖22的連接器件和切換電路972的更詳細(xì)的線路圖。參考圖23，切換電路972包括12V電源子電路976，比較器子電路978，計(jì)時(shí)器子電路980、開關(guān)982和指示器子電路984。

部件D2、R5、C5、R6和Z1包括12VDC電源子電路976，其為觸發(fā)器電路的其他部件提供電力。電阻器R1和R2和操作放大器U1形成比較器電路978。電阻器R1和R2形成分壓器，其發(fā)送正比于施加的AC電壓的信號到操作放大器U1。電容器C1用于過濾出可能存在于AC輸入電壓中的任何“噪聲”電壓，以防止放大器U1抖動(dòng)。放大器U1被連接以只要施加的AC電壓為正就在線986上產(chǎn)生“低”(零)輸出電壓，且在AC電壓為負(fù)時(shí)，產(chǎn)生“高”(+12V)輸出電壓。

當(dāng)AC電壓過零且開始變正時(shí)，放大器U1切換到低輸出。這觸發(fā)555計(jì)時(shí)器芯片U2，以在其管腳93產(chǎn)生高輸出。電容器C2和R3用作高通濾波器，以使得是瞬時(shí)的而不是穩(wěn)態(tài)的。在U2的管腳92處的電壓對于大約半毫秒保持低。該瞬時(shí)低觸發(fā)電壓使得U2在管腳93上保持持續(xù)高(+12V)。

開關(guān)982可以采用多種不同的形式，且可以為由一系列獨(dú)立部件組成的子電路，且在所有情況下它為具有第一、第二和第三端子988、990和992的三端子或三極管開關(guān)，其中第三端子992為門端子，且開關(guān)設(shè)置為使得通過施加電信號到門端子992，開關(guān)可以在ON狀態(tài)和OFF狀態(tài)之間切換，其中在ON狀態(tài)第一和第二端子相對彼此閉合，而在OFF狀態(tài)第一和第二端子相對彼此斷開。在圖23的優(yōu)選和所示的情形下，開關(guān)982具有單個(gè)MOSFET(Q1)。MOSFET(Q1)運(yùn)行為一旦施加到門端子992的電壓變正(作為跨輸入端子968和970的輸入AC電壓變正的結(jié)果)，設(shè)置端子988和990為相對彼此閉合的狀態(tài)。這進(jìn)而允許電流產(chǎn)生在線圈L₁、L₂內(nèi)、L₂外和L₃中。當(dāng)由電阻器R4和電容器C3的乘積形成的時(shí)間常數(shù)逝去之時(shí)，555芯片U2在管腳93處顛倒為低輸出，將MOSFET(Q1)轉(zhuǎn)變?yōu)槠銸FF狀態(tài)。當(dāng)該(Q1)的關(guān)閉發(fā)生時(shí)，仍在線圈中流動(dòng)的任何電流被釋放到電容器，其顯示為跨(Q1)的端子988和990。如圖23所示，該電容器由主要由兩個(gè)線圈L₂內(nèi)和L₂外的緊密關(guān)聯(lián)形成的布線電容C_c形成。該繞組電容可本身足以與線圈產(chǎn)生一些列有用的諧振電路，但是如果需要額外的電容，可以通過獨(dú)立的另外的調(diào)諧電容器(C_t)來供應(yīng)。

當(dāng)開關(guān)(Q1)轉(zhuǎn)到OFF或斷開狀態(tài)時(shí)，仍在線圈內(nèi)流動(dòng)的任何電路將被釋放到電容(C_c和/或C_t)，且該電容接合線圈和電源形成一系列諧振電路，其使得穿過線圈的電流采用鈴波的形式，且由此產(chǎn)生穿過管道916中的液體的鈴流電池通量。通過調(diào)整可變電阻器R4，開關(guān)(Q1)斷開的定時(shí)可以被調(diào)整為在AC輸入電壓的每個(gè)操作半周期中更早或更晚發(fā)生。優(yōu)選地，電路通過以R4的最大電阻值開始調(diào)整，然后逐漸將其調(diào)整到較低的電阻值，直到指示器子電路的LED指示器994照亮。這在跨電容(C_c和C_t)產(chǎn)生的峰值電壓達(dá)到150V時(shí)發(fā)生，在該電壓下兩個(gè)齊納二極管Z2可導(dǎo)通。齊納二極管給電容器962充電，且得到的電壓打開LED994。當(dāng)該指示器LED點(diǎn)亮?xí)r，電阻器R4的調(diào)整于是沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到LED剛好熄滅，且這相應(yīng)地設(shè)置開關(guān)(Q1)到150V鈴流信號。

圖24通過在電路運(yùn)行期間出現(xiàn)的波形示出了圖23的電路的功能。參考該圖，波形996為跨輸入端子968和970施加的AC電源電壓的波形，該電壓為交流的，其具有正電壓第一組半周期998，以及與其交替的負(fù)電壓的第二組半周期900。圖23的電路為以半波模式操作的一種電路，其中僅響應(yīng)于每個(gè)正半周期998，在管道單元的線圈中產(chǎn)生鈴流時(shí)段。波形902表示開關(guān)(Q1)的斷開和閉合持續(xù)時(shí)間，且從這個(gè)可以注意到在電源電壓的每個(gè)正半周期998，開關(guān)(Q1)在半周期的初始部分是閉合的，且在該半周期終點(diǎn)之前相當(dāng)一段距離是斷開的(這出現(xiàn)的確切時(shí)間可以通過可調(diào)整變阻器R4來調(diào)整)。

開關(guān)(Q1)的斷開和閉合產(chǎn)生指示在圖24的904處的電流波形，其對于電源電壓的每個(gè)正半周期使得穿過線圈的電流在該半周期的初始部分從零開始增大，在該部分期間開關(guān)(Q1)閉合，且然后一旦開關(guān)(Q1)斷開，電流振蕩給定時(shí)間段?？绻艿绬卧木€圈的電壓為如圖24的波形906所示，其中一旦開關(guān)(Q1)斷開則電壓采取振蕩波形，其多次具有大于由電源914提供的電壓的最大電壓。

線圈中產(chǎn)生的鈴流和跨線圈產(chǎn)生的鈴壓的頻率可以通過改變跨開關(guān)(Q1)的電容(C_c和C_t)來改變，且優(yōu)選地設(shè)置為在10kHz到80kHz范圍內(nèi)的頻率。

圖19-24的裝置的參數(shù)，包括標(biāo)稱管道尺寸、線圈在匝數(shù)、規(guī)格和長度方面的布置、調(diào)諧電容器電容和相關(guān)標(biāo)稱電源電壓在圖28的表中給出。

如上所述，參考圖22、23和24示出和描述的切換電路為能操作以在施加的電源電壓的每個(gè)交替半周期產(chǎn)生一時(shí)段的鈴流和鈴壓的電路。然而，如果需要，切換電路也可以被設(shè)計(jì)為在全波模式下運(yùn)行，其中在電源電壓的每個(gè)半周期上都產(chǎn)生一時(shí)段的鈴流和鈴壓。如圖25所示，這可以通過修改圖22的電路以增加第二切換電路908來實(shí)現(xiàn)，該第二切換電路908與第一切換電路972相同，除了電流方向和電壓方向與第一電路972相反。也就是說，在圖25中第一電路972在施加電壓的每個(gè)正半周期期間如上所述操作，而第二電路908在施加電壓的負(fù)半周期期間以相同的方式操作，且結(jié)果在給定時(shí)間段上電流和電壓振蕩的次數(shù)被加倍(與圖22的電路在相同時(shí)間段上產(chǎn)生的時(shí)段數(shù)量相比)。

此外，如上所述，在管道單元912中使用的線圈的數(shù)量可以改變，且如果期望，管道單元912可以制造有僅一個(gè)線圈，而不會背離本發(fā)明。圖26和27涉及這樣一種構(gòu)造，其中圖26顯示了管道單元具有單個(gè)線圈繞在線軸912上，且圍繞管道916。在圖26的單線圈管道單元上使用的切換電路在圖27中示出，且大體類似于圖23的切換電路，除了由于單個(gè)線圈910不會產(chǎn)生顯著的布線電容，需要提供跨開關(guān)(Q1)的第一和第二端子988和990的調(diào)諧電容器(C_t)。此外，由于線圈器件由單個(gè)線圈910形成且完全定位在開關(guān)(Q1)的一側(cè)上，不需要提供圖23的隔離變壓器976來建立用于切換電路的部件的局部接地。

在另一實(shí)例中，參見圖18，用于混合的器件包括集管186，其具有用于來自多個(gè)用于產(chǎn)生正電荷184的器件的多股帶正電荷的水流的入口端口，以及出口端口，其連接到閥188，其引導(dǎo)其中具有正電荷的輸出水流到混合器，用于在井壓裂操作中使用。在各個(gè)實(shí)例中，懸浮固體大部分小于約100微米。在一些這樣的實(shí)例中，懸浮固體基本全部小于約100微米。在更限制性的實(shí)例組中，懸浮固體大部分小于約10微米。在進(jìn)一步限制性的實(shí)例組中，懸浮固體基本全部小于約10微米。

現(xiàn)在參考圖16和17，顯示了用于控制在三相分離器總的水/液態(tài)烴化物界面的系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)包括：用于在三相分離器中建立水/液態(tài)烴化物界面的器件；用于測量三相分離器中水/液態(tài)烴化物界面的器件，其中得到水/液態(tài)烴化物界面測量信號；用于將水/液態(tài)烴化物界面測量信號與設(shè)定點(diǎn)比較的器件；一器件，用于在比較信號指示水/液態(tài)烴化物界面高于設(shè)定點(diǎn)時(shí)減少烴化物井壓裂水進(jìn)入三相分離器的流動(dòng)，以及用于在比較信號指示水/液態(tài)烴化物界面低于設(shè)定點(diǎn)時(shí)增加進(jìn)入三相分離器的流動(dòng)，其中增加流動(dòng)包括烴化物井壓裂水和補(bǔ)充水。

在至少一個(gè)實(shí)例中，參考圖14A和14B，用于建立水/液態(tài)烴化物界面的器件包括隔膜堰140，且理想地油水界面建立在堰的底部140b。由流量計(jì)和控制閥實(shí)現(xiàn)的控制在圖15和16中可見。

現(xiàn)在參見圖17，更詳細(xì)的實(shí)例描述了三相四材料分離器的界面水平控制。如圖所示，到分離器的回流水的進(jìn)入流被渦輪流量計(jì)(FE-101)/傳感器(FT-101)測量，且經(jīng)由流動(dòng)控制器(FIC-101)受到流動(dòng)控制閥(FV-101)的控制。補(bǔ)充水進(jìn)入流被穿孔板(FE-103)/dP變送器(FT-103)測量，且經(jīng)由流動(dòng)控制器(FIC-103)受到流動(dòng)控制閥(FV-103)的控制。水流出流被穿孔板(FE-102)/dP變送器(FT-102)測量，且經(jīng)由流動(dòng)控制器(FIC-102)受到流動(dòng)控制閥(FV-102)的控制。在分離器中的油水界面水平由磁性水平測量儀(LG-100)以及還通過連續(xù)電容水平變送器(LT-100)來測量。兩個(gè)水平設(shè)備都被安裝在由2英寸直徑管道構(gòu)成的外部水平懸掛器上。該懸掛器包括手動(dòng)閥(HV-1，HV-2，HV-3，HV-4，HV-5，HV-6，HV-9和HV-10)用于在懸掛器和附接設(shè)備上的維護(hù)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將發(fā)現(xiàn)的。HV-1和HV-2被用于將懸掛器從過程隔離。HV-3和HV-4被分別用于排干和排空懸掛器。HV-5和HV-6被用于將水平測量儀從過程隔離。HV-9和HV-10被用于將水平變送器腔室從過程隔離。懸掛器上的每個(gè)設(shè)備都被配備有閥用于維護(hù)。HV-7和HV-8為水平測量儀的一部分，且被分別用于排干和排空水平測量儀。HV-11是水平變送器腔室的一部分，且被用于排干該腔室。

分離器中的水/液態(tài)烴化物界面(也稱為“油/水界面”)水平水平控制器(LIC-100)(具有到回流進(jìn)入流控制器(FIC-101)、補(bǔ)充水進(jìn)入流控制器(FIC-103)和水流出流控制器(FIC-102)的級聯(lián)控制)保持。級聯(lián)控制通過水平控制器發(fā)送遠(yuǎn)程設(shè)定點(diǎn)(RSP)到相關(guān)聯(lián)的流動(dòng)控制器且重置它們的設(shè)定點(diǎn)以保持界面水平來實(shí)現(xiàn)。

所有的控制器被設(shè)置為在穩(wěn)態(tài)條件下保持一般液體水位(NLL＝50％)。每個(gè)控制器的設(shè)定點(diǎn)由期望的容量和分離器尺寸來確定。

在一個(gè)操作實(shí)例中，當(dāng)界面水平升高時(shí)，水平控制器重置水流出流控制器到節(jié)流閥完全打開，同時(shí)設(shè)置回流進(jìn)入流控制器到收節(jié)流閥，以保持正常液體水平。在高液體水平(HLL＝80％)下，警告從界面水平變送器模擬信號發(fā)送給操作者，允許操作者采取釋放措施來再次控制界面水平或操作條件。

當(dāng)界面水平降低時(shí)，水平控制器重置水流出流控制器到收節(jié)流閥，同時(shí)設(shè)置回流進(jìn)入流控制器到節(jié)流閥打開，以保持正常液體水平。如果界面水平降低到低液體水平(LLL＝10％)，系統(tǒng)將通過軟件切換LX-100將補(bǔ)充水流控制器設(shè)置到界面水平控制器的級聯(lián)控制上。

現(xiàn)在參考圖29，本發(fā)明的實(shí)例在烴化物井中的使用的流程圖，該烴化物井具有井眼301，其具有穿過由封隔器341隔離的壓裂區(qū)域340的灌注水泥的井眼套管303。油管309通過鉆架311插入，用于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的壓裂操作。穿孔356被形成到頁巖層321。作為穿孔和封堵操作的一部分，封隔器341被放置在井眼中以隔離不同的壓裂區(qū)域340。連續(xù)油管309被插入到期望壓裂的目標(biāo)區(qū)域。液體，在本情況下大部分包括水，被泵浦通過離子發(fā)生器313。離子發(fā)生器313使用本文所述的電磁場影響來在流體中產(chǎn)生離子化。則現(xiàn)在是離子化流體353經(jīng)由壓裂泵319被泵浦到壓裂區(qū)域340中。

離子化流體353被泵浦到裂隙351中，如圖30所示。離子化流體353被充分加壓以生長和擴(kuò)大裂隙351。離子化流體353被保持在壓力下預(yù)定時(shí)間量。當(dāng)在壓力下時(shí)，離子化流體353與頁巖層321相互作用，在該實(shí)施例中為層狀的方解石350，以產(chǎn)生文石晶體層352。壓裂區(qū)域340在該實(shí)例中被連續(xù)油管309減壓。壓裂過程可以根據(jù)服務(wù)提供商和油井的環(huán)境而改變。例如，在裸眼應(yīng)用中，碎點(diǎn)系統(tǒng)可以被用于代替穿孔和封堵系統(tǒng)。這些在頁巖地層中可能的破碎工藝的變化對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的。

在壓裂操作中，在頁巖層321中的裂隙被建立和/或擴(kuò)大。裂隙可以通過穿孔、高壓磨損技術(shù)或其它現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法來建立。這些裂隙351定位在壓裂區(qū)域340中，將層狀的方解石晶體350暴露到井眼301。當(dāng)層狀的方解石350斜方晶體被暴露到離子化流體353時(shí)，層狀方解石350的晶體不可溶解的顆粒結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)變?yōu)閷訝畹奈氖?52，其具有斜方晶體隊(duì)列形狀。該層狀的文石352為懸浮的。

離子化流體353具有避免生垢結(jié)殼的能力，因?yàn)閷?dǎo)致生垢的顆?，F(xiàn)在是懸浮的而不是溶解的。通過將層狀的方解石350暴露到離子化流體353，顆粒比不存在離子的情形更快速地形成。該現(xiàn)象減少了顆粒的尺寸，防止它們變得過大，以導(dǎo)致在裂隙351的暴露表面上結(jié)殼或生垢。

離子化流體353，在該實(shí)例中為離子化水，還消除了非微生物懸浮顆粒成長的問題，因?yàn)樗鼙苊獗砻娉珊顺恋淼男Ч?。此外，離子化水的效果阻止腐蝕。碳酸鈣(CaCO3)的對膠質(zhì)顆粒通過例子吸附而帶電荷，導(dǎo)致它們尺寸降低使得它們不能溶解并保持懸浮。它們被轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徕}的斜方文石的懸浮晶芽，且保持懸浮。

當(dāng)在目標(biāo)壓裂區(qū)域340處的裂隙351中的離子化流體353被連續(xù)油管降壓，在該實(shí)例中，碳酸鈣懸浮顆粒352，在該實(shí)例中為文石晶體，被回流水從裂隙351移除或通過從地層開采的流體移除。

離子化水具有避免非生物物質(zhì)在裂隙351中累積的能力。該水經(jīng)由電磁場的作用而被離子化，使用例如Dolphin單元作為離子發(fā)生器313，其使用周期性的低頻波形，由此導(dǎo)致信號的電穿孔和通過諧振對振蕩信號的放大。低功率、高頻EM波最終殺死或破壞在被離子化流體中的微生物的隔膜。由于這些作用的結(jié)果，生物碎屑的結(jié)殼也會出現(xiàn)。微生物不能再生它們自身來形成堵住裂隙351的生物膜。在該實(shí)例中，離子化流體，其主要包括水，由離子發(fā)生器313通過將流體暴露到全波電磁場的影響之下而產(chǎn)生，該波形的頻率范圍在80KHz到360kHz之間。在其它實(shí)施例中，頻率可簡單地高于80kHz。在該實(shí)例中，360kHz的頻率可以在主要包括水的流體中產(chǎn)生振蕩。換句話說，流體的自然頻率被激勵(lì)。具有與水不同的自然頻率的其它流體可以在它們這些其它自然頻率下被激勵(lì)。流體的組成將確定離子發(fā)生器應(yīng)該在何種頻率之下操作電磁場。大于在80kHz全波的頻率可以具有離子化流體和最小化在流體中微生物的存在的有意效果。

當(dāng)過多的水中攜帶的正離子進(jìn)入裂隙351時(shí)，正電荷離子對于頁巖的層狀方解石350沉淀物具有物理化學(xué)效果。該礦化改變了已經(jīng)沉淀在基質(zhì)總的結(jié)殼的晶體結(jié)構(gòu)。碳酸鈣的優(yōu)選晶型是所謂的層狀方解石350(斜方六面體)，而其他晶型被稱為文石(斜方晶型)和球文石(六邊形)。離子化水經(jīng)由在高頻下脈沖能量結(jié)合了特定中到高頻率范圍的周期性脈沖信號和特定低頻AC波形驅(qū)動(dòng)的連續(xù)改變的感生電場。

低頻AC波形影響固體沉淀物結(jié)核方法和固體沉淀物晶體生長的方式。以這樣的方式，這樣的成長導(dǎo)致沉淀但是并不形成在表面上，而是形成在本體溶液中，使用微觀懸浮顆粒(有機(jī)和無機(jī)兩者)作為用于結(jié)核和顆粒生長的種子表面。在壓裂水中，碳酸鈣為水中沉淀的主要結(jié)晶固體，且通常為表面結(jié)核水垢。當(dāng)暴露裂隙351到離子化流體353時(shí)，碳酸鈣沉淀物將包括鎂、硅、鋁和鐵的溶液中的其它陽離子結(jié)合到自身，且與其它組分一起被轉(zhuǎn)換為懸浮顆粒。

晶體結(jié)合動(dòng)力學(xué)的改變，以及導(dǎo)致的文石結(jié)構(gòu)避免了表面結(jié)垢的形成，且將晶體結(jié)構(gòu)放到懸浮物中，作為單個(gè)或聚結(jié)的顆粒。在較高的相對正的鈣值和較低的基值之間的電動(dòng)力的相對值的差異驅(qū)動(dòng)從結(jié)垢到懸浮顆粒的轉(zhuǎn)變。被強(qiáng)制帶電荷的離子化水使得當(dāng)在地下頁巖地層中層狀方解石表面被成形的炸藥暴露時(shí)，這種選擇性的改變能在層狀方解石表面上實(shí)現(xiàn)。該效果對于硬和軟頁巖兩者都相同。

在另一實(shí)例中，在攜帶正離子的加壓水被迫入裂隙351之前，碳酸鈣垢層被在井眼中爆炸的成形炸藥物理地打開。裂隙351被離子化流體加壓，由此輸送正離子到暴露的裂隙351。離子化水353被允許在壓裂區(qū)域340中保持幾天。在一段時(shí)間之后，離子化水被連續(xù)油管309降壓，且釋放的烴化物、懸浮顆粒352、支撐劑以及本領(lǐng)域技術(shù)人員可預(yù)期的其它材料通過回流和從井眼開采的水輸送離開裂隙351。當(dāng)在裂隙351中時(shí)，在例如本實(shí)例中的水中的正離子選擇性地與層狀方解石相互作用，且將其晶體結(jié)構(gòu)從方解石(斜方六面體)改變?yōu)閼腋☆w粒的優(yōu)選的文石(斜方晶型)的晶體形式，其被回流水從裂隙351移除。

降壓以分層的方式移除裂隙中的結(jié)殼或垢層，此處描述為懸浮顆粒層352，且通過允許更快速率的氣態(tài)和液態(tài)烴化物被上流到地表的水輸送而打開通道。這以分層的方式移除了裂隙的井底壓力，允許更大速率的烴化物流體在最初被實(shí)現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)比其它情況下可能的時(shí)間更長的時(shí)間段。溶液中的碳酸鈣作為通常在0.01-100μm范圍內(nèi)的膠狀顆粒存在，每一個(gè)具有稱為ζ電位的總電荷。該電位的大小是每個(gè)顆粒排斥相似電荷的力。該力必須足夠大以克服顆?？拷舜耸沟梅兜氯A力將顆粒帶到一起或結(jié)垢的力。

陽離子伴隨著電場和磁場被攜帶在水中，且相互作用，產(chǎn)生沿垂直于由磁場和電場向量形成的平面的方向的ζ力。這被稱為在圖31中描述的ζ原理。該ζ力作用在攜帶主體，離子的電流上，且通過相互作用減慢懸浮顆粒。帶正電荷的顆粒將沿著按照右手法則的方向運(yùn)動(dòng)，其中電場和磁場由四指表示且ζ力由拇指表示。帶負(fù)電荷的顆粒將沿相反方向運(yùn)動(dòng)。

在離子上的這些ζ力的結(jié)果是通常帶正電荷的離子如鈣和鎂，以及帶負(fù)電荷的離子例如碳酸鹽和硫酸鹽被以增加的速度引導(dǎo)向彼此。該增加的速度導(dǎo)致在顆粒之間的增加的碰撞，結(jié)果是不可溶解的顆粒物質(zhì)的形成。一旦沉淀物形成，它用作晶體結(jié)構(gòu)或文石的多晶型或斜方晶型的進(jìn)一步生長的基礎(chǔ)，由此建立懸浮顆粒。圖31示出了ζ原理且示出了懸浮顆粒上的ζ電位效應(yīng)。圖31顯示了場和力的定位。

該ζ電位的大小限定每個(gè)顆粒排斥帶相似電荷的顆粒的力。該ζ電位力被用于克服靠近彼此使得范德華力將顆粒帶到一起并且實(shí)現(xiàn)繼續(xù)生長的顆粒。由脈沖發(fā)生器313產(chǎn)生的感生共振電磁場由此減少ζ電位，并允許范德華力促進(jìn)顆粒生長。

通過脈沖功率信號實(shí)現(xiàn)期望ζ電位效果在圖31中示出。ζ電位是相比另一種多晶型更優(yōu)選一種多晶型的顆粒效應(yīng)。這是通過防止一種多晶型生長，直到另一種多晶型低到飽和極限為止來實(shí)現(xiàn)的。使用懸浮顆粒作為本體溶液中的成核種子的晶型生長還促進(jìn)微生物合并為懸浮的析出物。該效應(yīng)被稱為包裹。

從離子發(fā)生器313到被離子化的水的周期性脈沖信號對細(xì)胞膜具有微/物理和化學(xué)效應(yīng)，其被稱為細(xì)胞的電穿孔或化學(xué)穿刺或破裂，其將微生物殺死。脈沖信號使用諧振頻率的物理原理，其也被稱為共振頻率或振鈴頻率，以放大能量，其在以相對低的功率水平離子化流體時(shí)是需要的。

離子化流體353還具有防止裂隙351被顆粒的絮結(jié)而堵塞。離子化水進(jìn)而還由于避免表面結(jié)核沉積而減少堵塞問題。作為這些相互作用的結(jié)構(gòu)，烴化物流的速率將由于井底壓力而更快。這將還延長烴化物井的壽命到更長的時(shí)間段，且增加給定頁巖地層的可采儲量的百分比。該方法允許更大量的烴化物以更快的氣體和液體流動(dòng)速率被開采。

在另一實(shí)例中，上述技術(shù)可以被用于井的再進(jìn)入。先前已經(jīng)被打孔和壓裂的井場可以在隨后的時(shí)間重新進(jìn)入，以增加其出產(chǎn)水平。在該情況下，離子化流體353將被通過連續(xù)油管309在典型壓裂再進(jìn)入操作中引入到頁巖層。穿孔槍可以被運(yùn)行進(jìn)入到井中，在新的位置形成穿孔356。封隔器341將被放入到位以便于密封新的壓裂區(qū)域340。然后，包括離子化水和支撐劑的離子化流體353將被經(jīng)由壓裂泵319泵浦下入到地層中。離子化流體353然后被加壓，以便于建立和擴(kuò)大源自穿孔356的裂隙351。懸浮顆粒352的層將導(dǎo)致離子化流體353暴露到裂隙351。在保持感興趣的壓裂區(qū)域340中的壓力之后，壓力將被釋放，在本情形中使用連續(xù)油管釋放，以平衡一個(gè)或多個(gè)封隔器341。壓力的釋放將迫使懸浮顆粒352離開裂隙351。這樣的再進(jìn)入工作將增加已經(jīng)開采的井的產(chǎn)量，并且增加井的總壽命。

應(yīng)該注意先前描述的實(shí)施例僅通過舉例的方式示出，且不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明的范圍到任何具體的物理配置。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從本說明書進(jìn)行一些改變而不會背離本發(fā)明的精神和范圍。權(quán)利要求中記載的每個(gè)元件或步驟應(yīng)該被理解為包括所有等同元件或步驟。權(quán)利要求合法地盡可能寬地以可以被實(shí)現(xiàn)的任何方式覆蓋本發(fā)明。權(quán)利要求中描述的本發(fā)明的等同方式也意圖落入權(quán)利要求的合理范圍內(nèi)。本文中標(biāo)出的所有專利、專利申請和其它文件通過參考在此并入用于任何目的。