BR112016011423B1

BR112016011423B1 - Método e sistema de fraturamento hidráulico de uma formação subterrânea penetrada por um furo de poço

Info

Publication number: BR112016011423B1
Application number: BR112016011423-0A
Authority: BR
Inventors: Thomas Philip Barthelmess; Joachim Roettle
Original assignee: Schlumberger Technology B.V.
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2022-05-24
Also published as: WO2017105931A1; WO2015077130A1; US10196558B2; BR112016011423A2; US10266755B2; US20160272880A1; US20160102245A1; CN105745182A

Abstract

método, método de fraturamento hidráulico de uma formação subterrânea penetrada por um furo de poço, e sistema métodos e aparelhos para formar partículas de propante que incluem prover uma lama aquosa de cerâmica para formar matérias-primas, ao fluir a lama através de uma membrana perfurada, a qual pode ser energizada para formar corpos de lama, ao receber os corpos de lama em um funil de recolha, e secar os corpos de lama para formar as partículas de propante. em alguns casos, a lama é energizada à medida que flui através da membrana perfurada.

Description

CAMPO

[0001] O campo a que a divulgação, em geral, refere-se a partículas de propante formadas pela emissão de uma lama a partir de uma membrana perfurada para produzir partículas divididas a partir de corpos de lama, juntamente com métodos de utilização das partículas, e composições de lama formando as partículas.

FUNDAMENTOS

[0002] As declarações nesta seção apenas fornecem informações básicas relativas a presente divulgação e podem não constituir técnica anterior.

[0003] Fraturamento hidráulico é um processo de bombeamento de líquidos em um poço e em uma formação subterrânea em alta velocidade e pressão, de tal modo que uma fratura é formada na rocha em torno do poço. Depois de bombeamento de um volume de líquido suficiente para alargar a fratura de forma adequada, partículas sólidas, chamados "propantes", são adicionadas ao líquido. Após o bombeamento ser completado, o poço é aberto para a produção de hidrocarbonetos. A taxa de produção e o serviço de produção de fluído do poço são geralmente aumentados significativamente após o tratamento por fraturamento. Grandes melhorias no processo de fraturamento hidráulico têm sido desenvolvidas desde que o processo foi originalmente patenteado em 1949. Ver a patente norte-americana US2013/0025862, cuja divulgação é incluída, em sua totalidade, neste documento, por referência.

[0004] O material usado pela primeira vez para propante em fraturamento hidráulico de poços era areia de sílica. Conforme poços tornaram-se mais profundos, descobriu-se que areia, às vezes, tem a força ou outras propriedades inadequadas. Em poços profundos, a tensão da terra pode fazer com que a areia esmague e torne-se muito menos eficaz em aumentar a taxa de produção de um poço.

[0005] Materiais propantes sintéticos foram desenvolvidos para fornecer propantes de maior resistência. Um tipo de propante sinterizado sintético foi bauxita sinterizada. Nos últimos anos, uma variedade de matérias-primas de cerâmica tem sido usada para fazer propantes cerâmicos sinterizados, incluindo bauxita contendo alumina e minerais de argilas, tais como caulim. No entanto, permanece a necessidade de continuar a se desenvolver e fornecer propantes sintéticos com propriedades selecionadas para a colocação em fraturas de formação subterrânea com melhor resistência e distribuição de tensão, tal necessidade alcançada, pelo menos em parte, pela seguinte divulgação.

SUMÁRIO

[0006] Esta seção fornece um resumo geral da divulgação, e não é necessariamente uma divulgação abrangente de seu escopo completo ou a totalidade de seus recursos.

[0007] Num primeiro aspecto da divulgação, é provido um método que inclui: prover uma lama aquosa de matérias-primas formadoras de cerâmica, fluir a lama através de uma membrana perfurada para formar corpos de lama, receber os corpos lama em um funil de recolha, e secar os corpos de lama para formar partículas. Em alguns casos, a lama é energizada à medida que flui através da membrana perfurada.

[0008] Em outro aspecto da divulgação, os métodos incluem: prover uma lama aquosa de matérias-primas formadoras de cerâmica, a lama inclui, adicionalmente, um reagente e um dispersante, fluir a lama através de uma membrana perfurada durante a energização de lama para formar corpos de lama, passar os corpos de lama através de uma névoa na câmara, em que a névoa inclui um agente de coagulação, que reage com o reagente nos corpos de lama, em seguida, receber os corpos lama em um funil de recolha, e secar, ousolidificar de algum outro modo, os corpos de lama para formar partículas.

[0009] Outro aspecto inclui métodos de fraturar hidraulicamente uma formação subterrânea penetrada por um furo de poço por bombeamento de um fluído de fratura dentro do poço, a uma pressão acima da tensão de formação da fratura e adicionar partículas de propante para o fluído de fratura então entregar as partículas de propante e o fluído para dentro do furo de poço. As partículas de propante podem ser preparadas ao prover uma lama aquosa de matérias-primas formadoras de cerâmica, por fluir a lama através de uma membrana perfurada para formar corpos de lama, por receber os corpos de lama em um funil de recolha, e secar os corpos de lama para formar as partículas de propante.

[00010] Ainda outro aspecto provê um sistema que tem um tanque para a entrega de uma lama de matérias-primas formadoras de partículas, de uma membrana perfurada para formar corpos de lama a partir de lama aquosa, uma câmara de nebulização disposta adjacente à membrana perfurada, e um funil de recolha disposto adjacente à câmara de nebulização, na qual o tanque está ligado de modo fluído com a membrana perfurada.

[00011] Algumas lamas aquosas, usadas de acordo com a divulgação, incluem um material de bauxita contendo menos do que oitenta por cento de alumina, um agente de modificação de reologia opcional, e um reagente e dispersante opcionais, em que o dispersante pode ser um agente surfactante, que influencia pelo menos parcialmente o formato de corpo de lama e/ou tamanho. Em alguns casos, a lama aquosa pode ter pelo menos um ingrediente que influencia as propriedades de reologia de lama, tais como atapulgita, a título de exemplo. Em alguns aspectos, a lama aquosa compreende um peso de alumina maior do que ou igual a 46% em peso, peso de sílica de cerca de menos do que ou igual a 18% em peso, e peso de dióxido de zircônio ou óxido de zircônio derivatizados de cerca de menos do que ou igual a 10% em peso. As lamas de cerâmica também podem conter, pelo menos, um de vidro, cinzas volantes ou carbonato de sódio. As lamas também podem incluir partículas de ferro revestidas por grafite, pó magnético revestido por grafite, polissacarídeo, ou quaisquer outros materiais adequados.

[00012] Em alguns aspectos da divulgação, a membrana perfurada pode ser uma superfície substancialmente planar que não inclui bocais para descarga de corpos de lama. Em alguns outros aspectos, o funil de recolha é um recipiente não banhado, ou o funil não inclui um banho para tratar os corpos de lama. Além disso, um processo de sinterização pode ser utilizado em adição à secagem, a fim de formar as partículas.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[00013] Certas modalidades da presente divulgação serão, doravante descritas com referência aos desenhos em anexos, em que números de referência semelhantes indicam elementos semelhantes. Deve ser entendido, no entanto, que as figuras anexas ilustram as várias implementações descritos neste documento e não se destinam a limitar o escopo das diversas tecnologias descritos neste documento, e: FIG. 1 lustra um corpo de lama formando um aparelho, de acordo com um aspecto da divulgação, em uma vista em corte transversal; FIG. 2 mostra alguns exemplos de formatos de membrana perfurada, de acordo com a revelação, em uma vista em perspectiva; FIG. 3 lustra alguns formatos de passagem através das membranas perfuradas, de acordo com alguns aspectos da presente divulgação, em uma vista em corte transversal; FIG. 4 mostra o aperto ou retração de perfurações em uma membrana, sob condições de pressão variadas, de acordo com a divulgação, em uma vista em corte transversal; FIG. 5 descreve uma membrana perfurada, incluindo um ou mais discos rotativos, faca, cabo ou outro aparelho, de acordo com a divulgação, em uma vista em corte transversal; FIG. 6 ilustra membrana(s) rotativa(s) perfurada(s), de acordo com alguns aspectos da divulgação, em uma vista em corte transversal; FIG. 7 descreve uma modalidade de uma disposição de torre de queda (drop tower), de acordo com a divulgação, em uma vista em perspectiva; FIG. 8 ilustra um formato da câmara, de acordo com a divulgação, em uma vista em perspectiva; FIG. 9 mostra uma câmara em formato cônica, de acordo com a divulgação, em uma vista em corte transversal; FIG. 10 ilustra uma câmara mostrada em um plano perpendicular à linha central axial da câmara, de acordo com a divulgação, em uma vista em perspectiva; FIG. 11 descreve um corpo de lama formando um arranjo com uma pluralidade de pontos de injeção de lama, de acordo com a divulgação, em uma vista em perspectiva; FIG. 12 ilustra um sistema para preparação de propantes partir de uma lama de cerâmica, de acordo com a divulgação, em uma vista plana; FIGS. 13 a 16 ilustram aparelhos torre de queda tendo membranas perfuradas múltiplas para gerar corpos de lama, de acordo com a divulgação, em vistas em perspectiva; e, FIG. 17 descreve uma membrana perfurada e disposição de alojamento com uma pluralidade de pontos de injeção de lama, de acordo com um aspecto da divulgação, em uma vista em perspectiva e em corte transversal.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00014] A seguinte descrição das variações é apenas de natureza ilustrativa, e não é, de maneira alguma, com intenção de limitar o escopo da invenção, sua aplicação ou utilizações. A descrição e exemplos são aqui apresentados apenas com o objetivo de ilustrar as várias modalidades da invenção, e não devem ser interpretados como uma limitação ao escopo e a aplicabilidade da invenção. Enquanto as composições da presente invenção estão descritas neste documento como compreendendo alguns materiais, deve ser entendido que a composição pode compreender, opcionalmente, dois ou mais materiais quimicamente diferentes. Além disso, a composição também pode compreender alguns outros componentes fora os já citados. No resumo da invenção e nesta descrição detalhada, cada valor numérico deve ser lido uma vez que modificado pelo termo "cerca de" (a menos que já expressamente modificado dessa forma) e então lido novamente como não modificado dessa forma, a menos que indicado de outra forma no contexto. Além disso, no resumo da invenção e nesta descrição detalhada, deve-se entender que uma faixa de concentrações ou quantidades listada ou descrita como sendo útil, adequada ou semelhante é destinada a que quaisquer e todas as concentrações ou quantidades dentro da faixa, incluindo os pontos de extremidade, sejam consideradas como tendo sido declaradas. Por exemplo, "uma faixa de 1 a 10" é para ser lida como um indicador de cada número possível ao longo do contínuo entre cerca de 1 e cerca de 10. Assim, mesmo se os pontos de dados específicos dentro da faixa ou mesmo sem pontos de dados dentro da faixa, são explicitamente identificados ou referem-se apenas alguns específicos, é de se compreender que inventores apreciem e compreendam o que são pontos de todos e quaisquer dados dentro da faixa a ser considerada para ter sido especificada, e que inventores possuam de toda a faixa e todos os pontos dentro da faixa.

[00015] A menos que expressamente declarado em contrário, "ou" se refere a um ou inclusivo e não a um ou exclusivo. Por exemplo, uma condição de A ou B é satisfeita por qualquer um dos seguintes: A é verdadeiro (ou presente) e B é falso (ou não presente), A é falso (ou não presente) e B é verdadeiro (ou presente) e ambos A e B são verdadeiros (ou presentes).

[00016] Além disso, o uso de "um" ou "uma" é empregado para descrever elementos e componentes das modalidades deste documento. Isto é feito apenas por conveniência e para dar um sentido geral dos conceitos, de acordo com a descrição. Essa descrição deve ser lida como incluindo um ou pelo menos um e o singular também inclui o plural, a menos que especificado o contrário.

[00017] A terminologia e a fraseologia usadas neste documento têm propósitos descritivos e não devem ser interpretados como limitantes do escopo. A linguagem como, por exemplo, "incluindo", "compreendendo", "tendo", "contendo" ou "envolvendo" e suas variações, destina-se a ser ampla e abrange a matéria listada doravante, equivalentes e material adicional não recitado.

[00018] Também, como aqui utilizada, qualquer referência a "uma modalidade" ou "a modalidade" significa que um elemento, aspecto, estrutura ou característica particular descrita em conexão com a modalidade está incluído em pelo menos uma modalidade. As aparições da frase "em uma modalidade" em vários lugares do relatório descritivo não são necessariamente referentes à mesma modalidade.

[00019] Os inventores descobriram processos e composições que provem propante de cerâmica mais forte, que tem um formato único, e de tamanhos selecionados, distribuídos de tamanho estreito com superfícies pelo menos parcialmente uniformes. Algumas modalidades ilustrativas sãodirecionadas para os grânulos de cerâmica, que podem ser utilizados como partículas de propante. Propante cerâmico, um material sintético, tal como sílica alumina, baseado em sílica magnésia, pode ser utilizado em técnicas de fraturamento hidráulico para aumentar a produção de furos em poços formados em formações subterrâneas, tais como aqueles perfurados, fraturado e utilizados na produção de fluídos de hidrocarboneto. Propantes de cerâmica podem ser formados a partir de matérias-primas naturais ou refinadas. Eles podem ser selecionados com base na sua resistência ao impacto de fatores físicos/químicos extremos, tais como temperatura e pressão, para distribuir mais rapidamente e/ou de forma uniforme através de uma fratura, e para permitir extração mais rápida e/ou prolongada de gás e de petróleo a partir de formações subterrâneas. Propantes de cerâmica podem ser propantes revestidos ou não revestidos à base de ligas de sílica de metal orgânica, inorgânica, ou outras, tais como a bauxita, caulins, argilas, alumina, lama, lava de grau metalúrgico, resinas de fenol-formaldeído, alumínio, bronze, ou qualquer de suas combinações.

[00020] Os propantes de cerâmica podem ser formados a partir de uma lama de matéria-prima. As quantidades relativas de material cerâmico de partida, água ou outro solvente, ligante opcional, e dispersante opcional, bem como outros ingredientes, na lama dependem das propriedades desejadas para o propante de cerâmica sólido resultante. As quantidades relativas de materiais de partida podem ser as quantidades que tornam a lama apropriada para bombear através do equipamento de processamento de formação de partículas. Como exemplo não limitativo, a lama pode ter um teor de sólidos de cerca de 50% em peso a cerca de 90%, em peso, de cerca de 60% em peso a cerca de 88%, em peso, de cerca de 70% em peso a cerca de 80% em peso,desde cerca de 50 até cerca de 60% em peso, ou mesmo desde cerca de 60% a cerca de 70% em peso. A mistura pode ainda conter aditivos para manter a lama a um valor de pH constante e estável, tal como na faixa de cerca de 7 a cerca de 10 com uma variação de cerca de +/- 2, cerca de +/- 1, cerca de +/- 0,5, ou mesmo uma variação de cerca de +/- 0,2.

[00021] Quaisquer das partículas de propante de cerâmica preparados por modalidades da divulgação podem ter qualquer distribuição de tamanho de partícula adequada, com distribuições de tamanho de partículas modais únicas ou múltiplas. Por exemplo, o propante pode ter uma distribuição de tamanho de partícula, dfs, de cerca de 0,5 a cerca de 5,0, em que, dfs={(df90-df10)/df50}, em que df10 é um tamanho de partícula em que 10% das partículas têm um tamanho de partícula menor, df50 é um tamanho de partícula médio em que 50% das partículas têm um tamanho de partícula menor, e df90 é um tamanho de partícula em que 90% das partículas têm um tamanho de partícula menor. O propante pode ter uma distribuição de tamanho de partícula, dfs, de cerca de 0,5 a cerca de 1,5, de 0,5 a 5, de 0,5 a 4,5, de 0,5 a 4, de 0,5 a 3,5, de 0,5 a 3, de 0,5 a 2,5, de 0,5 a 2, de 0,5 a 1,5, de 0,5 a 1, de 0,75 a 5, de 0,75 a 2,5, de 0,75 a 2, e quaisquer combinações de várias faixas fornecidas neste documento.

[00022] O tamanho de partícula médio, df50, do propante pode ser de cerca de 0,01pm a50 μm, de cerca de 0,2 μm a cerca de 5 μm, de 0,01 μm a 50 μm, de 0,01 μm a 40 μm, de 0,01 μm a 30 μm, de 0,01 μm a 20 μm, 0,01 μm a 10 μm, de 0,01 μm a 5 μm, de 0,05 μm a 50 μm, de 0,1 μm a 50 μm, de 1 μm a 50 μm, de 0,1 μm a 25 μm, de 0,1 μm a 10 μm (ou quaisquer pontos entre estas faixas), ou qualquer combinações diversa de gamas neste documento, em que df50 é um tamanho médio de partícula em que 50% das partículas da distribuição têm um tamanho de partícula menor. Em alguns aspectos, o propante tem um tamanho de partícula na faixa de df50 de 0,7 a 7,0 μm, e um df98 de 3,5 a 35 μm, com um teor de partículas sub-micron de menos de 1μm de cerca de 8 a cerca de 80%.

[00023] Em algumas modalidades ilustrativas, uma lama é preparada, a qual contém água e um material de partida de cerâmica tendo um teor de alumina de porcentagem maior do que cerca de 10 por cento em peso. A lama é preparada por mescla, mistura, agitação ou outros meios semelhantes conhecidos àqueles versados na técnica. O material de partida de cerâmica pode ser um material de cerâmica não calcinado, material de cerâmica parcialmente calcinado, material de cerâmica calcinado, ou combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o material de partida de cerâmica é um material a partir do qual uma partícula de cerâmica sólida, que é substancialmente arredondada e esférica, pode ser feita, e a qual pode conter voláteis de ocorrência natural (os quais podem incluir umidade, água orgânica ou quimicamente ligada [também chamada de "água de hidratação"]). Em alguns aspectos, a quantidade de produtos voláteis de ocorrência natural é de cerca de 10 a cerca de 40 por cento em peso do material de partida de cerâmica. O material de partida de cerâmica pode ser uma argila não calcinada, argila parcialmente calcinada, argila calcinada, ou misturas destas. Em ainda outras modalidades, o material de partida de cerâmica é uma argila de caulim, argila bauxítica, bauxita, óxido de magnésio, qualquer um dos quais pode ser calcinado, parcialmente calcinado ou não calcinado, e misturas destes. Em alguns casos, o material de partida de cerâmica contém bauxita tendo um teor de alumina inferior a cerca de 85 por cento e um tamanho e força adequada para uso como um propante, em que uma força adequada das partículas de propante pode ser definida como uma diminuição de menos do que setenta por cento de permeabilidade à água a longo prazo (como medido de acordo com ISO 13503-5, a 250 °F, para um pacote de partículas de teste na faixa de tamanho de malha de 20 a 40, em que uma tensão aplicada ao pacote de partículas de teste aumenta de 2000 psi a 14.000 psi).

[00024] A lama pode ainda incluir um reagente químico, tal como álcool polivinílico, acetato de polivinil, metilcelulose, dextrina, alginato de sódio e o melaço. Reagentes químicos são, tipicamente, materiais orgânicos utilizados para aumentar a força e integridade de formato das partículas. Em algumas modalidades, a água pode atuar como um reagente. Um reagente químico útil é o alginato de sódio. Este é um polissacárido de 12/33 ocorrência natural que é solúvel em água na forma do sal de sódio, e pode ser reticulado para formar um gel, como o sal de cálcio. O alginato é tipicamente adicionado à lama a níveis desde cerca de 0,1% a cerca de 2% (por cento em peso de alginato sólido relativo ao peso total de lama). Após a formação do corpo de lama, um líquido de coagulação que gelifica o reagente químico pode ser aplicado ao corpo de lama. Alguns exemplos de líquidos de coagulação úteis para alginato de sódio incluem, mas não estão limitados a, uma solução de cloreto de cálcio na concentração adequada de cloreto de cálcio, ou uma solução de hexahidrato de cloreto de alumínio. Pode ser utilizada uma variedade de outros reagentes na lama que forma os corpos de lama. Isto pode incluir outros polissacarídeos e outros compostos de reticulação, tais como álcool polivinílico ou fluídos de borato.

[00025] Em alguns aspectos da divulgação, a lama pode, ainda, incluir um agente de dispersão apropriado, tal como, mas não limitado a, pelo menos, um de um coloide, polieletrólito, pirofosfato de tetra sódio, pirofosfato de tetra potássio, polifosfato, citrato de amônio, citrato férrico de amônio, hexametafosfato, silicato de sódio, poliacrilato de amônio, polimetacrilato de sódio, citrato de sódio, ou sal de sódio polissulfonato ou hexametafosfato. Dispersantes podem ser incluídos para aumentar o teor de sólidos total de lama ao reduzir, ou melhorar, a viscosidade de lama e outras características de reologia. A quantidade de dispersante a ser usado em uma lama pode ser equilibrada entre a capacidade para atomizar a lama em corpos de lama de tamanho adequado, e a capacidade de fazer partículas esféricas sólidas. Optimização do tipo de agente dispersante e concentração podem reduzir a viscosidade. Os dispersantes podem ser selecionados com base no custo, disponibilidade e eficácia na melhoria da viscosidade de uma lama selecionada. Nestas modalidades ilustrativas, em que a lama compreende um dispersante, a quantidade de dispersante pode ser qualquer quantidade adequada, tal como, por exemplo, menos do que cerca de 0,3 por cento em peso do material de partida de cerâmica seca, menos do que cerca de 0,5 por cento em peso do material cerâmico seca de partida, ou mesmo inferior a cerca de 2 por cento, em peso do material de partida de cerâmica seca.

[00026] Em algumas modalidades, as propriedades reológicas de lama usada para formar o propante de cerâmica são adaptadas com aditivos adequados para atingir as características reológicas ideais, tais como a tixotropia, pseudoplasticidade, e de relação entre viscosidade de tensão/deformação. Alguns exemplos úteis de aditivos incluem aqueles que influenciam o potencial zeta das partículas do substrato. Em algumas outras modalidades, a lama contém, pelo menos, um aditivo de atapulgita influenciando o comportamento tixotrópico do fluído.

[00027] Em um exemplo não limitativo de uma lama de cerâmica adequada, a lama contém pelo menos 46% em peso de alumina (Al2O3), pelo menos 18% em peso de sílica (SiO2), e um máximo de 10%, em peso, de dióxido de zircônio (ZrO2), ou seus óxidos derivatizados, mas não necessariamente com exclusão de qualquer outro mineral. Os substratos da indústria de reciclagem, incluindo, mas não limitado a, vidro, cinzas volantes, carbonato de sódio, e semelhantes, podem também ser incorporados. Em alguns casos, a formulação da lama pode conter uma porção de partículas de ferro revestido de grafite. O grafite pode impedir que as partículas de ferro entrem em fusão e dissolvam-se na formulação, aumentando assim a probabilidade de manter as partículas de ferro detectáveis no propante. Isto pode permitir que o propante seja detectado por um campo magnético. A formulação de lama pode conter uma porção de pó magnético revestido por grafite. O grafite tendo a mesma função do que o imediatamente acima. O pó magnético pode incluir um ou vários materiais com diferente força do campo magnético, permitindo ao fabricante de propante dar um código específico para cada propante.

[00028] Algumas modalidades ilustrativas da presente divulgação referem-se a métodos para a preparação de partículas de propante de cerâmica. Em tais modalidades, uma lama de suspensão ou solvatação formando matérias-primas de formação de cerâmica é fornecida a um aparelho de torre de queda incluindo uma membrana perfurada para formar gotículas, agulhas, filamentos (noodles), ou de outros organismos de lama, que, em última análise, em seguida, formam partículas de cerâmica úteis como partículas de propante. A membrana perfurada pode ser um corpo de lama formando uma membrana tendo uma ou mais perfurações nela, as quais recebem lama que recebe a partir do tanque de alimentação ou de outra fonte adequada que pode conter cerâmica formando matérias primas suspendidas ou dissolvidas em água. Pode ser aplicada pressão ao tanque de alimentação por um sistema de fornecimento de pressão, ou de uma bomba integrada com o sistema de alimentação, que faz com que a lama fluída flua através de uma perfuração, pelo menos, a uma taxa selecionada, e, opcionalmente, em fluxo laminar. Abaixo da superfície de fundo da membrana perfurada pode estar um funil de recolha, e uma câmara opcional pode ser disposta entre os mesmos. A câmara pode ser utilizado para curar, pelo menos parcialmente, os corpos de lama, e o recipiente pode receber os corpos de lama.

[00029] Como mostrado na FIG. 1, que ilustra um corpo de lama formando uma modalidade da divulgação, em uma vista em corte transversal, um alojamento 100 é provido para suportar uma membrana perfurada 102 e para receber lama para entrega alojamento 100 no ponto 104, e alimentado através da membrana perfurada 102. lama pode ser entregue ao alojamento 100 através de uma abertura 106, ou várias aberturas dispostas no alojamento 100 (não mostrado). Lama pode, então, ser emitida, ou de outra forma descarregada, a partir de perfurações 108 (oito mostradas) que formam corpos de lama 110 (treze mostrados). Dependendo reologia de lama, ou mesmo outras propriedades condições adequadas, tanto gotículas substancialmente esféricas 110a, filamentos cilíndricos 110b ou outros corpos de lama em formato de saída resultantes, podem ser formadas e pode cair por gravidade, névoa e/ou transporte aéreo, vertical ou horizontalmente em um funil de coleta de 112. Tais condições e propriedades formam formatos de corpo de lama estão dentro do escopo desta divulgação. Os corpos de lama 112 também podem ser extrudados a partir da membrana 102. Em alguns aspectos da divulgação, a utilização de uma membrana perfurada 102 fornece a lama de emissão benéfica a partir da(s) perfuração(ões) 108, que é/são, pelo menos, substancialmente livre(s) de acumulação de lama no perímetro da(s) perfuração(ões) 108, ou de outro modo obstruam emissões livres de lama de perfuração(ões) 108. Tal benefício está em contraste com as questões de acumulação de lama, que podem surgir com o uso da placa montada por bocais projetados (ou bocais) através da qual a lama é descarregada. Em algumas modalidades da divulgação, a(s) perfuração(ões) 108 terminam na superfície externa da membrana, e como tal, são substancialmente alinhadas com a mesma.

[00030] Agora fazendo referência à FIG. 2, que ilustra alguns exemplos, embora não se limitando aos mesmos, de formatos de membrana perfurada úteis em modalidades. Formatos com perímetro exterior de membrana perfurada pode incluir um formato circular 202 (onde o diâmetro à volta da circunferência é essencialmente igual), quadrado 204 (onde a e a' são substancialmente iguais), retangular 206 (em que b e c são desiguais), ou qualquer outra forma adequada para a formação de corpos de lama. Em algumas modalidades, os corpos de lama podem ser processados, ainda, para formar partículas, tais como partículas de propante de cerâmica, que pode ter um tamanho médio de partícula de menos do que cerca de 0,025 mm a cerca de 2,5 mm ou mais, ou, em alguns casos, um tamanho de entre cerca de 50 a cerca de 1500 mícrons, mas não limitada aos mesmos. As perfurações através da membrana podem ser de qualquer dimensão apropriada, diâmetro ou comprimento, para produzir partículas de tamanho(s) de partícula(s) particular. Por exemplo, verificou-se em alguns casos que as passagens cilíndricas através da membrana com um diâmetro de cerca de 0,3 mm produzem partículas de cerca de 0,7 mm a cerca de 0,9 mm de tamanho de partículas, e cerca de 0,3 mm, e aqueles com um diâmetro de cerca de 0,5 mm pode produzir partículas de cerca de 1,1 mm a cerca de 1,5 mm de tamanho de partícula.

[00031] Com referência à FIG. 3, que ilustra algumas formas de passagem através de membranas perfuradas, em alguns casos, as perfurações na membrana pode ser moldadas para conseguir propriedades ideais de fluxo, e podem incluir formatos cilíndrico, cônico, cônico duplo ou com paredes arredondadas, mas não necessariamente limitado aos mesmos. Por exemplo, como mostrado na FIG. 3, que descreve formas de perfuração em uma vista em corte transversal, as perfurações através da membrana 300 podem ser cilíndricas 302, cônicas 304, ampulhetas 306, côncavas 308, convexas 310, ou quaisquer outras formas adequadas, ou uma combinação destas, todas as quais estão dentro do espírito e escopo da divulgação.

[00032] Em algumas modalidades, uma unidade de energização vibratória, oscilatória, ou outra adequada, pode ser ligada à membrana perfurada (tais como 102 na FIG. 1), e pode ser utilizada para fornecer impulsos de pressão à membrana e/ou na lama que flui através das perfurações da membrana. A vibração resultante do fluxo de lama através da membrana pode permitir ainda mais a corrente de lama de perfuração que sai da(s) perfuração(ões) para quebrar em corpos de lama 110 de tamanho(s) e forma(s) desejado(s). Em algumas modalidades, como corpos de lama caem para um funil de recolha 112, os efeitos da tensão superficial pode tender a formar os corpos de lama em esferas ou outras formas selecionadas.

[00033] De acordo com alguns aspectos da presente divulgação, as perfurações podem ser de formato variável devido ao material da membrana ser um material flexível, tal como poliuretano, poliéster, tereftalato de polietileno (PET), polietileno, cloreto de polivinil, cloreto de polivinilideno, polipropileno, poliestireno, poliamidas, acrilonitrila-butadieno-estireno, poliestireno, e outros semelhantes, mas não necessariamente limitado aos mesmos. Tal parede flexível de uma perfuração pode, em alguns casos, ser rodeada por um líquido pressurizado e pulsado, quer com pressão positiva ou negativa. A pressão pode ser constante, variar, ou mesmo oscilar de positivo para negativo, ou qualquer combinação dos mesmos, durante a energização da membrana e/ou lama que passa através da membrana. Exemplos não limitantes de efeitos de pressão para formar corpos de lama incluem apertar ou retrair a perfuração ou a pulsar entre ambas as fases. Para ilustrar, na Fig. 4, um meio pressurizado, tal como gás ou líquido, é introduzido dentro da membrana perfurada 400, a porta 402, e preenche uma cavidade ou câmara 404 que rodeia as perfurações 406, 408 e 410. Se a pressão é oscilado de positivo para negativo, a perfuração pode ter o formato mostrada na perfuração 406, quando negativo, o formato mostrado na perfuração 408, e, quando positivo, o formato da perfuração 410. O mesmo conceito pode ser aplicado a uma pluralidade de perfurações, que podem ser distribuídas sobre a membrana, por exemplo, no eixo 412 e 414. Lama formando os corpos de lama podem ser introduzidas no invólucro 416 através da porta 418. Além disso, em alguns aspectos da presente divulgação, um efeito para energizar a membrana 400 pode também fornecer a limpeza da membrana e perfurações, mantendo-se, desta forma, operável e evitando ou eliminando obstruções na(s) saída(s) perfuração(ões).

[00034] Em alguns outros aspectos da presente divulgação, como ilustrado na FIG. 5, a membrana perfurada pode incluir um ou mais discos rotativos, faca, cabo ou outros aparelhos, para criar a pressão pulsada de modo que as gotículas, filamentos ou outro tipo de corpos de lama emissores a partir das perfurações sejam formadas em um tamanho constante e/ou desejado. Isso também pode servir para ajudar a lama de cerâmica moldada a fim de liberar a partir da perfuração de membrana e de lama. Membrana perfurada 500 apoiada em um alojamento (não mostrado) e inclui perfurações 502 (nove mostradas) e um dispositivo rotativo 504, disposto de modo a rodar em um sentido 506 em torno do eixo 508. Lama pode ser introduzida nas perfurações 502, passar através delas, e emitir-se a partir das perfurações como um grânulo 510. Grânulo de lama 510 pode fazer contato com dispositivo rotativo 504 e liberar-se como corpo de lama 512 (quatro mostrados). Referindo- se agora à FIG. 6, em ainda outros aspectos, uma membrana perfurada 600 pode-se girar, seja contra uma outra membrana perfurada fixa 602, ou ambas as membranas de perfuração 600 e 602, as quais rotacionam em direções opostas 604 e 606 em torno do eixo 608. Em alguns aspectos, girando a membrana perfurada 600, ou ambas as membranas 600 e 602 pode permitir dosagem pulsada para o corpo de lama formar gotículas, filamentos, etc, 610 (quatro mostradas), e uma lama é introduzida nas perfurações 612 (cinco mostrados), passando através de lá para dentro e através de perfurações 614 (cinco mostradas), em seguida, emitindo como corpos de lama 610.

[00035] FIG. 7 descreve uma modalidade de uma disposição de torre de queda, de acordo com a divulgação, em uma vista em perspectiva, para produzir corpos de lama. O arranjo 700 inclui alojamento 702 para proteger membrana perfurada 704 e formar passagens seladas para aceitar lama para dentro do alojamento 702 e emitir corpos de lama a partir da membrana 704. O arranjo 700 inclui, ainda, uma câmara 706 para conter corpos de lama 708 emitidos a partir da membrana perfurada 704, e, em alguns aspectos, podem ainda incluir um sistema opcional para a entrega de uma névoa ou gás contendo um agente coagulante para, pelo menos, parcialmente curar os corpos de lama 708. Corpos de lama pode viajaratravés da câmara 706 e ser recebido por uma posição de funil de recolha em uma extremidade distal 710 da câmara 706. Lama pode ser introduzida no arranjo na posição 712, ou em outras modalidades, em diversos pontos do alojamento (tal como ilustrado na FIG. 11 e descrito em maiores detalhes abaixo). Arranjo 700 pode incluir, ainda, um ou mais sistemas de transdutor de pressão 714, para monitorar e controlar a pressão de lama fluida durante a passagem através do alojamento 702 e da membrana perfurada 704. Enquanto na Fig. 7, a câmara 706 está representada, substancialmente, de forma cônica, formada dentro de um invólucro substancialmente cilíndrico. No entanto, qualquer formato e dimensões adequados podem ser utilizados, quando eficazes em conter corpos de lama 708.

[00036] Em alguns aspectos da divulgação, funil de recolha 710 contém, conduz a, ou é de outra forma em comunicação com um banho para receber os corpos de lama, ou de partículas formadas a partir de corpos de lama. Partículas e/ou corpos de lama que entrem no banho pode submergir nele e se instalar mais profundamente, até mesmo na parte inferior do banho, e ser posteriormente processado para formar um produto final. Em ainda outros aspectos, a superfície do banho pode ter uma camada de espuma formada e/ou eliminada logo a seguir para adicionalmente ajudar a manter a integridade do corpo de lama e/ou o formato das partículas durante o processo de recolha. A espuma pode ser produzida por qualquer técnica adequada. Em alguns casos, o ar comprimido é aplicado à superfície do banho para formar uma camada de enchimento de espuma para evitar ou minimizar a deformação do formato das partículas e/ou dos corpos de lama, quando recebido pelo banho.

[00037] Com referência à FIG. 8, que ilustra uma outro formato da câmara útil em algumas modalidades da divulgação, o arranjo 800 inclui um alojamento, membrana perfurada, transdutor de pressão opcional (tal como 702, 704 e 714), assim como um sistema opcional para a entrega de uma névoa ou gás contendo um agente coagulante para, pelo menos parcialmente, curar os corpos de lama 802, conforme eles descarregam a partir da membrana perfurada 704. Corpos de lama 802 viajam através da câmara 804 depois de descarregar a membrana perfurada 704, câmara 804 sendo substancialmente cônica e definido dentro de um invólucro em forma de cone. Uma câmara de formato cônico804 pode, em alguns casos, ser eficaz para atingir uma velocidade específica, ou variação na velocidade, de corpos de lama 802 durante a passagem através da câmara em direção 806. FIG. 9 mostra em uma vista em corte transversal, câmara 804 formada dentro do anexo 808. Conforme mostrado na FIG. 9, o corpo (s) lama 810 move-se através da câmara 804 em direção 806 de uma parte de entrada da câmara de 804 com diâmetro de 812, para uma porção de descarga com diâmetro 814. O uso de diferentes diâmetros de entrada e de porções de descarga pode, em alguns casos, alterar a velocidade dos corpos de lama enquanto se movem através da câmara. Por exemplo, uma descarga com um diâmetro menor do que a entrada pode diminuir a velocidade, ou de outra forma desacelerar, resultando assim em aumento do tempo de residência no interior da câmara.

[00038] Agora, fazendo referência a fig. 10, que ilustra, em uma vista em perspectiva, uma câmara(tais como as representadas nas Figs. 7 a 9) mostrada em um plano perpendicular à linha central axial 1000 posicionada sobre o centro de e que se prolonga através da câmara 1002. Câmara 1002 é definida dentro do gabinete 1004, e inclui, ainda, um sistema para a entrega de uma névoa ou gás contendo um agente coagulante para, pelo menos parcialmente, curar corpos de lama conforme eles viajam através da câmara 1002. O sistema para a entrega da névoa ou gás contém bocais 1006 em comunicação fluída com um sistema de entrega de fluído 1008. Os bocais 1006 entregam um agente aos corpos de lama conforme eles viajam através da câmara 1002 em uma direção geral substancialmente paralela da linha central axial 1000.

[00039] FIG. 11 ilustra uma modalidade de um corpo de lama formando um arranjo de acordo com a divulgação quando lama é introduzida em vários pontos. O arranjo 1100 inclui um suporte 1102 ligado com um invólucro 1104 para fixar uma membrana perfurada 1106 e formar passagens seladas para aceitar lama para dentro do alojamento 1 104, e emitir corpos de lama a partir de uma membrana 1106 através de perfurações 1108. O arranjo pode ser em comunicação adicional com uma câmara para conter, e, pelo menos parcialmente curar, os corpos de lama uma vez que emitido a partir da membrana perfurada 1106. Lama é introduzida no alojamento 1104, disposto em diversos pontos sobre o perímetro da caixa, por meio de injetores 1110 (doze mostrados). Os injetores 1110 estão ligados de modo fluído com uma linha de alimentação de lama 1112, que está ligado com uma fonte de lama (não mostrada) e meios adequados para transportar a lama a partir da fonte para os injetores 1110, de acordo com as condições desejadas. Em alguns aspectos, a lama pode ser distribuída sob pressão variável e assim energizado, enquanto em alguns outros aspectos, alojamento 1104 e membrana perfurada são energizados. Uma combinação de energização do invólucro e a membrana perfurada como pressão de lama variável ou velocidade está, também, dentro do espírito e escopo da divulgação.

[00040] Com referência agora à FIG. 12, que ilustra uma modalidade de um sistema para a preparação de propantes partir de uma lama cerâmica, de acordo com a divulgação. Sistema 1200inclui tanques de lama 1202 contendo uma lama fluida 1204 em uma extremidade do sistema, e de armazenamento de propantes, processamento e/ou sistema de descarga 1206 para o tratamento de propante 1208, localizado em uma extremidade oposta do sistema 1200. Lama 1204 pode incluir mineral finamente triturado ou pó processado (a partir de cerca de 0,01 a cerca de 50 microns de tamanho), capazes de produzir um material cerâmico forte após processamento, uma quantidade adequada de dispersante opcional ajudando a manter as partículas sólidas na lama bem separadas, água, e um reagente que pode reagir opcionalmente com um componente em uma névoa após a formação do corpo de lama para formar uma lama de corpo, pelo menos, parcialmente curada, que é semissólida, cristalina, semi-amorfa, amorfo, líquida, e/ou essencialmente insolúvel. Em um exemplo ilustrativo, o teor em peso de sólidos de lama de 1204, antes da passagem através das perfurações da membrana, pode variar de cerca de 10% a cerca de 90%, de cerca de 25% a cerca de 75%, ou mesmo de cerca de 40% a cerca de 60%, e a viscosidade de lama 1204 pode ser em qualquer ponto na faixa, de cerca de 1 até cerca de 1,000 centipoise a pressões e temperaturas operacionais. Em alguns aspectos, o processo utilizado mantém a lama de 1204 com uma temperatura apropriadamente estável, tal como na faixa de cerca de 20 °C a cerca de 50 °C com uma variação de cerca de +/- 2 °C.

[00041] Lama 1204 é movida através de conduítes 1210 e 1212 pela bomba de 1214. Enquanto uma bomba 1214 é mostrada, lama também pode ser movida através do sistema de 1200 por pressão de ar, ou uma combinação de ambos. Um dispositivo 1216 de regulação, ou mesmo de controle, taxa de fluxo, pressão, variação de pressão, e semelhantes, podem ser incluídos no sistema para a manipulação de entrega de lama ao alojamento 1218 através do conduíte 1220. Enquanto conduíte 1220 é descrito de modo a fornecer lama para dentro do alojamento 1218 através de um conduíte 1220, em alguns outros aspectos, a lama pode ser entregue para dentro do alojamento 1218 através de entradas múltiplas ou conduítes, tais como aqueles mostrados na FIG. 11. Excesso de lama 1204 que não passa através do dispositivo 1216 e para dentro do alojamento 1218 pode ser devolvido ao tanque de mistura 1202 através do conduíte 1223. Lama 1204 entregue ao alojamento 1218 a partir do conduíte 1220 pode então passar através de perfurações na membrana perfurada 1222 e ser emitida como corpos de lama de 1224 contidos no interior da câmara 1226, e viajar através da câmara 1226 na direção 1228. Como os corpos de lama 1224 viajam através e chegam a uma porção distal da câmara de 1226, eles são recolhidos em uma seção de funil 1230. Antes da recolha no funil 1230, corpos de lama 1224 podem ser pelo menos parcialmente curados, enquanto estão na câmara 1226 por qualquer técnica adequada, incluindo mas não se limitando a auto cura, desidratação, dessolvatação, contato com um agente de cura, e similares, ou qualquer combinação dos mesmos. Câmara 1226 pode ser de qualquer tamanho ou forma adequados, incluindo cônica, cilíndrica, e semelhantes, e pode conter, ainda, um sistema para entregar uma névoa ou gás contendo um agente coagulante, tal como o representado na FIG. 10.

[00042] Após a coleta no funil 1230, corpos de lama 1224 podem ainda ser tratados e/ou condicionados para formar partículas de propante no funil 1226, o banho, armazenamento, processamento e/ou sistema de descarga 1206, ou uma combinação de ambos. Tais técnicas de tratamento ou condicionamento podem incluir a secagem, sinterização, e semelhantes, técnicas divulgadas em US Pat. Pub. n° 2012/0231981A1, e US Pat. n° 8.728.991 B2 (ambas as quais são incluídas neste documento em sua totalidade), ou quaisquer combinação das mesmas. Sistema 1200 pode incluir, ainda, uma comunicação e meios de controle 1232 ligados entre dispositivo 1216 e alojamento 1218,e/ou membrana perfurada 1222, para continuamente, ou semi-continuamente, regular ou controlar tais propriedades, como a taxa de fluxo, pressão, variação de pressão, e similares. Em alguns aspectos da divulgação, o sistema de descarga de 1206 inclui uma correia transportadora, pelo menos parcialmente submersa em um banho, o qual transporta partículas recebidas do funil 1230 e a partir do banho em um ambiente de secagem de ar soprado. Partículas e/ou corpos de lama que entrem no banho pode submergir nele e se instalar mais profundamente, até mesmo na parte inferior do banho. Em ainda outros aspectos, a superfície do banho pode ter uma camada de espuma formada logo a seguir para adicionalmente ajudar a manter a integridade do corpo de lama e/ou o formato das partículas durante o processo de recolha. Conforme descrito no sistema 1200, ou em qualquer aspecto da divulgação, o ponto no qual um corpo de lama transforma-se em uma partícula não é, de forma alguma, limitador, e pode ocorrer em uma câmara de nebulização, em um funil de recolha, em um banho, em processos de sinterização, em processos de secagem por ar, ou em outro dispositivo adequado. Além disso, tal como utilizado na divulgação, os termos "partícula" e "corpo de lama" podem ser intermutáveis, em alguns casos, enquanto que em outros aspectos, referem-se a conceitos diferentes, onde um "corpo de lama" é formado por descarga a partir de uma membrana perfurada, e "partícula" é o produto final gerado pelo sistema.

[00043] Enquanto alguns aspectos da divulgação descrita acima descreve a utilização de uma membrana perfurada para produzir corpos de lama para formar partículas, é também dentro do escopo e espírito da divulgação, utilizar mais do que uma, ou uma pluralidade de membranas perfuradas em um sistema para gerar corpos de lama. Com referência à FIG. 13, que ilustra um aparelho de torre de queda para gerar corpos de lama em uma vista em perspectiva, o aparelho 1300 inclui uma placa superior 1302, alojamento de nebulização cilíndrico 1304, alojamento intermédio opcional 1306, e funil de recolha 1308. Aparelho 1300 pode ser instalado e fixado em uma instalação, ou em qualquer estrutura de suporte adequado com montagens 1310 (três mostrados), ou qualquer outro recurso de montagem adequado. Uma lama contendo materiais formadores de partículas pode ser introduzida no aparelho de entrada 1312, em seguida, passar através de uma pluralidade de conduítes 1314 (seis mostrados), e em membranas perfuradas localizadas no interior dos alojamentos 1316 (seis mostrados). Como a lama viaja através das membranas perfuradas que é emitida como corpos de lama que entram câmara de nebulização 1318 definida dentro do alojamento de nebulização 1304. O corte 1320 é mostrado para ilustrar o interior do alojamento de nebulização 1304 e a câmara 1318 formada na mesma. Um sistema (não mostrado) para entrega de uma névoa ou gás contendo um agente coagulante para curar, pelo menos parcialmente, os corpos de lama está em comunicação com injetores 1322 (quinze mostrados) disposto sobre o exterior de e através do alojamento de nebulização 1304. A névoa ou o gás pode ser introduzido para dentro da câmara 1318 através de bocais 1324 (três mostrados) posicionado em uma extremidade distal de injetores 1322. Aparelho 1326 inclui, ainda, uma porta de descarga, ou abertura, 1326 em uma extremidade distal de funil de recolha 1308 para, em seguida, transferir partículas formadas no aparelho para um armazenamento de partícula, sistema de processamento e/ou de descarga localizado adjacente à porta de descarga 1326. Em funcionamento, geralmente, a lama pode ser introduzida no aparelho 1300 na entrada de 1312, em seguida, transmitir para membranas perfuradas localizadas no interior do alojamento 1316 através da pluralidade de conduítes 1314. As membranas perfuradas podem ser energizadas por qualquer técnica apropriada para atingir o tamanho ou formato de partícula desejado. Uma vez emitida a partir das membranas perfuradas, corpos de lama formados a partir de lama, quando passado através das membranas perfuradas, entram na câmara de nebulização 1318 e viajam no sentido 1328, passando pela câmara de nebulização 1318, do alojamento intermediário 1306, e, em seguida pelo funil de recolha 1308. Partículas formadas depois de passar através do sistema, em seguida, podem ser descarregadas, adicionalmente processadas e/ou armazenadas.

[00044] Com referência a FIG. 14, que ilustra, ainda, um aparelho 1300 em uma vista em perspectiva e em corte transversal tomada em um plano perpendicular à linha central axial 1402, em que mostra o interior do aparelho de 1300. Membranas perfuradas 1404 (duas mostrados) apoiadas em alojamentos 1316 estão representados na vista e estão em comunicação fluída com câmara 1318. Bocais 1324 (oito mostrados) estão descritos como montados no interior do alojamento de nebulização 1304, e bocais 1324a, (dez mostrados) que se projetam a partir de injetores 1322 (dez mostrados), são ilustrados em uma representação demonstrando como bocais 1324a se projetam a partir do interior do alojamento de névoa 1304 para dentro da câmara 1318, a fim de proporcionar uma névoa ou gás contendo um agente coagulante, para pelo menos parcialmente curar os corpos de lama conforme os corpos de lama se movem através da câmara 1318, e através dos espaços interiores formados no interior do alojamento intermédio 1306, e no funil de recolha 1308. FIG. 15 representa a parte superior exterior do aparelho 1300 em maior detalhe, em uma vista em perspectiva. Como demonstrado, alojamentos 1316 (seis mostrados) estão dispostos sobre a placa superior 1302, cada um contendo uma membrana perfurada no seu interior. Alojamentos 1316 estão em comunicação fluída com uma entrada 1312 através dos conduítes 1314 (seis mostrados). FIG. 16 representa o interior de uma porção superior do aparelho 1300 em maior detalhe, e em uma vista em perspectiva. Como ilustrado através do corte 1320, membranas perfuradas 1404 são dispostas em torno e/ou adjacente à porção interior da placa superior 1302, e estão em comunicação de fluída com uma entrada 1312 (não mostrada) através dos conduítes 1314 (cinco mostrados). Outro alojamento de nebulização interior 1602 pode ser disposto no interior do alojamento 1304, e opcionalmente, uma câmara intermédia 1604 pode ser formada entre as mesmas.

[00045] Agora com referência à FIG. 17, que ilustra alojamentos adicionais 1316 em uma vista em perspectiva e em corte transversal, e mostra o interior do aparelho 1300. Alojamento 1316 está disposta sobre e no interior da placa superior 1302, e inclui uma porção inferior 1702 que apoia a membrana perfurada 1404. Do lado da membrana perfurada 1404 está exposta a câmara de nebulização 1318, e o lado oposto exposto à câmara de alojamento 1704. A lama pode mover-se através de conduíte 1314, na câmara de alojamento 1704, através da membrana perfurada 1404, e emitir-se na câmara de nebulização 1318 sob o formato de corpos de lama. Um sistema para energizar a lama pode ser disposta no interior de câmara de alojamento 1704. Em alguns aspectos da divulgação, o sistema pode incluir um diafragma móvel 1706 em contato com a lama de um lado, e ligado a um pistão 1708 em um lado oposto. Pistão 1708 pode oscilar nos sentidos opostos como indicado pela seta 1710,e move o diafragma 1706 de maneira análoga, assim energizando, ou de outra forma,movendo e/ou variando a pressão na lama presente na câmara de alojamento 1704. Pistão 1708 pode ser acionado por qualquer técnica adequada, incluindo mecânica, pneumática, hidráulica, eléctrica, piezoeléctricas, e similares, todas as quais estão dentro do escopo e espírito da divulgação, e aplicado para energizar membranas perfuradas de acordo com a divulgação. Na ilustração mostrada na FIG. 17, o pistão 1708 é acomodado dentro da câmara de alojamento 1704 e cilindro 1712, formado em uma parte superior 1714 do alojamento 1316. Conforme o pistão 1708 oscila no sentido oposto no interior da câmara de alojamento 1704 e do cilindro 1712, o diafragma 1706 é movido e transmite energia na lama. Conforme indicado acima, o pistão 1708 pode ser movido por qualquer técnica adequada, e é mostrado um dispositivo eléctrico ou piezoeléctrico 1714 para induzir movimento de oscilação em cima do pistão 1708. Enquanto a modalidade representada na FIG. 17 mostra um pistão e diafragma oscilando ao longo de um eixo, está também dentro do escopo da divulgação ter um pistão e diafragma, ou outro arranjo de energização, que se mova ao longo de uma pluralidade de eixos (por exemplo, X, Y e Z) para transmitir energia para a lama. Em ainda outros aspectos da presente divulgação, o alojamento e arranjos de membrana perfurada podem ainda incluir componentes que podem ser utilizados ou ativados para limpar o interior do alojamento, a membrana, perfurações através da membrana, e quaisquer combinações dos mesmos. Um exemplo de tais componentes incluem dispositivos ultrassônicos (por exemplo, canetas ultrassônicas, transdutores ultrassônicos, etc.) que podem ser ativados e transmitir energia ultrassônica na lama, no alojamento e/ou na membrana.

[00046] A divulgação também diz respeito a métodos para sustentar fraturas abertas de formação subterrânea, o que inclui a introdução dos agentes de escoramento em uma formação subterrânea penetrada por um furo de poço, e colocar os propantes nas fraturas. Em utilização em operação de fraturamento, as partículas de propante podem ser combinados com um fluído de transporte que é então introduzido em um furo de poço de uma formação subterrânea. O fluído de transporte, referido na técnica como um fluído de fratura, é bombeado através de um furo de poço em uma zona subterrânea para ser estimulado a uma taxa e pressão de tal modo que fraturas sejam formadas e estendidas para a zona subterrânea. Pelo menos uma porção do fluído de fratura transporta partículas de propante para as fraturas formadas. As partículas são depositadas nas fraturas e o fluído de fratura vaza para dentro da zona subterrânea e/ou é devolvido à superfície. O propante serve para evitar que as fraturas formadas se fechem, fraturas em que os canais condutores são formados de modo que os fluídos produzidos possam fluir para o furo do poço. O fluído de transporte podem ser qualquer fluído viscoso ou não viscoso, tais como aqueles que são bem conhecidos aos versados na técnica, incluindo, mas não limitado a, um gás e/ou líquido, fluído energizado, espuma, semelhantes a soluções aquosas, tais como a água, soluções de salmoura, e/ou soluções sintéticas.

[00047] Em alguns outros aspectos, os propantes são usados em uma embalagem de cascalho onde propante é transportado para uma zona de produção subterrânea em que um pacote de cascalho deve ser colocado por um hidrocarboneto ou fluído de transporte de água (ou outra fonte de transporte, tal como um fluído, fluído energizado, espuma, gás, e semelhantes). Isto é, as partículas são suspensas em um fluído de transporte, que pode ser viscoso, e o fluído de transporte é bombeado para a zona de produção subterrânea em que a embalagem de cascalho deve ser colocada. Uma vez que as partículas são colocadas na zona, o tratamento de fluído vaza para dentro da zona subterrânea e/ou é devolvido à superfície. A embalagem de cascalho resultante atua como um filtro para separar sólidos da formação de fluídos produzidos, permitindo que os fluídos produzidos fluam para dentro e através do furo de poço.

[00048] A divulgação não se limita à fabricação de propantes contendo partículas de cerâmica, mas também pode ser aplicada a materiais de matriz e materiais de enchimento para cimentos, sistemas de quadro de fibra de cimento, enchimento de gesso, selantes, sistemas poliméricos e outros aplicações tais que requerem materiais de enchimento de alta resistência.

[00049] A descrição acima das modalidades foi providenciada para fins de ilustração e descrição. Exemplos de modalidades são fornecidos para que esta divulgação seja suficientemente completa e que transmita o escopo para aqueles versados na técnica. Numerosos detalhes específicos são apresentados como exemplos de componentes específicos, dispositivos e métodos, para fornecer uma compreensão completa das modalidades da divulgação, mas não pretendem ser limitadas a presente divulgação. Deve ser notado que está dentro do escopo da divulgação que elementos individuais ou características de uma modalidade específica geralmente não estão limitados a essa modalidade particular, mas, quando aplicável, são intercambiáveis e podem ser usados em uma modalidade selecionada, mesmo que não especificamente mostrados ou descritos. O mesmo também pode ser diferenciado de muitas maneiras. Tais variações não devem ser consideradas como um ponto 32/33 de partida da divulgação, e tais modificações se destinam a ser incluídas no escopo da divulgação.

[00050] Ainda,em alguns exemplos de modalidades, processos conhecidos, dispositivos conhecidos e tecnologias conhecidas não são descritas em detalhe. Além disso, é facilmente evidente àqueles versados na técnica que podem estar presentes lacunas entre os componentes, no desenho, na fabricação e no funcionamento do aparelho para atingir o descrito na divulgação, como as variações na concepção de aparelhos, construção, condição, a erosão dos componentes, por exemplo.

[00051] Embora os termos primeiro, segundo, terceiro, etc. possam ser usados aqui para descrever vários elementos, componentes, regiões, camadas e/ou seções, estes elementos, componentes, regiões, camadas e/ou seções não devem ser limitados por estes termos. Estes termos podem ser utilizados apenas para distinguir um elemento, componente, região, camada ou seção de outra região, camada ou seção. Termos como "primeiro", "segundo" e outros termos numéricos quando usados neste documento não implicam em uma sequência ou ordem a menos que claramente indicado pelo contexto. Assim, um primeiro elemento, componente, região, camada ou seção discutidos abaixo poderia ser denominada um segundo elemento, componente, região, camada ou seção sem se afastar dos ensinamentos dos exemplos de modalidades.

[00052] Os termos espacialmente relativos, tais como "interior", "exterior", "sob", "abaixo", "inferior","acima", "superior" e semelhantes, podem ser usados neste documento para facilitar a descrição para descrever um elemento ou relação da característica em relação a outro(s) elemento(s) ou a(s) característica(s), como ilustrado nas figuras. Termos relativos espacialmente podem ser destinados para englobar diferentes orientações do dispositivo em uso ou funcionamento, além da orientação representada nas figuras. Por exemplo, se o dispositivo nas figuras for virado, elementos descritos como "abaixo" ou " por debaixo" de outros elementos ou características estariam, então, "acima" dos outros elementos ou características. Assim, o termo exemplo "abaixo" pode abranger uma orientação de acima e abaixo. O dispositivo pode ser orientado (girado 90 graus ou em outras orientações) e as descrições relativas a espaço usadas aqui interpretadas conformemente.

[00053] Embora algumas modalidades da presente descrição tenham sido descritas em detalhes acima, os peritos versados na técnica compreenderão facilmente que são possíveis muitas modificações sem se afastar materialmente dos ensinamentos do presente relatório descritivo Portanto, essas modificações devem ser incluídas dentro do escopo desta divulgação, conforme definido nas reivindicações.

Claims

1. MÉTODO DE FRATURAMENTO HIDRÁULICO DE UMA FORMAÇÃO SUBTERRÂNEA PENETRADA POR UM FURO DE POÇO, caracterizado pelo fato de que compreende: prover uma lama aquosa de um reagente, um dispersante, e matérias-primas formadoras de cerâmica; fluir a lama através de pelo menos uma membrana perfurada para formar corpos de lama para entrar em contato com uma névoa que compreende um agente coagulante para gelificar o reagente; receber os corpos de lama em um funil de recolha; e secar os corpos de lama para formar partículas.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lama aquosa compreende bauxita contendo menos do que oitenta por cento de alumina.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lama aquosa compreende um agente de modificação de reologia.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os corpos de lama fluem através da membrana perfurada por extrusão.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispersante é um surfactante.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o surfactante influencia, pelo menos parcialmente, o formato, tamanho ou combinação destes do corpo de lama.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a membrana perfurada compreende uma superfície plana.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o funil de recolha é um recipiente não banhado.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas formadas são partículas de propante.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, uma etapa de sinterização.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lama aquosa tem um teor de sólidos de 60% em peso a 88% em peso.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lama aquosa compreende, pelo menos, um ingrediente que influencia as propriedades reológicas da lama.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ingrediente é atapulgita.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lama aquosa compreende um peso de alumina maior do que ou igual a 46% em peso, peso de sílica de menos do que ou igual a 18% em peso, e peso de dióxido de zircônio ou óxido de zircônio derivatizados de menos do que ou igual a 10% em peso.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lama aquosa compreende, pelo menos, um de vidro, de cinzas volantes ou de carbonato de sódio.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lama aquosa compreende, ainda, partículas de ferro revestidas por grafite, pó magnético 3/5 revestido por grafite, ou uma combinação destes.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reagente é um polissacárido.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o polissacárido é um alginato.

19. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de coagulação é o cloreto de cálcio.

20. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lama é alimentada à medida que flui através da membrana perfurada.

21. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, a recepção dos corpos de lama em um banho, em que tal banho compreende uma espuma ali disposta.

22. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a, pelo menos, uma membrana perfurada é uma pluralidade de membranas perfuradas.

23. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: prover uma lama aquosa de matérias-primas formadoras de cerâmica, a lama compreendendo, ainda, um reagente e um agente de dispersão; fluir a lama através de uma membrana perfurada durante a energização de lama para formar corpos de lama; e ainda passar os corpos de lama através de uma névoa na câmara, tal névoa compreendendo um agente de coagulação para reagir com o reagente nos corpos de lama; receber os corpos de lama em um funil de recolha; e secar os corpos de lama para formar partículas.

24. Método, tendo a formação uma tensão de fratura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: bombear um fluído de fratura dentro do poço a uma pressão acima da tensão de fratura da formação; e adicionar partículas de propante no fluído de fratura, e entregar as partículas de propante e o fluído para dentro do furo de poço em que as partículas de propante são preparadas ao prover uma lama aquosa de matérias-primas formadoras de cerâmica e um reagente, fluir a lama através de uma membrana perfurada para formar corpos de lama para entrar em contato com uma névoa que compreende um agente coagulante para gelificar o reagente, receber os corpos lama em um funil de recolha; e secar os corpos de lama para formar partículas de propante.

25. SISTEMA, para execução do método conforme definido nas reivindicações 1 a 24, caracterizado pelo fato de que compreende: tanque de armazenagem para prover uma lama de um reagente, um dispersante e matérias-primas formadoras de partículas; membrana perfurada para a formação de corpos de lama a partir da lama; uma câmara de nebulização disposta adjacente à membrana perfurada, a câmara de nebulização fornecendo uma névoa que compreende um agente coagulante para gelificar o reagente; e, um funil de recolha disposto adjacente à câmara de nebulização; em que o tanque de armazenamento está fluidamente conectado com a membrana perfurada.