CN107208429B - 容器系统 - Google Patents

Abstract

一种容器系统，其具有柔性囊和支撑结构。所述囊具有至少一个开口，材料通过所述至少一个开口泵送进入或离开所述囊。所述支撑结构包括滑撬，所述滑撬具有基座构件，第一面板构件固定至所述基座构件。所述第一面板构件有上部和下部且下部可释放地固定至所述基座构件。所述第一面板构件设有第一位置和第二位置，在该第一位置，所述第一面板构件与所述基座构件大致平行且与所述基座构件隔开；在所述第二位置中，所述第一面板构件保持与所述基座构件大致垂直。所述囊至少固定至所述第一面板构件的上部。当第一面板构件处于其第一位置时，所述囊接收在所述第一面板构件和所述基座构件之间，当所述第一面板处于第二位置时，所述囊展开并大致悬挂在所述第一面板构件的上部。

Description

容器系统

技术领域

本发明涉及一种主要开发用于在石油工业中保持被称为“压裂”的过程所需大量的水的容器系统。然而，应该意识到该系统可以用于其它用途和容纳其它液体或材料。

背景技术

标题为“Modular Enclosure System”的加拿大专利申请2,756,305(Hindbo)描述可以在远程位点快速展开的围栏。在石油工业中，衬套由用于容器的围栏的壁支撑。现在描述一种可替代的容器系统。

发明内容

提供一种容器系统，其包括至少一个柔性囊。所述至少一个囊具有至少一个开口，液体或材料通过所述至少一个开口泵入或泵出所述至少一个囊。支撑结构围绕该囊且为其提供侧向支撑。

因此，提供一种容器系统，其包括柔性囊、支撑结构，所述柔性囊具有至少一个开口，液体或其它流体或材料可以通过所述至少一个开口泵送或以其它方式转移至所述囊或离开所述囊，在所述囊的内容物基本排空的情况下，所述囊处于收缩状态，在所述囊填充有或部分填充有液体或其它流体或材料的情况下，所述囊处于扩展状态；当所述囊处于所述扩展状态时，所述支撑结构围绕所述囊并且为所述囊提供侧向支撑，所述支撑结构包括多个面板，所述多个面板彼此可分离地连接从而形成封闭的壁式支撑结构，所述支撑结构包括滑撬，所述滑撬包括固定有第一面板构件的基座构件，所述第一面板构件具有上部和下部，所述下部可释放地固定至所述基座构件，所述第一面板构件设有第一位置，其中所述第一面板构件基本平行于所述基座构件并与所述基座构件隔开预设距离，所述第一面板设有第二位置，其中所述第一面板保持与所述基座构件大致垂直，所述囊至少固定至所述第一面板构件的上部，使得当所述第一面板构件处于所述第一位置时，所述囊接收于所述第一面板构件和所述基座构件之间，且当所述第一面板构件处于所述第二位置时，所述囊展开并且大致悬挂在所述第一面板构件的所述上部。

附图说明

结合附图，这些及其它特征将在以下描述中变得更明显，附图仅用于说明目的而非意图以任何方式进行限定，其中：

图1为容器系统的侧视图。

图2为图1的容器系统的透明的透视图。

图3为图1的容器系统的滑撬结构在侧壁降下后的详细透视图。

图4为图3的滑撬结构的部分透明的透视图。

图4A为图4所示的滑撬结构的仰视图。

图5为图3的滑撬结构在侧壁升起后的透视图。

图6a至图6h为展示囊依次折叠从而安装至图3至图5所示的滑撬上的一系列俯视图。

图7为容器系统的可替换实施例的透视图。

图8为图7的容器系统的俯视图。

图9为准备用于运输的图7的容器系统的面板的透视图。

图10为连接囊以便于运输和展开的图7的容器系统的面板的正视图。

图11为容器系统的可替换实施例的侧视透视图，其中主要部件已经组装在滑撬上用于运输、或处于组装之前。

图12为图11所示实施例的侧视图。

图13为图11所示实施例的右视图。

图14为图11的容器系统的实施例，其中铰接固定至滑撬的面板构件处于正被竖立的过程中，同时囊正被展开。

图15为图14所示视图的侧视图。

图16为图14和图15所示视图的进一步视图，其中所述面板构件与所述滑撬大致垂直。

图17为图16所示实施例的侧视图。

图18为使用图11的容器系统的部件形成的组装槽的侧视图。

图19为图16所示实施例的平面图，其中，在图18所示槽拆卸过程中，所述面板已经向下旋转并支撑在所述滑撬上。

图20为与图19相似的视图，其中囊已经部分折叠于滑撬中。

图21为与图20相似的视图，其中囊已经完全折叠于滑撬中以备运输。

具体实施方式

现在结合图1至6h来描述一般标记为附图标记10的容器系统。结合图7至图10描述一般标记为附图标记100的另外的容器系统。

参考图1，容器系统10包括柔性囊12。这是“较大的”囊，在该实施例中，保持能力为至少300加仑。囊12具有4个开口，液体或其它流体或材料可以经由所述开口泵送或以其它方式转移至或离开囊。所述4个开口在此视图中没有显示，但下文将对其进行描述。参考图1，支撑结构，一般以附图标记16表示，围绕囊12并为囊12提供侧向支撑。在此实施例中，支撑结构16直径为72英尺，高度为12英尺，且保持能力为792,500加仑。但是，应该意识到，其它尺寸和容量是可能的。

参考图2，开发支撑结构16，目的在于将容器系统10移动至远程位点。对于运输，多个面板18以非组装状态运输，然后在位点组装以形成支撑结构16。将面板18紧固在一起以形成围栏的方式是已知的，因此将不再进一步描述。参考图6h，囊12在滑撬20上处于折叠状态下是可运输的。参见图5，优选的是，滑撬20具有侧壁22，侧壁22包围滑撬20从而形成船运集装箱以进行运输。参考图3和图6g，还优选的是，侧壁22可在位点上移动或拆卸以便进入囊12。在所示实施例中，侧壁22铰接至滑撬20，并可简单地向下折叠平坦。

参考图2，导管24、26、28和30从支撑结构16向外部延伸，目的是与囊12进行流体流动连接。参考图3和图5，滑撬20用于运输囊12，应该认识到导管24、26、28和30可以合并于滑撬20中。虽然图3和图5所示的滑撬20没有展示囊12，但应该理解，其意图将囊通过粘合剂(或通过各种夹持装置或机构中的任何一种)固定至滑撬20上，因此该囊是不可拆卸的。参见图4，滑撬20具有第一部分32和第二部分34，囊12的一部分固定至该第一部分32且囊12无任何部位固定至该第二部分。每条导管24、26、28和30具有第一端24a、26a、28a和30a和第二端24b、26b、28b和30b。每条导管24、26、28和30经由滑撬20延伸。囊12具有流体可穿过的4个开口，标记为第一连接匣36、第二连接匣38、第三连接匣40和第四连接匣42。第一连接匣36连接导管24的第一端24a和囊12，且具有第一延伸线44，第一延伸线44延伸至囊12中。第二连接匣38连接导管26的第一端26a和囊12，且具有第二延伸线46，第二延伸线46延伸至囊12中。优选地，延伸线44和46为位于囊12内的柔性导管。第三连接匣40连接导管28的第一端28a和囊12。第四连接匣42连接导管30的第一端30a和囊12。参考图3和图5，导管24、26、28和30的每个第二端24b、26b、28b和30b分别附接至连接歧管24c、26c、28c和30c。参考图4，每条导管24、26、28和30的第一端24a、26a、28a和30a位于滑撬20的第一部分32。每条导管24、26、28和30的第二端24b、26b、28b位于滑撬20的第二部分34。参考图2，在安装过程中，滑撬20位于支撑结构16的一块面板18下面，且滑撬20的第一部分32位于由支撑结构16限定的围栏内，滑撬20的第二部分34位于由支撑结构16限定的围栏外。这使得囊12能够连接至连接匣36、38、40和42，且连接歧管24c、26c、28c和30c位于支撑结构16外部，从而便于与囊12形成流体连接。

现在描述容器系统10的安装和操作方式。参考图6h，将滑撬20运输至远程位点，囊12紧固就位且处于折叠状态。在运输过程中，如图5所示，滑撬20的侧壁22是竖立的。参考图6g，为了将囊12展开，降下侧壁22以进入囊12(如图3所示)。第一延伸线44连接至第一连接匣36，且第二延伸线46连接至第二连接匣38。参考图6f，开始囊12的展开，依次如图6e、6d、6c、6b和最后图6a所示。参考图2，面板18围绕囊12组装，滑撬20位于支撑结构16的一块面板18下面，囊12附接的滑撬20的第一部分32位于由支撑结构16限定的围栏内，滑撬20的第二部分34位于由支撑结构16限定的围栏外。接着，连接至连接歧管24c、26c、28c和30c。然后，用选择材料(可以是固体、液体或气体)填充或部分填充囊12。应该意识到，根据具体应用，可以用非常广泛的各种材料中的任何一种填充所述囊。当用于石油工业时，囊12可以用于容纳水、石油、钻井泥浆、压裂砂和压裂液等。在其它应用中，2也可以容纳其它材料，包括，但不限于：工业流体、液体或干式化学品、饮用水或工业水以及食品和农产品。当填充或部分填充时，所述囊由支撑结构16支撑。当容器系统10的需求终止时，从囊12移除其内容物，且拆卸支撑结构16的面板18。接着，囊12折叠回滑撬20上，依次折叠如图6a、6b、6c、6d、6f、6g和最后6h所示。

现在描述容器系统10的安装和操作方式。尽管支撑结构的优选形状一般为圆形，但应该意识到该支撑结构不必为圆形，还可以是多边封闭的多面体，(最常见为正方体或长方体)或其它形状的封闭的壁式结构，以支撑囊的侧面。虽然所述围栏内展示了单个囊，但也应该意识到可以具有互相挤压且从共同的支撑结构接受支撑两个或更多个的囊。尽管设想的是该支撑结构为可以拆卸以进行运输的多个面板，但是该支撑结构可以为不想移动的固定结构。在固定安装中，所有或部分支撑结构可以由土方工程提供。这可能涉及堆积泥土、挖掘地面或利用自然形成的地形特征。尽管已经展示并描述了进入所述囊的四个开口，但应该意识到所选择的开口数量要与预期的应用相适应。所述囊可以由可以扩展且与待容纳的液体或其它流体相容的任何合适材料制成。在可替换的实施例中，所述囊可以由固体或半固体材料填充，或可由固体含量高的流体填充。

参考图7至图10，容器系统100为由多个面板112组成的多边体110。参考图9，堆叠面板112以进行运输，其中标记为附图标记118的一块面板112充当囊116的支撑滑撬。囊116通过粘合剂或各种机械装置中的任何一种固定至滑撬118且以折叠状态运输。参考图7至图8，当面板112递送至位点上时，将面板112连接以形成主体110。本领域已知有用于连接面板112的多种连接器，因此不再详述面板连接器。参见图10，所示面板连接器仅为从面板112一侧突出的舌片和从面板112另一侧突出的平行板115。每个舌片114插在多对平行板115中的一对平行板之间，且螺栓插入对齐孔中以防舌片114脱离。面板连接器不需要能够保持液体，因为囊116会保持液体。参见图10，用于形成主体110的一块面板112为紧固囊116的滑撬118。接着，打开囊116备用。一旦大致打开，就可由气体(例如，空气或氮气)或由液体辅助继续展开。主体110以及彼此可以限定单个囊116或两个囊。应该意识到囊116具有不同种类的配件，如用于软管连接的软管连接配件120和用于排气的排气配件122。取决于安装过程可能需要其它配件。

图11至21展示了根据本发明的容器系统的实施例。参考图11至图13，图中展示了堆叠形式的容器系统的实施例的主要部件，图示部件可能处于容器系统组装之前(或之后)，或处在运输过程中。在此，所示的多个面板18堆叠于滑撬20上。滑撬20由基座50组成，基座50通过一对铰链52铰接固定至第一面板构件51。在所示实施例中，第一面板构件51已被旋转为使得其与基座50平行或基本垂直，搁置在多个可拆除的支撑臂53上。随着充分理解该实施例会更明白，支撑臂53使第一面板构件与基座构件50隔开预设距离，以便提供可以容纳囊12的容积。多个附加面板18堆叠在第一面板构件51上，其重量也由支撑臂负载。当以这种方式组装时，容器系统的主要元件可以一起捆绑或其它方式夹紧或保持在滑撬20上，从而能够轻易进行位点到位点的运输，并能够轻易展开和组装。

参考图14至17，在所示实施例中，囊12至少固定至第一面板构件51的上部54。在该方式中，当面板18从其堆叠在滑撬20上的位置移动时，第一面板51旋转至大致竖直的方向，囊12从其位于堆叠的滑撬组件内的位置打开且大致展开。在这方面上，图14和图15展示了第一面板构件51部分旋转至其竖直方向且描述囊12从其在滑撬20的基座构件50的顶部的位置向上拉动。类似地，图16和图17展示了第一面板构件51处于大致竖直方向(大致与基座构件50垂直)，且囊12至少固定至第一面板构件的上部，悬挂在第一面板构件51的顶部并部分展开。

一旦旋转到大致竖直方向，就可以利用锁紧结构来紧固并使第一面板构件51相对于基座构件50保持成近似直角。本领域技术人员应该意识到在该方面，可以利用各种不同的锁紧和固定机构。随着第一面板构件51向上旋转至其大致竖直方向(或在将第一面板构件锁紧或固定在其大致竖直方向之后)，从基座构件50移除支撑臂53，以便提供光滑且洁净的表面，当最终填充液体或其它材料时，囊12可以承载在该表面上。在这方面，支撑臂53通过各种不同的机械装置可释放地固定至滑撬20的基座构件50。可替换地，当容器系统完全组装好且填充或部分填充囊时，支撑臂53可以是可折叠的或其它方式不阻碍囊12。

应当注意的是，虽然所示的第一面板构件51铰接地固定至基座构件50，第一面板构件可以通过不需要包括铰链本身的其它机械、液压或机电装置可释放地固定至基座构件。

优选地，基座构件50成这样的尺寸：宽度与第一面板构件51的宽度大致近似，从而在所述基座构件和所述第一面板构件之间提供足够的空隙以接收囊12。优选地，当所述第一面板构件定向于大致竖直平面时，铰链52位于基座构件50上，使得基座构件的一部分向外延伸至第一面板构件(即组装后在容器系统外部)。特别地，如图16和图17所示，基座构件50在容器系统的外部和第一面板构件51延伸有助于在组装和拆卸过程中使该结构稳定，如果铰链52位于基座构件50的最外端，情况更是如此。应该意识到铰链52和支撑臂53为第一面板51提供的隔开范围可以因囊12的特定尺寸而不同。也就是说，应该意识到且理解为，当第一面板构件51相对于基座构件50折叠成平行关系时，囊12可以折叠并保持在所述第一面板构件和滑撬20的基座构件50之间的间隙内。在这种方式中，所述囊就位以进行运输，并且防止可能因接触面板18或其它外来物件而带来的破坏。

一旦将面板构件51旋转并锁紧在相对于基座构件50的大致竖直方向，剩下的面板18可以固定至彼此和/或者第一面板构件51，以便建立支撑结构12。可以改变面板18的特定结构和相邻面板紧固在一起的方式。图18展示了一个实施例，相邻面板通过使用螺栓或夹具55保持在一起，从而形成大致圆柱形的支撑结构。然而，应该理解，可以等同使用其它形状的支撑结构(例如，正方形、长方形、八边形)。

当不再需要容器系统时，图11至图21所示的实施例的主要部件可以轻易地拆卸和堆叠，以进行储存和运输。这样做只需要拆卸面板构件，将第一面板构件51从其竖直方向解锁并向下旋转至与基座构件50平行并由支撑臂53支撑的位置。囊12可以同时或在此之后折叠进所述第一面板构件和基座构件之间产生的空隙中，以保持和保护所述囊。图19展示了当第一面板构件51初始旋转至与基座构件50平行的平行构造时，囊的大致位置。图20呈现了囊的右部已折叠进第一面板构件和基座构件之间的空隙中。图21展示了囊的左部和右部已折叠进所述滑撬中，使得整个囊紧固在第一面板和基座构件之间的滑撬内。

虽然在图11至图21的实施例中，囊12至少安装或以其它方式固定至第一面板构件51的上部54，但预期在多数情况下，所述囊也紧固或以其它方式扣紧至第一面板构件的下部56。在多数情况下，预期第一面板构件51将包括在其下端56的歧管组件57，从而与囊12的内部流体连通。也就是说，歧管组件57可以具有一个或多个端口，为了填充、排空、排气或清洁囊12的内部的目的，管道、软管和供应线可以固定至该端口。进一步地，在所示的特定实施例中，第一面板构件51的上部54包括成对的排气连接件58，其容器系统组装好时，与囊12的内部流体连通。当通过歧管填充所述囊时，排气连接件58为保持在囊12内的液体、空气或其它气体提供逸出或排出的装置。排气连接件58也为顶部填充所述囊提供了可能。

如图18更具体所示，在所述的特定实施例中，排气连接件58各自与排气管59连通，所述排气管59沿着第一面板构件51的长度延伸且终止于歧管57或其附近。在该方式中，容器系统的所有外部连接都可以在大致相同的位置进行。因此排气管可以轻易地连接至远程管道或软管，以便收集且潜在地处理排出的流体，特别是在从所述囊中排出的流体有毒或可燃的情况下。如果需要，第一面板构件51也可以包括一个或多个水平指示管60，水平指示管60各种的相应端与囊12内部连通。水平指示管可以为至少部分透明的或半透明的，这样可以提供保持在囊内的内容物的水平的可见指示。当然，可以等同利用许多其它水平指示器以便为操作者提供储存在囊12内的内容物的水平的指示。

对本发明理解透彻的本领域技术人员应该理解，图11至图21所示的实施例提供一种借助于滑撬20而有效储存、运输和组装容器系统的装置，该滑撬具有至少紧固至或以其它方式固定至囊12的上部的第一面板构件51。以此方式，随着所述第一面板构件从储存位置(与所述滑撬的基座50大致平行并相邻)旋转至大致竖直方向，所述囊同时展开并向上拉动至最终成为容器系统的支撑结构的一部分的顶部。这种结构消除了这样的要求：将囊物理地放置在已组装的容器系统内，使所述囊坐落在在容器系统内的合适位置，并随后打开所述囊以使其能够适当且有效填充至其正常容量。在图11至21所示的实施例的情况下，第一面板构件的旋转有效地使所述囊打开至其可以轻易填充的位置，而没有使所述囊缠结或以其它方式使自身打结的风险，从而防止所述囊的无效填充和可能向囊部分增加的过量应变。所描述的结构也确保了所述囊预固定至排气连接件且将岐管填充在第一面板构件51内，从而消除了在现场进行连接的需要，因此减少了组装时间和劳动力。当处于折叠状态时，第一面板构件和滑撬20的基座50的隔开提供便利的空隙，囊可以安全地、牢固地和不受损害地储存囊在该空隙内。此外，如上述，容器系统的拆卸因不需要从容器系统中“分离”所述囊而简化。只需要将任何外部排气或填充管路与第一面板构件51断开，而与所述囊自身的连接将会保持完整。

通过所述结构，还增强了所述囊的清洁和维护。在已经排空的囊需要清洁的情况下，清洁液可以通过岐管57和/或排气连接件58注入所述囊中。通过使所述囊的一部分保持在第一面板构件的上部54上，所述囊将保持在至少部分展开的状态，增强清洁液注入所述囊的能力，从而使其接触所有内表面。在传统的囊式容器系统中，所述囊并非保持在支撑结构的上部，从而当所述囊排空时，所述囊在支撑结构内部塌陷或折叠在其自身上，从而使得清洁溶液难以接触囊所有内表面。

在本专利文件中，词组“包括”以其非限制性意义使用，指的是包括该词组后面的条目，但不排除未特别提及的条目。元件提及不定冠词“一(a)”并不排除存在一个以上所述元件的可能性，除非文中明确要求有且只有一个所述元件。

权利要求的范围不应当限制在所述实施例中，应当考虑整个说明书，作出与权利要求的目的性构建相符的最宽泛的解释。

Claims (7)

1.一种容器系统，包括：

柔性囊，所述柔性囊具有至少一个开口，材料可通过该至少一个开口转移到所述囊内或离开所述囊；在所述囊的内容物排空的情况下，所述囊处于收缩状态；在所述囊被填充有材料的情况下，所述囊处于扩展状态；

围绕所述囊的支撑结构，当所述囊处于所述扩展状态时，所述支撑结构为所述囊提供侧向支撑，所述支撑结构包括多个面板，该多个面板彼此可分离地连接、从而形成封闭的壁式支撑结构，所述支撑结构包括滑撬，所述滑撬包括固定有第一面板构件的基座构件，所述第一面板构件具有上部和下部，所述下部可释放地固定至所述基座构件，所述第一面板构件具有第一位置和第二位置，在所述第一位置中，所述第一面板构件平行于所述基座构件并与所述基座构件隔开预定距离，在所述第二位置中，所述第一面板构件保持与所述基座构件垂直；所述囊至少固定至所述第一面板构件的上部，从而使得当所述第一面板构件处于所述第一位置时，所述囊被接纳在所述第一面板构件和所述基座构件之间，且当所述第一面板构件处于所述第二位置时，所述囊展开并且悬挂在所述第一面板构件的所述上部。

2.根据权利要求1所述的容器系统，其特征在于，所述基座构件包括多个支撑臂，所述支撑臂可释放地固定至所述基座构件并支撑处于所述第一位置时的所述第一面板构件，从而在所述第一面板构件和所述基座构件之间提供用于接纳所述囊的空隙。

3.根据权利要求1所述的容器系统，其特征在于，所述基座构件包括一对铰链，所述铰链将所述第一面板构件可旋转地固定至所述基座构件。

4.根据权利要求3所述的容器系统，其特征在于，所述基座构件向所述铰链的相反方向侧向延伸，所述基座构件为处于第二位置时的所述第一面板构件提供支撑和稳定性。

5.根据权利要求1所述的容器系统，其特征在于，所述第一面板构件的所述下部包括歧管组件，所述歧管组件可操作地连接至所述囊，以使材料能够进入或离开所述囊。

6.根据权利要求2所述的容器系统，其特征在于，当处于所述第一位置以运输处于拆卸状态的所述容器系统时，所述支撑臂能够使形成所述支撑结构的所述多个面板堆叠在所述第一面板构件上并且固定至所述第一面板构件。

7.根据权利要求1所述的容器系统，其特征在于，所述第一面板构件的所述上部包括排气连接件，所述排气连接件可操作地与所述囊相关联，从而能够排出所述囊的内容物。

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