CN108430901A - 具有集成的集尘器系统的传送带 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例提供了一种用于当置于压裂操作现场时捕获支撑剂尘粒的系统，所述系统包括支撑剂传送组件，所述支撑剂传送组件用于接收在其中储存有支撑剂的一个或多个集装箱。所述系统从所述一个或多个集装箱分配所述支撑剂，并且将所述支撑剂传送到另一压裂操作设备。此外，所述系统包括集尘组件，所述集尘组件置于所述支撑剂传送组件附近并与之相关联以捕获因所述支撑剂在由所述支撑剂传送组件分配和传送时发生的移动和下沉而释放的尘粒。所述集尘组件被定位成在覆盖所述尘粒的流动路径中引导空气流来捕获所述尘粒并移动所述尘粒远离所述支撑剂，从而降低灰尘暴露给压裂操作现场人员的风险。
Description
发明背景
1.相关申请
本申请是PCT，并且要求2017年1月5日提交的标题为“Conveyor with IntegratedDust Collector System”的美国专利申请号15/398,950的优先权，该案是2017年1月5日提交的标题为“Conveyor with Integrated Dust Collector System”的美国专利申请号15/398,835的继续申请并要求其优先权和权益，该案要求2016年1月6日提交的标题为“Conveyor with Integrated Dust Collector System”的美国临时申请号62/275,377的优先权，所有申请的全部内容以引用的方式并入本文。
2.发明领域
本发明涉及了收集尘粒。更具体地，本发明涉及了用于收集在支撑剂的移动期间形成的尘粒的系统和方法。
3.相关技术的描述
数十年来，已经使用水力压裂或“压裂”来促进常规油气井的生产。在近年来，由于诸如水平钻井和多级压裂的新钻井技术的发展，越来越多使用压裂。此类技术能到达先前无法获得的天然气和石油矿床。压裂一般包括在高压力下将流体泵送到井筒中。在井筒内，流体被推动到正在生产的地层中。当流体进入地层时，它会在地层中进行压裂或产生裂缝。水、以及其它流体和一些固体支撑剂然后被泵送到裂缝中以促进油和气从地层中的释放。
目前为止，主要的支撑剂是硅砂，其由古老风化石英(其为地球大陆地壳中最常见的矿物)组成。与在手指之间进行摩擦时通常会感觉到沙砾感的普通沙子不同，用作支撑剂的沙子由于其圆形形状、球形形状和紧密分级的颗粒分布而趋于触摸起来圆滑。沙子质量随投放和处理两者变化。粒度是关键的，因为任何给定的支撑剂应可靠地落入到服从井下条件和完井设计的一定筛目范围内。一般来说，较粗糙的支撑剂因颗粒之间的较大的孔隙空间而允许较高容量。然而，可能因用于承受通常在深含油和含气地层中引起的应力的颗粒与颗粒接触点很少，此类型的支撑剂在应力下更容易地破裂或破碎。
在压裂操作期间，工人可以将压裂支撑剂装载到混合料斗中，以在注入到井筒中之前将压裂支撑剂与流体(例如，水、特种压裂化学品等)混合。压裂支撑剂的移动和装载可以产生可能被操作人员吸入或被吸到机械设备中的灰尘颗粒。人员吸入可能会对健康产生不利影响。此外，机械设备可能会被尘粒损坏。例如，颗粒可能堵塞过滤器并且减小向设备的空气流量。因此，现认识到，需要在具有压裂支撑剂的位置附近减少尘粒。
发明内容
申请人认识到本文在上面提到的问题并构想和研发出根据本发明的、将支撑剂集装箱置于支架、保持器、传送带等上的系统和方法的实施例。
在一实施例中，一种置于压裂操作现场用于捕获支撑剂尘粒的系统包括支撑剂传送组件，所述支撑剂传送组件用于接收其中储存有支撑剂的一个或多个集装箱。所述系统从所述一个或多个集装箱分配所述支撑剂，并且将所述支撑剂传送到其它压裂操作设备。此外，所述系统包括集尘组件，所述集尘组件靠近所述支撑剂传送组件设置并与之相关联以捕获因所述支撑剂在由所述支撑剂传送组件分配和传送时发生移动和下沉而释放的尘粒。所述集尘组件被放置成在覆盖所述尘粒的流动路径中引导空气流来捕获所述尘粒并移动所述尘粒远离所述支撑剂，从而降低压裂操作现场人员暴露于灰尘的风险。
在另一实施例中，提供了一种置于压裂操作现场用于捕获支撑剂尘粒的系统包括支撑剂传送组件，所述支撑剂传送组件支撑其中储存有支撑剂的一个或多个集装箱。所述一个或多个集装箱被布置成将支撑剂分配到滑槽，所述滑槽将所述分配的支撑剂引导到所需位置。所述系统还包括集尘组件，所述集尘组件靠近所述支撑剂传送组件放置并至少部分地联接到所述支撑剂传送组件以捕获因所述支撑剂在被分配并引到所需位置时发生移动和下沉所释放的尘粒。此外，所述集尘组件被将靠近所述所需位置的含尘粒的一定体积空气从所述所需位置抽离，以降低靠近所述所需位置的人员暴露于灰尘的风险。
在另一实施例中，一种置于压裂操作现场用于捕获支撑剂尘粒的方法包括经由支撑剂传送组件将储存在一个或多个集装箱中的支撑剂传送到压裂操作设备。所述方法还包括经由在覆盖所述尘粒的流动路径中引导空气流来捕获因所述支撑剂在所述压裂操作设备处发生移动和下沉而形成的支撑剂尘粒。所述方法还包括通过引导所述空气流远离所述压裂操作设备来将所述支撑剂尘粒从所述压裂操作设备移除。
在另一实施例中，一种捕集箱靠近支撑剂推进器的下表面布置，以在支撑剂从所述支撑剂推进器传送到所需位置时捕集所述支撑剂和尘粒。所述捕集箱包括入口，所述入口位于所述支撑剂推进器下方，以在所述支撑剂推进器已经将支撑剂投放到将所述支撑剂引导到所述所需位置的滑槽中之后捕集残留的支撑剂和尘粒。所述捕集箱还包括内部容积，所述内部容积用于储存所述残留的支撑剂和所述灰尘。此外，所述捕集箱包括出口，所述出口具有导管连接以经由所述出口处的抽吸实现所述残留的支撑剂和所述尘粒的移除。
在另一实施例中，一种用于引导真空空气流的护罩组件包括第一护罩部段，所述真空空气流在支撑剂已经从流动路径运输到所需位置之后移除包含支撑剂尘粒的一定体积的空气，所述第一护罩部段基本上环绕并容纳将所述支撑剂引导到所述所需位置的滑槽的出口。所述第一护罩部段包括延伸穿过所述第一护罩部段的主体的至少一个灰尘贮器以使得所述体积的空气能够离开所述第一护罩部段。所述护罩组件还包括第二护罩部段，所述第二护罩部段邻近所述第一护罩部段定位，并且包括至少一个灰尘贮器以接收所述体积的空气。另外，所述护罩组件包括第三护罩部段，所述第三护罩部段邻近所述第一护罩部段定位并与所述第二护罩部段相对。所述第三护罩部段包括至少一个灰尘贮器以接收所述体积的空气，并且关于所述第一护罩部段与所述第二护罩部段基本上是对称的。
在另一实施例中，一种用于接收并支撑其中储存有支撑剂的一个或多个集装箱的支撑剂传送组件包括托架，所述托架具有顶表面以在所述一个或多个集装箱置于其上时接收并支撑所述一个或多个集装箱。所述托架使得所述一个或多个集装箱能够分配其中储存的支撑剂。所述支撑剂传送组件还包括支撑剂推进器，所述支撑剂推进器被置于所述托架的所述顶表面下方，并且与所述一个或多个集装箱对准以在所述支撑剂所述一个或多个集装箱被分配时接收所述支撑剂。所述支撑剂推进器运送所述支撑剂远离所述一个或多个集装箱。所述支撑剂传送组件还包括可引导滑槽，所述可引导滑槽从所述支撑剂推进器接收所述支撑剂并且将所述支撑件引导到所需位置，所述滑槽联接到所述托架并且可关于一轴线移动以改变所述支撑剂被分配的位置。
在另一实施例中，一种用于收集并移除一定体积的空气中的尘粒的集成组件包括护罩组件，所述尘粒通过支撑剂的移动和下沉形成，所述护罩组件靠近具有所述尘粒的所述体积空气放置。所述护罩组件朝向延伸穿过所述护罩组件的一个或多个灰尘贮器引导所述体积的空气的至少一部分并且限定所述体积的空气的至少一部分。所述灰尘贮器被放置成引导所述体积的空气的至少一部分远离所述护罩组件。所述集尘组件还包括真空空气单元，所述真空空气单元在所述一个或多个灰尘贮器处流体连通到所述护罩组件。所述真空空气单元产生抽吸压力以经由所述一个或多个灰尘贮器将所述体积的空气的至少一部分抽离到所述护罩组件外。
附图简述
鉴于参考以下对实施例和附图的描述，将进一步理解本发明的前述方面、特征和优点。在描述附图中所示的本发明实施例时，为了清楚起见，将使用具体术语。然而，本发明不旨在限于所使用的具体术语，可以理解，每个具体术语包括以类似的方式操作来完成类似目的的等同物。
图1是根据本发明的实施例的具有集尘组件的支撑剂传送系统的前透视图；
图2是根据本发明的实施例的具有图1的集尘组件的支撑剂传送系统的后透视图；
图3是根据本发明的实施例的具有图1的集尘组件的支撑剂传送系统的前视图；
图4是根据本发明的实施例的具有图1的集尘组件的支撑剂传送系统的后视图；
图5是根据本发明的实施例的具有图1的集尘组件的支撑剂传送系统的俯视图；
图6是根据本发明的另一实施例的支撑两个支撑剂传送系统的集尘组件的实施例的俯视俯视图；
图7是根据本发明的实施例的被放置成将支撑剂传送到混合器料斗的支撑剂传送系统的部分透视图；
图8是根据本发明的实施例的被放置成与混合器料斗相关联的图1的集尘组件的护罩组件的透视图；
图9是根据本发明的实施例的图8的护罩组件的侧视图；
图10是根据本发明的实施例的图8的护罩组件的前视图；
图11是根据本发明的实施例的图8的护罩组件的后视图；
图12是根据本发明的实施例的图8的护罩组件的俯视图；
图13是根据本发明的实施例的图8的护罩组件的仰视图；
图14是根据本发明的实施例的沿线14-14截取的图8的护罩组件的截面图；
图15是根据本发明的实施例的沿线15-15截取的图8的护罩组件的截面图；
图16是根据本发明的实施例的沿线16-16截取的图8的护罩组件的截面图；
图17是根据本发明的实施例的将空气推进器联接到图8的护罩组件的导管系统的示意图；
图18是根据本发明的实施例的处在与混合器料斗相邻的第一位置上的图8的护罩组件的俯视图；
图19是根据本发明的实施例的处在与混合器料斗相邻的第二位置上的图8的护罩组件的俯视俯视图；
图20是处在与混合器料斗相邻的第三位置上的图8的护罩组件的俯视俯视图；
图21是根据本发明的实施例的联接到图8的护罩组件的导管系统的俯视图；
图22是根据本发明的实施例的沿着传送带置于在滑槽的下游的捕集箱的透视图；
图23是根据本发明的实施例的图23的捕集箱的前视图；
图24是根据本发明的实施例的图23的捕集箱的侧视图；
图25是根据本发明的实施例的沿线25-25截取的图23的捕集箱的截面图；
图26是根据本发明的实施例的支撑剂投放到图23的捕集箱中的部分侧视图；
图27是根据本发明的实施例的空气流和支撑剂移动通过系统的部分侧视图；
图28是根据本发明的实施例的集尘组件的空气推进器的透视图，空气推进器在支撑剂传送系统附近布置在滑道上；
图29是根据本发明的实施例的图29的空气推进器的侧正视图；
图30是根据本发明的实施例的图29的空气推进器的后正视图；
图31是根据本发明的第一实施例的具有排废组件的图29的空气推进器的后正视图；
图32是根据本发明的第二实施例的具有排废组件的图29的空气推进器的后视图；
图33是根据本发明的实施例的布置在井场处的支撑剂传送系统和集尘组件的透视图；
图34是根据本发明的实施例的支撑剂传送系统的集装箱装载到支撑剂传送系统的托架上的透视图；
图35是根据本发明的实施例的置于托架上并与具有集尘器组件的支撑剂传送系统的致动器对准的图34的集装箱的透视图；
图36是根据本发明的实施例的分配到具有集尘器组件的支撑剂传送系统的传送带上的集装箱的部分截面图；
图37A-D是根据本发明的实施例的示出用于在压裂操作中收集尘粒的方法的流程图；并且
图38是根据本发明的实施例的示出用于在压裂操作中收集尘粒和残留的支撑剂的方法的流程图。
具体实施方式
鉴于参考以下对实施例和附图的描述考虑，将进一步理解本发明的前述方面、特征和优点。在描述附图中所示的本发明的实施例时，为了清楚起见，就将使用具体术语。然而，本发明不旨在限于所使用的具体术语，并且，将理解，每个具体术语包括以类似的方式操作来完成类似目的的等同物。
在介绍本发明的各种实施例中的要素时，冠词“一”、“一个”、“该”、“所述”旨在表示存在所述要素中的一个或多个。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在将是包括性的，并且表示可存在除所列要素以外的附加元件。操作参数和/或环境条件的任何实例都不排除所公开的实施例的其它参数/条件。此外，应理解，提到本发明的“一个实施例”、“实施例”、“某些实施例”或“其它实施例”不旨在解释为排除也结合有表述特征的附加实施例的存在。此外，提及诸如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”、“侧面”、“前部”、“后部”或关于定向的其它术语的术语参考所示的实施例进行，并且不旨在限制或排除其它定向。
本公开的实施例包括一种用于捕获支撑剂尘粒的系统。在某些实施例中，集尘组件靠近支撑剂传送组件布置并至少部分地联接到支撑剂传送组件。支撑剂传送组件包括托架，托架接收呈并排配置的一个或多个集装箱。集装箱容纳压裂支撑剂，压裂支撑剂经由在每个相应集装箱的底部的开口分配。例如，置于托架的顶表面下方的致动器可以接合覆盖开口的闸门114，以使得支撑剂能够流出一个或多个集装箱并流动到支撑剂推进器上。在某些实施例中，支撑剂推进器是沿着托架的长度并远离一个或多个集装箱运送支撑剂的循环传送带。支撑剂推进器将支撑剂引导到布置在托架的远端处的滑槽。滑槽包括将支撑剂引导到混合器料斗中的倾斜表面。在某些实施例中，滑槽是可引导的，以使得压裂现场操作人员能够将滑槽的出口朝向所需位置引导。
在某些实施例中，集尘组件包括护罩组件，所述护罩组件围绕滑槽的出口布置以捕获并移除因支撑剂的移动和下沉而产生的尘粒。护罩组件的至少一部分围绕滑槽的出口，从而靠近可能形成尘粒的位置。在某些实施例中，护罩组件包括一个或多个灰尘贮器，所述一个或多个灰尘贮器接收由护罩组件捕获的灰尘。例如，护罩组件经由导管联接到空气推进器。也就是说，管、歧管等等将空气推进器联接到护罩组件，以将由空气推进器产生的抽吸压力传递到护罩组件。抽吸压力从靠近混合器料斗的流动路径吸走空气流。因此，将捕获在空气流中尘粒从混合器料斗吸走并且使其朝向空气推进器移动。在某些实施例中，由空气推进器在护罩组件处产生的抽吸力足以捕获尘粒，并且还设计成降低将支撑剂上扬出混合器料斗的可能性。也就是说，具体地选择抽吸力以使将支撑剂从混合器料斗移除的风险最小化。以此方式，将尘粒从混合器料斗移除以降低压裂操作现场人员暴露的风险。
图1是支撑剂传送组件10和置于井场14处的集尘组件12的实施例的前透视图。在所示的实施例中，支撑剂传送组件12包括托架16，托架支撑支撑剂集装箱18。如图所示，集装箱18沿着托架16以并排配置布置并靠近压裂操作设备(例如混合器料斗20)放置。在某些实施例中，托架16包括支撑剂推进器22，支撑剂推进器在支撑剂从集装箱18分配之后引导支撑剂远离集装箱18。在其中例如支撑剂推进器22是传送带的实施例中，支撑剂沿着托架16行进到滑槽24，滑槽将支撑剂引导到混合器料斗20中。然而，应了解，在其它实施例中，支撑剂推进器22可以是滑槽、倾斜表面、螺旋推运器等。此外，支撑剂推进器22可引导支撑剂远离集装箱18而不沿着托架16移动。例如，支撑剂推进器22可以是将支撑剂引导到托架16的侧面的螺旋推运器。在混合器料斗20处，可以将支撑剂与压裂流体(例如，水、化学品等)混合以注入到井筒26中。
所示的实施例中的集装箱18基本上是密封的、自持的和模块化的，以使得支撑剂能够被运输和储存，同时使支撑剂和/或由支撑剂形成的尘粒的暴露风险最小化。此外，基本上密封的集装箱18能够将支撑剂与环境隔离，从而降低水或杂质与支撑剂混合的风险。例如，集装箱18可被传送到填充有支撑剂的井场14，被堆叠成垂直配置，直到支撑剂准备好供使用，并且然后以所示的并排配置布置在托架16上。一旦在托架16上，就可打开支撑剂集装箱18，使得支撑剂流出集装箱18的底部并流到支撑剂推进器22上。如以下将描述，在某些实施例中，支撑剂推进器22可以是循环传送带，其将支撑剂接收在表面上并且引导支撑剂远离集装箱18。然而，在其它实施例中，支撑剂推进器22可以是螺旋推运器、斜坡等等，以便于支撑剂从一个位置移动到另一位置。以此方式，支撑剂可以从集装箱18移动到混合器料斗20。
在所示的实施例中，集尘组件12靠近支撑剂传送组件10放置。将集尘组件12定位得靠近支撑剂传送组件10不仅减少整个系统在井场14处的占用面积，而且减少将集尘组件12连接到支撑剂传送组件10的导管的数量。如以下将详细描述的，集尘组件12包括空气推进器28，空气推进器在将支撑剂装载到混合器料斗20中的所需位置处抽真空。也就是说，空气推进器28靠近混合器料斗20产生抽吸压力以移除一定体积的空气中的尘粒。因此，因支撑剂的移动和下沉而形成的尘粒将被由空气推进器28产生的空气流捕获。例如，在所示的实施例中，所需位置是混合器料斗20。在支撑剂从集装箱16移动到混合器料斗20(例如，经由支撑剂推进器22)时，尘粒可以与支撑剂分离并进入空气。这些尘粒可渗入机械设备，从而降低可靠性或增加维护次数。或者，在某些情况下，尘粒可被井场14处的压裂操作现场人员吸入。通过利用集尘组件12，可以捕获尘粒并且将其从混合器料斗20移除，从而降低工人和设备暴露于其中的风险。
图2是靠近支撑剂传送组件10放置的集尘组件12的后透视图。如图所示，集尘组件12布置在支撑剂传送组件10的背面上，以保持托架16的至少一侧无障碍物。以此方式，集装箱18可经由叉车从托架16装载和卸载。例如，集装箱18可垂直配置堆叠在井场14处，直到这时它们准备好供使用。叉车可从堆叠结构中提升集装箱18并将集装箱18运送到托架16上来对准和设置在托架16的顶表面上，以便支撑剂从集装箱18的分配。由于托架16的一侧无阻碍物，因此叉车可以连续地从托架16添加和移除集装箱18，从而使得能够在集装箱18清空支撑剂时进行压裂操作。在某些实施例中，集装箱18清空到支撑剂推进器22上，以有助于支撑剂向混合器料斗20的移动。此外，在集装箱18置于托架16上时，也可以对集尘组件12进行作业(例如，日常维护、安装、优化等)，因为集尘组件12通过托架16与叉车的移动区域分离。以此方式，集尘组件12可以在集装箱18安装在托架16上的同时被安装并投入使用，从而提高井场14处的效率并潜在地减少在井场14处进行设置的持续时间。
在所示的实施例中，空气推进器28靠近托架16的后端30或近端，远离布置在托架16的远端32处的滑槽24。因此，井场14处的工人当在空气推进器28上或其附近工作时，可以保持离开在混合器料斗20和/或滑槽24处由空气推进器28产生的真空抽吸的一定距离。因此，进一步降低了暴露于尘粒的风险。如以下将描述，集尘组件12被设计为基本上与支撑剂传送组件集成以使设备在井场14处的占用面积最小化并减少由集尘组件12所利用附加设备的数量。
图3是靠近支撑剂传送组件10前方(例如，相对于页面的平面)放置的集尘组件12的实施例的正视图。如上所述，集尘组件12靠近支撑剂传送组件10放置以移除在支撑剂分散的所需位置处产生的尘粒。此外，通过将集尘组件12紧靠支撑剂传送组件10放置，可减小在井场14处的总占用面积。在所示的实施例中，集装箱18(为了清楚起见，其以虚线示出)沿着托架16的长度40以并排配置布置。集装箱18的配置使得一个集装箱18能够从托架16被移除，而其它集装箱18将支撑剂卸载到支撑剂推进器22上。以此方式，支撑剂可以连续地供应到混合器料斗20，即使集装箱18中的一个是空的并将被换成满载集装箱18时也是如此。
在所示的实施例中，集尘组件12包括护罩组件42，护罩组件置于混合器料斗20上方并且叠加于混合器料斗上方，以捕获和移除在混合器料斗20附近形成的尘粒。护罩组件经由导管44流体连通到空气推进器28。在所示的实施例中，导管44包括多个管46，多个管从护罩组件42延伸到歧管48，歧管沿着托架长度40延伸。例如，管46可以由柔性管件(例如，聚合物管件、金属管件等)形成以实现歧管48与护罩组件42之间的各种铺设配置，从而增加铺设的灵活性以适应井场14处的设计条件。此外，可以理解，歧管48可是任何直径的并且基于设计条件而包括一个或多个连接部以适配任何直径管46。
歧管48联接到每个管46以将护罩组件42流体连通到空气推进器28。因此，由空气推进器28产生的真空力形成空气流，空气流从叠加于混合器料斗20上方的流动路径移除空气，并且经由导管44将空气引导到空气推进器28。以此方式，由空气推进器28移除的空气中的尘粒可以被捕获在空气推进器28处以随后进行储存和/或处置。如图所示，歧管48由托架16支撑。然而，应了解，在其它实施例中，歧管48可不联接到托架16。例如，歧管48可以由置于托架16旁边的一系列管道支撑件支撑。在所示的实施例中，将歧管48结合到托架16中进一步减少了支撑剂传送组件10和集尘组件12在井场14处的占用面积。此外，将歧管48置于托架16下方使得操作人员能够接进集装箱18的两侧，从而更易于接近集装箱18而进行检查和/或将其置于托架16上。
从歧管48延伸的管46至少部分地由滑槽24支撑。例如，管46可以围绕滑槽24的顶表面铺设，并且由其支撑。此外，如以下将描述，滑槽24的主体可以包括管道支撑件，管道支撑件为将护罩组件42联接到歧管48的管46提供支撑。以此方式，集尘组件12的导管44可以基本上与支撑剂传送组件10结合来减少系统的总占用面积。
如上所述，在所示的实施例中，空气推进器28靠近混合器料斗20产生真空力。真空力在空气流中移除环绕混合器料斗20的空气的至少一部分，从而去除由支撑剂的移动和下沉而在流动路径形成的尘粒。在所示的实施例中，空气推进器28在托架16的后端30处置于滑道50上。滑道50使得空气推进器28能够与支撑剂传送组件10一起容易地在井场之间移动，从而减少在井场14处的操作之间的停机时间。所示的滑道50还包括发动机52以向空气推进器28提供动力。例如，发动机52可以是内燃机、电动机、蒸气机等以向空气推进器28供应足够动力来在混合器料斗20处产生抽吸真空力。通过提供独立于托架16的动力系统，空气推进器28可以继续靠近混合器料斗20移除空气，即使当支撑剂传送组件10不在操作时也是如此。
图4是具有靠近托架16的后端30放置的集尘组件12的支撑剂传送系统10的后视图。类似于图3，为了清楚起见，沿着托架16以并排配置布置的集装箱18以虚线示出。此外，在所示的实施例中，为了清楚起见，歧管48是以虚线示出。如图所示，空气推进器28布置得比靠近托架16的后端30的集装箱18更靠近托架16的后端30。因此，集装箱18可以从托架16的两侧接近，从而更易于接进而进行维护、检查等。
在所示的实施例中，歧管48被示出为具有基本上线性地布置并靠近托架16的远端32的连接部60。连接部60使得管46能够联接到歧管48，并且从而为具有尘粒的空气提供流动路径以使移离混合器料斗20、穿过歧管48，并且到达空气推进器28。应了解，连接部60可以沿着歧管48的任何部分放置，并且呈任何合理的配置以使得管46能够联接到歧管48。例如，在所示的实施例中，连接部60被定位成面向页面的平面。然而，在其它实施例中，连接部60可置于围绕歧管48的任何周向位置处，以使得能够在集尘组件12的多个部件之间快速且容易地连接。
此外，所示的实施例包括导管支撑件62，导管支撑件联接到布置在滑槽24的上游的防护罩。导管支撑件62支撑从歧管48延伸到护罩组件42的导管44(例如，管46)。如将了解，导管支撑件62支撑导管44以阻止移动并维持沿着导管44的开放流动路径。例如，在其中管46为柔性的管道段的实施例中，导管支撑件62可以阻止沿着导管44的冲击，从而促成空气推进器28与护罩组件42之间的开放流动路径。
图5是支撑剂传送系统10和集尘组件12的实施例的俯视图。将了解，为了清楚起见，几个部件是以虚线示出。在所示的实施例中，导管44将空气推进器28联接到护罩组件42。例如，管件70联接到空气推进器28和联接到歧管48，歧管沿着托架长度40延伸。在托架16的远端32处，管46联接到歧管48和联接到护罩组件42，从而在空气推进器28与护罩组件42之间形成流动路径。在所示的实施例中，歧管48置于托架16之下。也就是说，歧管48置于托架16的前梁72和后梁74内。因此，歧管48远离围绕托架16的运行区域，从而使得能够接近集装箱18并且减少在井场14场地上的设备数量。
在图5中，管46被布置成使得一对管沿着滑槽24的后侧76延伸，并且一对管在托架上方延伸并延伸到滑槽24的前侧78。然而，应了解，在其它实施例中，管46的不同配置可以用于形成护罩组件42与空气推进器28之间的流动路径。
图6是根据本发明的另一实施例的支撑两个支撑剂传送系统10a、10b的集尘组件12的实施例的俯视俯视图。在某些实施例中，可以利用多个支撑剂传送组件10将支撑剂传送到单个混合器料斗20。例如，如图所示，支撑剂传送系统10a、10b中的每一个可以利用空气推进器28经由相应的护罩组件42a、42b将空气从混合器料斗20吸走。
在所示的实施例中，歧管48置于支撑剂传送组件10a的托架16a下方。此歧管48被特定地选择为使得歧管48的大小可以适应来自两个护罩组件42a、42b的空气流。因此，支撑剂传送组件10b的托架16b没有布置在托架16下方的歧管。取而代之的，从护罩组件42b延伸的管46b布置成联接到管46a。因此，经由护罩组件48b移除的尘粒经由管46b进入管42a而朝向歧管48运输，并且经由由空气推进器28产生的抽吸压力通向空气推进器28。
如图6所示的，每个护罩组件42a、42b联接到相应的滑槽24a、24b以置于混合器料斗20上方来移除因从集装箱18分配的压裂支撑剂的移动和下沉而形成的尘粒。在某些实施例中，护罩组件42a、42b在混合器料斗20上方彼此接触。然而，在其它实施例中，护罩组件42a、42b可经由相应的滑槽24a、24b的移动而独立地移动。
图7是根据本发明的实施例的被定位成将支撑剂传送到混合器料斗20的支撑剂传送系统10的部分透视图。如图所示，已经将托架16、集装箱18、支撑剂推进器22、滑槽24和护罩组件42的部分切掉以便阐明对系统的部件的讨论。如上所述，集装箱18置于托架16的顶表面90上。顶表面90将集装箱18置于支撑剂推进器22上方以接收经由在集装箱18的底部96的开口94从集装箱18分配的支撑剂92。支撑剂92沿着倾斜表面98从集装箱18流出并流到支撑剂推进器22的表面上来经由滑槽24运输到混合器料斗20。
在所示的实施例中，集装箱10是基本上箱形的，并且具有在水平方向上在各个角柱102之间且在垂直方向上在顶柱104与底柱106之间延伸的四个壁100。虽然图7示出了集装箱18的一个壁100，但是，将了解，其它壁100基本上类似于所示的壁100。壁100包括笼状的结构支撑件108，笼状的结构支撑件具有垂直支撑杆110和水平支撑杆112，垂直支撑杆和水平支撑杆以栅格型配置布置来在被填充支撑剂92时为壁100提供结构支撑。由于支撑剂92是高度致密的粒状材料，因此当支撑剂92装载到集装箱18中时，在支撑剂92的颗粒之间留下很少间隙空间。结构支撑件108为壁100提供强度和支撑，以在被填充支撑剂92时阻止壁100的鼓包和/或变形。因此，提高集装箱18的结构整体性，从而提高在运输期间的安全性并还使得能够在支撑剂92从集装箱18分配时重新使用集装箱18。
如图所示，支撑剂92沿着倾斜表面98流出开口94。倾斜表面92的角度被特定地选择以增强集装箱18的清空。例如，在所示的实施例中，倾斜表面98被定位成相对于底部96成约30度至45度。然而，在其它实施例中，倾斜表面98可以相对于底部96成任何角度以增强经由开口94对集装箱18的清空。
在某些实施例中，集装箱10包括闸门114，闸门布置在底部96处并定位成阻止或允许流体流过开口94。闸门114被配置成联接到致动器(例如，液压的、电动的、气动的)以驱动闸门114在打开位置与关闭位置之间的移动。如以下将详细描述，闸门114的定向在联接到致动器时可用于适当地对准托架16上的集装箱18。也就是说，闸门114可以被布置成使得闸门114当集装箱18以所需配置放置在托架16上时仅与致动器对准。
支撑剂92沿着倾斜表面98经由开口94流出集装箱18并流动到支撑剂推进器顶表面120上。在支撑剂推进器22远离集装箱18并朝向混合器料斗20运送支撑剂92时，支撑剂推进器顶表面120接收并支撑支撑剂92。在所示的实施例中，支撑剂推进器22是传送带122(例如，循环传送带)，其延伸超过托架16的长度40并布置在位于托架16的顶表面90之下的一个或多个滚筒124上。传送带122沿着倾斜部段126运送支撑剂92远离集装箱18以清空到滑槽24中。也就是说，传送带122翻转以引导支撑剂92离开传送带122并进入滑槽24中。换句话说，传送带122在滑槽24处翻转，使得沿着滚筒最靠近集装箱18的顶部行进的表面成为沿着滚筒最靠近地平面的底部行进的表面。在所示的实施例中，倾斜部段126延伸到托架16的顶表面90上方。如图所示，传送带122包括从顶表面120向上延伸的一个或多个突起128。例如，突起128可以包括壁、凸块或脊等，以有助于支撑剂92在其从集装箱18分配之后接触传送带122时接收并支撑支撑剂92。
在所示的实施例中，倾斜部段126被沿着倾斜部段126的长度132延伸的防护罩130覆盖。防护罩130阻止因支撑剂92的移动而形成的尘粒进入空气而可能被工人吸入或进入并损坏辅助设备。如以下将详细描述，捕集箱140联接到防护罩130的底表面142并相对于支撑剂推进器22的移动布置在滑槽24的下游。捕集箱140经由底表面142中的开口流体连通到倾斜部段126以在防护罩130与捕集箱140之间形成流动路径。当传送带122翻转以将支撑剂92清空到滑槽24中时，保留在传送带122上的支撑剂92和/或尘粒进入捕集箱140，从而进一步捕获尘粒和支撑剂92以防止被工人吸入和/或损坏辅助设备。
滑槽24经由置于防护罩130与滑槽24之间的支撑剂腔室144联接到防护罩130。支撑剂腔室144接收支撑剂92并将其朝向滑槽24引导。此外，支撑剂腔室144因支撑剂腔室144的封闭性质而进一步用于阻止尘粒进入空气。因此，在支撑剂腔室144中形成的尘粒将下沉到滑槽24上，其中尘粒可以被集尘组件12捕获。滑槽24在附接平面146处枢转地联接到支撑剂腔室144。因此，滑槽24是可引导的，因为滑槽24可以围绕附接平面146回转(例如，围绕延伸穿过附接平面146并垂直于附接平面的轴线)来调整混合器料斗20中支撑剂92被导引的位置。
在所示的实施例中，滑槽24沿着护罩组件42的后壁150联接到护罩组件42。因此，支撑剂92流出滑槽24并流过护罩组件42以进入混合器料斗20。管46从护罩组件42的顶部152延伸以捕获由流入混合器料斗20的支撑剂92形成的尘粒和移除包含尘粒的一定体积的空气。
图8是根据本发明的实施例的、被定位成与混合器料斗20相关联的集尘组件12的护罩组件42的透视图。如上所述，护罩组件42覆盖混合器料斗20，并且围绕滑槽24的出口定位以捕获因支撑剂92的移动和下沉而形成的尘粒。在所示的实施例中，护罩组件42包括第一护罩部段154、第二护罩部段156和第三护罩部段158。第一护罩部段154是由后壁150、前壁160和基本上环绕滑槽24出口的侧壁162、164形成的基本上封闭的区域。当支撑剂92朝向混合器料斗20流动时，滑槽24联接到后壁150，并且支撑剂92流入由第一护罩部段154形成的封闭区域中。顶部152包括一对灰尘贮器166，该对灰尘贮器联接到管46以经由由空气推进器28产生的抽吸压力来远离混合器料斗20并朝向空气推进器28引导尘粒。虽然所示的实施例包括两个灰尘贮器166，但是在其它实施例中，可以存在从第一护罩部段154的顶部152延伸的1个、3个、4个、5个或任何合适数量的灰尘贮器。第一护罩部段154被布置成从至少第一容积168捕获尘粒，第一容积至少部分地由后壁150、第一壁150、侧壁162、164和护罩组件42的底平面170(例如，平整底表面)限定。
在所示的实施例中，第二护罩部段156邻近第一护罩部段154定位并在混合器料斗20附近。如图所示，第二护罩部段156被布置成至少捕获第二容积172中的尘粒，第二容积至少部分地由护罩组件42的底平面170和一对灰尘贮器174限定。如图所示，灰尘贮器174联接到防尘罩176，防尘罩向上朝向第一护罩部段154的顶部152延伸。防尘罩176包括向上延伸并会聚在管46上的斜壁178。以此方式，由灰尘贮器174捕获的灰尘被向上输送而通过防尘罩176并进入管46中。如图所示，围绕灰尘贮器174的区域是基本上开放的，从而使得能够检查到第二容积172内部。第二护罩部段15经由支撑支架180联接到第一护罩部段154。支撑支架180将第二护罩部段156定位成使得灰尘贮器174基本上与底平面170齐平。因此，第二护罩部段156被定位成捕获从第一护罩部段154分散出并远离第一护罩部段的尘粒和/或捕获因纳入从滑槽24流出的支撑剂92而形成的尘粒。
第三护罩部段158邻近第一护罩部段154定位并基本上与第二护罩部段156相对。也就是说，第二护罩部段156和第三护罩部段158围绕第一护罩部段154基本上是对称的。因此，第三护罩部段158被布置成以与第二护罩部段156类似的方式捕获从第一护罩部段154分散出并远离第一护罩部段的尘粒。应了解，在所示的实施例中，第一护罩部段154部分地遮挡第三护罩部段158的视图。然而，如上提及，第二护罩部段156和第三护罩部段158基本上是对称的，因此，第三护罩部段158包括以关于第二护罩部段156所示的方式布置的灰尘贮器182和防尘罩184。
在所示的实施例中，护罩组件42比混合器料斗20小。也就是说，限定护罩组件42的捕获区域190的长度186和深度188比混合器料斗20的、由料斗长度194和料斗深度196限定的表面区域192小。因此，护罩组件42可以围绕混合器料斗20移动以捕获因支撑剂92的下沉和移动而形成的尘粒。此外，滑槽24可以被移动以将支撑剂92引导到混合器料斗20的不同区域来确保在混合器料斗20中的均匀的分配。此外，虽然所示的实施例示出护罩组件42比混合器料斗20小，但是在其它实施例中，它们可以是基本上相同的大小，或护罩组件42可以比混合器料斗20大。
如上所述，滑槽24联接到护罩组件42的后壁150。在某些实施例中，置于顶部152上的狭槽198被配置成接收叉车的叉以实现护罩组件42的提升和移动。由于狭槽198联接到顶部152，因此，因为第二护罩部段156和第三护罩部段158经由支撑支架180联接到第一护罩部段154，所以经由狭槽198的移动引起整个护罩组件42的移动。以此方式，护罩组件42可以在井场14处置于滑槽24上，从而减少在井场14之间的运输期间联接到滑槽24的设备。此外，护罩组件42因可容易地经由狭槽198移除而可以适于在其它位置(例如，诸如其中将支撑剂92装载到集装箱18中的转运场所)处使用。
图8还示出了从护罩组件42并朝向歧管48延伸的管46的实施例。如图所示，一对管46围绕滑槽24的前侧78延伸，并且一对管46围绕滑槽24的后侧76延伸。以此方式，管46可以基于其中管46联接到护罩组件42的位置而组织。在所示的实施例中，联接到第一护罩部段154的管46包括与滑槽24相符的弯曲部200。弯曲部200使得系统的占用面积更小，因为管46定位得比没有弯曲部200的管更靠近滑槽24。因此，管46更流线型。此外，由于弯曲部200提供了关于哪个管46联接到护罩组件42的哪个灰尘贮器的指示，因此管46更容易安装。因此，可以减少系统安装的持续时间，从而提高在井场14的效率。
在所示的实施例中，护罩组件42包括从底平面170向下朝向混合器料斗20延伸的帘幕202。帘幕202由柔性片材(例如，塑料)形成以形成第一容积168、第二容积170和第三容积204的至少一部分。应了解，在某些实施例中，帘幕202可以是没有间隙的单个单元。然而，在其它实施例中，帘幕202可以包括可彼此独立地移动的多个条带或部段。帘幕202阻止尘粒从第一容积168、第二容积170和第三容积204分散出并远离第一容积、第二容积和第三容积，从而增强由护罩组件42进行的收集。例如，在某些实施例中，护罩组件42可以降低到混合器料斗20中，使得帘幕202与置于混合器料斗20内的支撑剂92接触。以此方式，在支撑剂92从滑槽24流动到混合器料斗20时，尘粒将被容纳在第一容积168、第二容积170和第三容积204内。如图8所示，帘幕202围绕捕获区域190的周边206延伸，以基本上将尘粒封闭在第一容积168、第二容积170和第三容积204内。
图9是根据本发明的实施例的护罩组件42的侧视图。在所示的实施例中，滑槽24联接到成角度后壁150上，以引导流过滑槽24的支撑剂92通过护罩组件42。如图所示，前壁160是成角度的，并且朝向后壁150会聚在顶部152处。换句话说，第一护罩部段142的顶部152处的面积比底平面170处的面积小。此外，防尘罩184由朝向管46会聚的斜壁178形成，从而将收集到的尘粒引导出灰尘贮器182并朝向空气推进器28。
在所示的实施例中，第三护罩部段158包括以间隔关系布置的一对灰尘贮器182。灰尘贮器182从防尘罩184向下延伸以捕获第三容积204中的尘粒。在所示的实施例中，灰尘贮器182是基本上圆柱形的管状构件，其具有置于其底部的扩大开口220。换句话说，灰尘贮器182的横截面积从开口220向上朝防尘罩184减小。通过减小横截面积，施加在尘粒上的力增大，并且因此改进对存在于第三容积204中的尘粒的捕集。此外，虽然所示的实施例包括在灰尘贮器182上的减小直径，但是在其它实施例中，直径可以增大或保持基本上恒定。
图10是根据本发明的实施例的护罩组件42的前视图。如上所述，第一护罩部段154布置在第二护罩部段156与第三部段158之间。每个部段154、156、158被布置成从相应的第一容积168、第二容积172和第三容积204捕获尘粒，以从混合器料斗20附近移除尘粒。在所示的实施例中，护罩组件42围绕第一护罩部段154基本上是对称的。然而，在其它实施例中，第二容积156和第三容积158可以基于设计条件而具有不同的配置。
在所示的实施例中，第一护罩部段154至少部分地由侧壁162、164、顶部152和前壁160限定。应注意，后壁150也限定了第一护罩部分154(至少部分地)，但是在所示的视图中不可见。在操作中，护罩组件42降低到混合器料斗20中，使得帘幕202与混合器料斗中的支撑剂92接触，或使得帘幕202紧密地定位到混合器料斗中的支撑剂92。因此，经由灰尘贮器166受抽吸力作用的第一容积168可以至少部分地由第一护罩部段154和帘幕202限定。
第二护罩部段156和第三护罩部段158置于第一护罩部段154的相对侧上，以捕获当支撑剂92流过第一护罩部段154时形成的尘粒。如图所示，第二护罩部段156和第三护罩部段158中的每一个分别包括灰尘贮器174、182和防尘罩176、184。在来自空气推进器的抽吸压力将一定体积的空气吸取到灰尘贮器174、182中的每一个中时，朝向相应的防尘罩176、184并朝向管46引导该体积的空气。以此方式，可以将尘粒从第二容积172和第三容积204移除。
图11是根据本发明的实施例的护罩组件42的后视图。滑槽24联接到后壁150，使得流过滑槽24的支撑剂92进入第一护罩部段154。如图所示，滑槽24在后壁150中基本上居中的位置，使得离开滑槽24的支撑剂92将均匀地扩散穿过第一护罩部段154。此外，如上所述，帘幕202围绕周边206延伸，如图11所示。以此方式，第一容积168、第二容积172和第三容积204可以基本上被密封，从而提高由空气推进器28产生的抽吸压力。
图12是根据本发明的实施例的护罩组件42和管46的铺设的俯视图。如上所述，在所示的实施例中，护罩组件42围绕第一护罩部段154基本上是对称的。因此，尘粒可以被均匀地捕获在混合器料斗20中。后壁150和前壁160会聚在顶部152处，在此处，灰尘贮器166联接到管46以远离护罩组件42并朝向空气推进器28引导尘粒。顶部152在侧壁162、164之间延伸以横跨第一护罩部段14。灰尘贮器166以并排间隔关系布置在顶部152上，使得间隙230在灰尘贮器166之间延伸。通过将灰尘贮器166间隔开，空气推进器28的抽吸力跨第一容积168的较大部分分配，从而改进对尘粒的捕获。
灰尘贮器174、182布置在第二护罩部段156和第三护罩部段158的相应的防尘罩176、184上。如图所示，第二护罩部段156和第三护罩部段158各自包括沿着护罩深度188以间隔关系布置的一对灰尘贮器174、182。以此方式，由空气推进器28产生的抽吸压力跨在第二护罩部段156和第三护罩部段158中的每一个的护罩深度188分配，以有助于因支撑剂92的移动和下沉而形成的尘粒的捕获和移除。
在所示的实施例中，管连接部240沿着护罩长度186基本上是对准的。也就是说，其中管46与护罩组件42相互作用的位置基本上是相对于护罩长度186和护罩深度188对准并居中的。因此，由空气推进器28产生的抽吸压力被引导朝向护罩组件42的中心部分。如上所述，第一护罩部段154朝向顶部152会聚，并且防尘罩176、184也朝向管46向上会聚。因此，当捕获到的尘粒向上朝向管46移动时，相应的横截面面积会减小，从而增大由抽吸压力作用在尘粒上的力。以此方式，尘粒被捕获并从在混合器料斗20附近的区域移除，从而降低尘粒被操作人员吸入或与辅助设备相互作用的可能性。
管46围绕滑槽的前侧78和滑槽的后侧76成对地铺设。如图所示，管大体上是平行的，直到弯曲部200引导内部管46a朝向第一护罩部段154上的连接部240为止。成对地铺设管46使维护和检查简化，因为操作人员可以快速且容易地识别哪些管46联接到护罩组件42的哪些部段。以此方式，捕获在护罩组件42中的尘粒可以被移除并经由管46朝向空气推进器28运送。
图13是根据本发明的实施例的护罩组件42的底平面图。如图所示，滑槽24沿着后壁150连接到护罩组件42，从而引导流过滑槽24的支撑剂92在投放到混合器料斗20中之前通过第一护罩部段154。在所示的实施例中，筛网250置于第一护罩部段154内。筛网250被定位成阻止支撑剂92的颗粒进入灰尘贮器166。例如，在某些实施例中，空气推进器28可以被配置成在足以使支撑剂92的颗粒从混合器料斗20上扬的抽吸压力下操作。筛网250可设定大小以阻止支撑剂92的颗粒进入灰尘贮器166，从而限制从混合器料斗20移除的支撑剂92的量。然而，应了解，在其它实施例中，筛网250可以不被包括在护罩组件42中。例如，空气推进器28可以在足以捕获尘粒的抽吸压力下操作，尘粒比支撑剂92的颗粒小并且重量比支撑剂的颗粒轻，而不会显著地影响支撑剂92的颗粒。
第二护罩部段156和第三护罩部段158的灰尘贮器174、182分别定位得比第一护罩部段154的灰尘贮器166更靠近底平面170。此外，第二护罩部段156和第三护罩部段158不像第一护罩部段154那样完全地封闭，并且因此没有朝向第二护罩部段156和第三护罩部段158送去尘粒。然而，通过将灰尘贮器174、182定位得更靠近混合器料斗20，第二护罩部段156和第三护罩部段158可以捕获因流过滑槽24的支撑剂92的移动和下沉而形成的尘粒。例如，在支撑剂92接触到混合器料斗20中的支撑剂92的水平面时，可以从第一护罩部段154将尘粒向外分散。第二护罩部段156和第三护罩部段158因此被定位成捕获远离第一护罩部段154移动的尘粒，从而将尘粒从空气移除以降低吸入或与辅助设备接触的风险。
图14是根据本发明的实施例的沿图8的线14-14截取的护罩组件24的部分剖面图，护罩组件被定位成与混合器料斗20相关联以从混合器料斗20收集尘粒。如图所示，帘幕202的底平面260被定位成覆盖混合器料斗20的开口262，以基本上阻止尘粒在因支撑剂92的移动和下沉而形成之后逸出。支撑剂92流出滑槽24并经由第一护罩部段154进入混合器料斗20中。当支撑剂92接触到置于混合器料斗20中的支撑剂92时，就会形成尘粒264。尘粒264具有比支撑剂92的颗粒小的直径和比支撑剂的颗粒轻的重量，从而使得空气推进器28的抽吸压力能够捕获尘粒264并将它们从混合器料斗20移除。
空气推进器28将空气流266(以箭头表示)引导到布置在混合器料斗20上方的流动路径268上方。在所示的实施例中，流动路径268至少部分地由帘幕202限定。空气流266是将空气从混合器料斗吸取出并使其向上进入护罩组件42中的抽吸力。换句话说，空气流266是真空力，其使空气在基本上与支撑剂92从滑槽24流入混合器料斗20中的方向相反的方向上在流动路径268中移动。如图所示，空气流266朝向第一护罩部段154、第二护罩部段156和第三护罩部段158吸取尘粒264。如图所示，空气流266置于流动路径268上方以捕获悬浮在第一容积168、第二容积170和第三容积204中的尘粒264。空气流266将尘粒264拉入灰尘贮器166、174、182中并通过护罩组件42而进入管46。此后，管46朝向空气推进器28并远离混合器料斗20引导空气流266。
如上所述，由空气推进器28产生的真空压力被设计成运送因支撑剂92的移动和下沉而产生的尘粒264，而不显著地影响支撑剂92。换句话说，真空压力被设计成远离支撑剂92上扬尘粒264，同时还限制或基本上限制远离混合器料斗20上扬的支撑剂92的量。也就是说，空气流266被设计成足以收集尘粒264并还显著地降低上扬支撑剂92的风险。例如，空气推进器28可以包括由发动机52驱动的一个或多个风扇或鼓风机以远离混合器料斗20(例如，经由导管44)并朝向空气推进器28吸取一定体积的空气。也就是说，当风扇被发动机52驱动以旋转时，在风扇叶片的前方(例如，在风扇叶片的下游)的压力会减小，从而吸取空气穿过风扇叶片。当空气穿过风扇叶片时，能量被加入到空气，从而增大空气速度。以此方式，空气从风扇的下游移除并被引导朝向风扇。
如以上所详细描述，空气推进器28包括导管44以将空气推进器28联接到护罩组件42。如本领域的技术人员将了解，在流体(例如，气体、液体、固体、其混合物)流过导管44时，由于导管44的长度、导管44中的弯曲、测量装置、过滤器元件等，系统的压力典型地有下降。这些管线损失(例如，压降)可以被称为是管线中的静态压力，也就是说，空气推进器28为了产生抽吸压力而克服的压力。因此，为了移除在混合器料斗20附近的空气，空气推进器28被设计成产生足够的抽吸压力来克服静态压力(例如，管线损失)，并且还捕获和移除尘粒256。
风扇被设计成在给定的静态压力下以给定的流率操作。在所示的实施例中，空气推进器28(例如，空气推进器28的风扇)被定额为在431.8毫米水表(mmWG)下以约1699立方米每小时(m3/h)在17英寸水表(inWG)下为1000立方英尺每分钟(CFM)或在4234.5帕斯卡(Pa)下为286.2立方米每分钟(m3/min))的速率操作。此外，在某些实施例中，空气推进器28被定额为在297.18mmWG下以约20390m3/h(在11.7inWG下为12000 CFM或在2914.34Pa下为339m3/min)的速率操作。图表1示出了空气推进器28的操作范围的线性近似。也就是说，具有由y＝-.039594x+1104.504表示的等式的线近似拟合一起表示风扇的操作参数的点的线，其中y等于以mmWG表示的静态压力，并且x等于以m3/h表示的流率。如将了解，可以通过利用公式y-y1＝m(x-x1)来获得拟合线，其中y和y1是压力，x和x1是流率，并且m是斜率。
如图所示，流率与静态压力成反比，使得在静态压力以及因此系统中的压降下，流率增大。以此方式，可以在井场处调整导管44的铺设配置以降低静态压力，从而增大系统的流率。此外，应了解，静态压力也可以是井场的温度、高度、大气压力等性质。因此，位于较高海拔(例如，在山区)的井场可能具有较低的大气压力以及因此较低的静态压力。此外，位于较低海拔的井场可能具有较高的大气压力以及因此较高的静态压力。以此方式，系统可以基于井场的位置、井场处的环境条件和井场的所需操作参数而调整。
在本公开示出的某些实施例中，由空气推进器28产生的抽吸压力(例如，真空压力、真空力、抽吸力)足以捕获并移除因支撑剂92的移动和下沉而产生的尘粒264，而不将支撑剂92上扬或运送远离混合器料斗20。例如，在某些实施例中，支撑剂92可以具有在1.5克每立方厘米(g/cm3)至4g/cm3之间的密度。此外，支撑剂92可以具有20/40的筛目大小并且具有0.69毫米(mm)的平均支撑剂直径。如上所述，支撑剂92可以是具有由(4/3)(pi)(r)3定义的体积的球形颗粒，其中r是球形形状的半径。因此，支撑剂92的颗粒可以具有在约.25801毫克(mg)与.688027mg的范围内的质量。然而，应了解，在其它实施方式中，支撑剂92的颗粒可以具有不同的密度和不同的直径，其可以具有与以上指定的范围不同的质量。例如，较大、较密的颗粒将会具有较重的质量，而较小、较疏的颗粒将会具有较轻的质量。
如本领域的技术人员将知道，压力被定义为面积作用力。此外，该力可以被定义为在某个区域上的支撑剂的颗粒的质量。为了清楚起见，支撑剂92不被称为单个颗粒，而是被称为均匀地分配在平面上的颗粒层。然而，应了解，本文包含的计算可以用于任何数量的支撑剂颗粒以确定足以将颗粒从静止位置上扬的压力。例如，在某些实施例中，护罩组件42可具有约1.22米(m)×1.22m(约4英尺×4英尺)的尺寸。因此，表面积为约1.44平方米(m2)。然而，由于支撑剂92基本上是球形的，因此置于具有约1.44m2的表面积的平面上的支撑剂的表面积是不同的。例如，假定支撑剂颗粒如上所述具有0.69mm的平均直径，可以将支撑剂92的约3,118,756个颗粒置于具有约1.44m2的表面积的护罩组件42下方。然而，由于颗粒是球形的，因此支撑剂的表面积可以通过计算球体的表面积的一半近似，因为表面积的约一半的将指向下。如本领域的技术人员将知道，球体的表面积可以通过等式SA＝4(pi)(r2)来计算，其中r是半径。利用0.69mm的平均直径并乘以在护罩42的表面积下存在的颗粒的数量产生约2.33m2的表面积。
此后，可以确定针对平均密度(例如，1.5g/cm3至4g/cm3)的压力范围。例如，针对1.5g/cm3的密度，支撑剂颗粒的重量可以通过将颗粒的质量乘以颗粒的数量并乘以因重力而产生的力(例如，9.81m/s2)来计算。此外，计算出的重量除以计算出的面积，以产生3.38Pa的压力。此外，针对4g/cm3的密度，并且利用以上列出的相同步骤，压力为9.025Pa。因此，由于抽吸压力高于小于约3.38Pa的静态压力，混合器料斗20中的支撑剂92的颗粒将不会被带走。另外，由于在某些实施方式中，支撑剂92可以包括某个范围的大小，因此高于静态压力的抽吸压力可以在约3.38Pa至9.025Pa的范围内。然而，比支撑剂92小且轻的尘粒264将被捕获并从在混合器料斗附近的一定体积的空气移除。应了解，以上提及的压力可以因操作条件(诸如温度、大气压力、支撑剂大小、支撑剂密度、导管44配置、过滤器元件性质等)而进行修改。此外，以上计算出的压力指示高于静态压力的用于克服系统中存在的管线损失的压力。
如上所述，管46在管连接部240处联接到护罩组件42。在所示的实施例中，管连接部240基本上是对准的。也就是说，管连接部240处于相对于护罩组件42的底平面170大致上相同的高度。然而，应了解，对于管46来说，管连接部240不需要被对准，就能够将尘粒264从混合器料斗20移除。
如图14所示，防尘罩176、184的斜壁178朝向管连接部240会聚，从而减小防尘罩176、184的横截面积。因此，在空气流266进入管46前，经由空气流266由空气推进器28产生的力增大。因此，作用在尘粒264上的较大的力将有助于空气流266的捕获和向空气推进器28的运输。
图15是沿图8的线15-15截取的护罩组件24的剖面图。在所示的实施例中，箭头示出流过滑槽24的支撑剂流动方向280。在操作中，支撑剂92在从支撑剂推进器22被接收之后流过滑槽24。滑槽24向下成角度，从而利用重力向混合器料斗20中排泄。如图所示，滑槽24被定位成使得滑槽相对于后壁150的角度282为约90度。换句话说，滑槽24被布置成基本上垂直于后壁150。应了解，在其它实施例中，滑槽24可以被定位为相对于后壁150成其它角度(例如，45度、60度、75度等)以适应设计条件。在所示的实施例中，筛网250被定位成沿着侧壁162向上延伸。以此方式，筛网250可以阻止被空气流266捕获的支撑剂颗粒向上行进到第一护罩部段154的拐角中。一旦被捕获，尘粒264就被夹带于在空气流动方向284上移动的空气流266中。如图所示，空气流动方向284基本上与支撑剂流动方向280相反。换句话说，空气流动方向284向混合器料斗20外并远离混合器料斗，而支撑剂流动方向280是朝向混合器料斗20并进入混合器料斗中。
图16是沿图8的线16-16截取的护罩组件42的剖面图。在所示的实施例中，示出了防尘罩176，其中空气流266将来自流动路径268的空气向上引导到管46。防尘罩176接收通过空气流266从第二容积172移除的空气。在所示的实施例中，一对灰尘贮器174基本上与护罩组件42的底平面170对准以捕获形成在第二体积172中和其周围的尘粒。如由表示空气流的箭头266所示，来自流动路径268的空气被空气流266捕获，使得置于空气中的尘粒被引导朝向第二护罩部段156。灰尘贮器174联接到防尘罩176以经由管46在空气流动方向284上引导空气流266朝向空气推进器28。以此方式，可以经由护罩组件42将尘粒264从混合器料斗24附近移除。
如上所述，防尘罩176的斜壁178被定位成减小防尘罩176的横截面积并引导空气流266朝向管连接部240和管46。换句话说，斜壁178朝向管连接部240会聚朝向防尘罩176的中心，从而朝向管46送去空气流266。虽然所示的实施例包括第二护罩部段156，但是，应了解，第三护罩部段158基本上是镜像。因此，存在于第二护罩部段156中的特征也存在于第三护罩部段158中。
图17是根据本发明的实施例的将空气推进器28联接到护罩组件42的导管44的示意图。空气推进器28被定位成经由所产生的抽吸压力将空气从护罩组件42和捕集箱140吸走。空气流266在空气流动方向284上远离护罩组件42和捕集箱140并朝向空气推进器28移动。在所示的实施例中，管46将护罩组件42和捕集箱140联接到歧管48以将空气流266引导回空气推进器28。应了解，虽然所示的实施例示出从护罩组件42延伸到歧管48的四个管46，但是在其它实施例中，可以使用更多或更少的管46以使得空气流266能够进入歧管48。
图18是根据本发明的实施例的、处在与混合器料斗20相邻并覆盖混合器料斗的第一位置290上的护罩组件42的俯视俯视图。捕获区域190小于混合器料斗表面区域192。因此，护罩组件42可以移动到混合器料斗20中的不同位置以均匀地分配支撑剂92并捕获因支撑剂92的移动和下沉而形成的尘粒264。例如，转到图19，示出了处在二位置292上的护罩组件42的俯视图。在所示的实施例中，第二位置292不同于第一位置290。例如，第二位置292比第一位置290更靠近混合器料斗20的拐角294。以此方式，护罩组件42可以在混合器料斗20中移动以均匀地分配支撑剂92并捕获尘粒264。此外，关于图20，示出了处在第三位置296上的护罩组件42的俯视图。如图所示，护罩组件42置于与拐角294相对的拐角298处。以此方式，护罩组件42可以连续地移动过混合器料斗20以分配支撑剂92并捕获因支撑剂92的移动和下沉而形成的尘粒264。
图21是联接到护罩组件42的导管44的俯视图。在所示的实施例中，管46在连接部240处联接到护罩组件42。如图所示，空气流266被引导通过管46并朝向歧管48。歧管48接收空气流266并进一步在空气流动方向284上远离护罩组件42并朝向空气推进器28引导空气流266。管46由沿着倾斜部段126布置的导管支撑件62(虚线所示)支撑。如图所示，导管支撑件62将管46引导到滑槽24的前侧78和后侧76。因此，管46被组织，从而使管46的维护或检查更容易。
如上所述，管46在连接部60处联接到歧管48。因此，管46中的空气流266被朝向歧管48引导以进一步传送到空气推进器28。在某些实施例中，管46在连接部60处被组织以容易地识别哪个管46连接到第一护罩部段154、第二护罩部段156和第三护罩部段158。因此，在维护或检查期间，操作人员可以容易地识别管46和相关联的护罩部段154、156、158的潜在的阻塞和/或问题。
图22是置于防护罩130的倾斜部段126的底表面142上的捕集箱140的透视图。在所示的实施例中，捕集箱140置于支撑剂推进器22下方以捕获在投放到滑槽24中之后保留在支撑剂推进器22上的残留的支撑剂。如图所示，捕集箱140具有布置在支撑剂腔室144附近的基本上垂直的侧面310和布置在倾斜部段126附近并与垂直侧面310相对的倾斜侧面312。垂直侧面310和倾斜侧面312向下朝向具有出口316的下部部段314引导由捕集箱140接收的残留的支撑剂和尘粒264。在所示的实施例中，下部部段314基本上是圆柱形的，并且联接到垂直侧面310和倾斜侧面312。此外，下部部段314联接到第一侧面板318和第二侧面板320，第二侧面板在此视图中被遮挡。以此方式，捕集箱140包括用于接收和储存残留的支撑剂和尘粒264的内部容积。
在所示的实施例中，出口316联接到管46以用于储存在捕集箱140内的残留的支撑剂和尘粒264的移除。例如，在残留的支撑剂46和尘粒264进入捕集箱140时，它们被向下引导到下部部段314。在所示的实施例中，出口316联接到歧管48并受到空气推进器28的真空压力的作用。因此，残留的支撑剂和尘粒264被朝向空气推进器28引导以从系统移除。另外，在某些实施例中，捕集箱140被布置成储存残留的支撑剂，以稍后在压裂操作完成之后手动移除。例如，在某些实施例中，由空气推进器28产生的抽吸压力大足以运送支撑剂92。因此，捕集箱140可以被布置成保存残留的支撑剂，因为空气流266可能不足以运送支撑剂92。然而，在其它实施例中，空气流266可能足以从捕集箱140移除残留的支撑剂。
图23是布置在倾斜部段126下方的捕集箱140的前视图。在所示的实施例中，联接到第一护罩部段154、第二护罩部段156和第三护罩部段158的管46以虚线示出为由导管支撑件62支撑。如图所示，垂直侧面310包括接取端口330。在某些实施例中，除了布置在下部部段314处的出口316之外，管46可以联接到接近端口330，以便提供向捕集箱140外的第二流动路径。在所示的实施例中，下部部段314具有比捕集箱宽度334大的下部宽度332。因此，下部部段314可以将残留的支撑剂和尘粒264分配在较大的表面区域上，从而增强了作用在出口316上的真空压力的有效性。
在所示的实施例中，导管支撑件62联接到垂直侧面310并远离其延伸。以此方式，捕集箱140用于在歧管48与第一护罩部段154、第二护罩部段156和第三护罩部段158之间支撑并铺设管46。例如，捕集箱140上的导管支撑件62将管46置于下部部段314上方，并且不与下部部段314接触。然而，在某些实施例中，管46可以搁置在下部314上以提供进一步支撑。
图24是捕集箱140的侧视图，捕集箱置于防护罩130的底表面142上，使得捕集箱140相对于支撑剂推进器22的行进方向在滑槽24的下游。在所示的实施例中，倾斜侧面312被定位成相对于垂直侧面310成角度340。将了解，通过将倾斜侧面312定位成成角度340，进入捕集箱140并接触倾斜侧面312的残留的支撑剂和尘粒264将经由重力被向下朝向下部部段314引导。因此，残留的支撑剂和尘粒264可以置于出口316附近以移除。
如上所述，捕集箱140相对于支撑剂推进器22的行进方向置于滑槽24的下游。例如，在所示的实施例中，在操作期间，支撑剂推进器22在第一方向342上朝向支撑剂腔室144和滑槽24携带支撑剂92。在某些实施例中，支撑剂推进器22是循环传送带122，其在某点处翻转并在第二方向344上朝相集装箱18返回。因此，捕集箱140沿着传送带的、在第二方向344上移动的部分定位，并且因此被描述为在滑槽24的下游。
在所示的实施例中，捕集箱140联接到防护罩130的底表面142。如以下将描述，将捕集箱140联接到底表面142使得残留的支撑剂在其在第二方向344上移动并且由此向下移动并进入捕集箱140中时能够从传送带122上落下。此外，将捕集箱140置于倾斜部段126下方使得能够使用捕集箱140经由导管支撑件62支撑管46，从而增强管42围绕倾斜部段126的铺设。
如图24所示，出口316垂直于页面平面延伸出下部部段314。出口316联接到管46，以经由由空气推进器28产生的抽吸压力来朝向歧管48引导置于捕集箱140内的残留的支撑剂和尘粒264。也就是说，残留的支撑剂和尘粒264将经由垂直侧面310和倾斜侧面312被向下朝向下部部段314引导。当残留的支撑剂和尘粒264收集在捕集箱140内时，空气推进器28的抽吸压力经由出口316将残留的支撑剂和/或尘粒264从捕集箱140移除以朝向空气推进器28引导。以此方式，由于支撑剂和尘粒264在投放到滑槽24中之后保持容纳在防护罩130和捕集箱140内，因此降低暴露于支撑剂和尘粒264的风险。
图25是沿图23的线25-25截取的、从传送带122接收残留的支撑剂354和尘粒264的捕集箱140的截面图。在所示的实施例中，防护罩130的垂直侧面310、倾斜侧面312、下部部段314、第二侧面板320和底表面142至少部分地限定捕集箱140的内部容积350。在所示的实施例中，入口352置于滑槽24与垂直侧面310之间的接合处附近。入口352将捕集箱140流体连通到防护罩130。在所示的实施例中，残留的支撑剂354从传送带122的下表面356落下并进入捕集箱140中。如本文所使用，下表面356描述了在传送带122在第二方向344上行进时传送带122的表面。换句话说，下表面356是传送带122的定位得最靠近地平面的表面。
在所示的实施例中，在传送带122在第二方向344上移动时，残留的支撑剂354经由作用在残留的支撑剂354上的重力从下表面356落下。如由箭头358所示，残留的支撑剂354和尘粒254下沉并收集在捕集箱140的下部部段314中。例如，残留的支撑剂354可接触倾斜侧面312并被朝向下部部段314引导。在下部部段314处，经由由空气推进器28的抽吸压力产生的空气流266将残留的支撑剂354和尘粒254从捕集箱140移除。例如，管46联接到出口316以经由歧管48将空气推进器28流体连通到捕集箱140。因此，残留的支撑剂354和尘粒254保留在该系统的容纳部分(例如，防护罩130、歧管48、捕集箱140)内，从而降低了暴露给压裂现场操作人员的风险。
图26是根据本发明的实施例的支撑剂92投放到捕集箱140中的部分侧视图。如上所述，捕集箱14布置在防护罩130的底表面142上，以在传送带122翻转来将支撑剂92投放到支撑剂腔室144中之后捕获尘粒264和支撑剂92。例如，传送带122在顶表面120上接收从集装箱18排出的支撑剂92。传送带122远离集装箱18并沿倾斜部段126向上移动支撑剂92。在顶点400处，传送带122翻转，使得顶表面120不再处在滚筒124的顶部上。换句话说，在顶表面120与顶点400相交之后，顶表面120变成基本上面向地平面的下表面356。在操作中，顶表面120上的支撑剂92在顶部400处从传送带122落下并进入支撑剂腔室144中，通向滑槽24。然而，在某些实施例中，残留的支撑剂354保留在顶表面102上。此外，尘粒264可以因支撑剂92的移动和下沉而形成在支撑剂腔室144中。为了捕获残留的支撑剂354和尘粒264，捕集箱140在防护罩130的底表面142上置于顶点400的下游。
在所示的实施例中，防护罩130与支撑剂腔室144之间的入口352提供通向捕集箱140的通路。保留在传送带122上的残留的支撑剂354经由捕集箱140在传送带122翻转的位置处的定位而被朝向捕集箱140引导。换句话说，捕集箱140置于顶点400的下游，其中顶表面120变成下表面356。因此，作用在残留的支撑剂354上的重力驱使残留的支撑剂354从传送带122上落下并进入捕集箱140中。此外，在支撑剂腔室144处形成的尘粒264可以朝向入口352下沉，从而被捕获在捕集箱140中。以此方式，残留的支撑剂354和尘粒264可以在下表面356沿倾斜部段126向下并朝向集装箱18返回之前被捕获。
图27是布置在混合器料斗20之上的护罩组件42的截面图，其中示出了行进穿过导管44的空气流266。如以上所详细描述的，护罩组件42布置在混合器料斗20附近并覆盖混合器料斗。在所示的实施例中，护罩组件42比混合器料斗20小，从而使得护罩组件42能够在没有混合器料斗20的情况下移动以均匀地分配支撑剂92。护罩组件42连接到并环绕滑槽24。如上所述，滑槽24从支撑剂推进器22接收支撑剂92，如由支撑剂流动方向280所示。支撑剂92经由重力进料从置于托架16上的集装箱18向下分配到支撑剂推进器22上。支撑剂推进器22远离集装箱18并朝向滑槽24移动支撑剂92。当支撑剂92进入滑槽24时，滑槽24被定位成将支撑剂92引导到混合器料斗20中。
在所示的实施例中，护罩组件42被定位成捕获因支撑剂92的移动和下沉而形成的尘粒264。例如，护罩组件42引导在流动路径268上方的空气流266以捕获尘粒264并且引导尘粒264通过护罩组件42并进入管46中。管46在空气流动方向284上朝向歧管48引导空气流266。如图所示，管46在连接部60处联接到歧管48，从而基本上联结每个管46中的相应的空气流266。以此方式，远离混合器料斗20并朝向空气推进器28引导捕获到的尘粒。
此外，如上所述，捕集箱140布置在倾斜部段126的底表面142上。如图所示，空气流266作用在捕集箱140上，以移除经由联接到出口316的管46收集在其中的残留的支撑剂354和尘粒264。如将了解，管46联接到歧管48，从而传递由空气推进器28产生的抽吸压力。管46从捕集箱140接收残留的支撑剂354和尘粒264并经由空气流266将它们朝向歧管48引导。如上所述，歧管48在空气流动方向284上朝向空气推进器28并远离混合器料斗20引导空气流266。
图28是布置在托架16的后端30处的空气推进器28的透视图。如图所示，发动机52置于空气推进器28附近，以提供操作动力来产生抽吸压力(例如，真空压力、抽吸力、真空力)，抽吸压力使得护罩组件42能够捕获尘粒264。例如，发动机52可以联接到风扇，风扇经由发动机52的旋转而旋转。空气推进器28置于滑道50上，以使得能够在井场之间移动并优化沿着托架16的长度40的放置。例如，在所示的实施例中，空气推进器28置于后端30处。然而，在其它实施例中，空气推进器28可以定位得更靠近远端32。将了解，将空气推进器28定位得更靠近护罩组件42可以减小沿着导管44的压降(例如，通过缩短导管44的长度)，从而减小静态压力并增大空气推进器28的流率。
如图所示，空气推进器28经由管件70联接到歧管48。在某些实施例中，管件70是柔性管件(例如，聚合物管件、柔性金属等)以使系统的安装简化。例如，管件70可以被定位成在托架16下方弯曲以联接到歧管48。此外，通过将管件70放置在托架16下方，系统的总占用面积可以在井场14处减小。
图29是根据本发明的实施例的空气推进器28的侧视图。在所示的实施例中，空气推进器28置于滑道50上以将空气推进器28升高到地平面上方。发动机52置于空气推进器28(例如，压缩机、风扇)附近并向空气推进器28提供操作动力。在所示的实施例中，发动机52是柴油驱动的发动机。然而，在其它实施例中，发动机52可以是燃气驱动或电力驱动的。空气推进器28包括盖420，盖可移除以接取空气推进器28内的过滤器元件。过滤器元件阻止灰尘和碎屑进入空气推进器28的移动部分，从而提高设备寿命。管道连接器422置于空气推进器28上，以联接空气推进器28与歧管48之间的管件70。如图所示，管道连接器422包括可移除盖以当空气推进器28未在使用时(诸如在运输或维护期间)进入空气推进器的内部工作区。
在操作中，空气流266经由导管44朝向空气推进器28行进。过滤器元件用于过滤掉捕获到的尘粒264和残留的支撑剂354。空气推进器28包括排放装置424以从系统移除尘粒264和残留的支撑剂354。如以下将描述，排放装置424可以联接到集装箱来接收尘粒264和残留的支撑剂354以供处置。在所示的实施例中，空气推进器28包括控制器426以检测和改变空气推进器28的操作。例如，控制器426可以包括通/断开关、指示空气推进器28的操作状况的仪表等。以此方式，可以监测和控制空气推进器28的操作来调整空气推进器28的参数，以有助于在混合器料斗20附近形成的尘粒264的捕获和移除。
图30是根据本发明的实施例的空气推进器28的后视图。在所示的实施例中，发动机52被空气推进器的压缩机部段阻碍。如图所示，滑道50将空气推进器28置于地面上方。管道连接器422从空气推进器28的一侧伸出以连接到歧管48。空气推进器28与歧管48之间的连接使得空气流266能够在护罩组件42处产生，从而有助于尘粒264的移除。
图31是根据本发明的第一实施例的、具有联接到排放装置424的排废组件430的空气推进器28的后视图。如所描述的，发动机52联接到空气推进器28以提供操作动力。防护装置432阻止接近空气推进器28与发动机52之间的联接。排放装置424从空气推进器28的侧面伸出，以用于由集尘组件12收集的尘粒264和残留的支撑剂354的移除。在所示的实施例中，柔性软管434联接到排放装置以将尘粒264和残留的支撑剂354引导到圆筒436中。圆筒436具有可移除盖子438，可移除盖子当尘粒264和残留的支撑剂354被传送到圆筒436时阻止接近圆筒436的内部。因此，尘粒264基本上被约束于圆筒436，以降低暴露给操作人员的可能性。在某些实施例中，柔性软管434和盖子438联接在一起，使得当圆筒436已满时，将两个部件从排放装置424移除。因此，由于穿过柔性软管434的开口比圆筒436的开口小，因此当圆筒436移动时暴露于尘粒264的机会减少。
图32是根据本发明的第二实施例的、空气推进器28和排废组件430的后视图。如上所述，经由护罩组件42和捕集箱104由空气推进器28捕获的尘粒264和残留的支撑剂354经由空气流266被运送回空气推进器28。捕获到的颗粒通过过滤器元件被过滤掉并经由排放装置424从系统移除。在所示的实施例中，圆筒436置于一组轮子440上以有助于圆筒436的移动。颗粒经由柔性软管434流出排放装置424并流入到圆筒436中。此后，例如当圆筒436已满时，可以将圆筒436从空气推进器28移除。轮子440使得圆筒436能够更容易地移动，从而减少用于用空的圆筒436更换满的圆筒436之间的时间段。
图33是根据本发明的实施例的、布置在井场14处的支撑剂传送系统10和集尘组件12的透视图。在所示的实施例中，井场14包括由木托盘制成的可移除地板450，以有助于使用重型机械(诸如一辆或多辆叉车452、起重机或其它液压推进器)将集装箱18向卡车454装载和从其上卸载。集装箱18可堆叠成垂直配置，使得一个集装箱18堆叠在另一个集装箱的顶部。通过在井场14处堆叠集装箱18，可以减小集装箱18使用的总占地面积，从而最大化在井场14处可用的通常有限的空间。井场14还包括混合器料斗20，混合器料斗接收经由支撑剂传送组件10从集装箱18分配的支撑剂92。集尘组件12布置在支撑剂传送组件10附近，使得因支撑剂92的移动和下沉而产生的尘粒264被集尘组件12捕获。例如，护罩组件42联接到滑槽24并布置在混合器料斗20上方。从此处，支撑剂92可以与液体(例如，水、压裂流体等)混合并注入到井筒26中。
虽然所示的实施例包括传送填充有压裂支撑剂92的集装箱18的卡车454，但是在其它实施例中，可以利用铁路系统传送集装箱18。集装箱18可以以并排配置布置在轨道车辆上并使用叉车452或另一液压推进器从轨道车辆卸载。此后，如所示的实施例所示，集装箱18可以堆叠在井场14处，直到需要集装箱为止。由于集装箱18装运已经装载的支撑剂92，因此只要需要，集装箱18就可保留在井场14处，因为支撑剂92经由集装箱18被保护而与环境隔开。以此方式，井场14可以被组织以用于利用集装箱18的支撑剂传送组件10的使用。
图34是根据本发明的实施例的、支撑剂传送系统10的集装箱18装载到支撑剂传送系统10的托架16上的透视图。叉车452接合集装箱18中的狭槽460，狭槽被配置成接收叉车452的叉以容易地进行移动。叉车452提升集装箱18离开地平面并朝向托架16运送集装箱18。如图所示，托架16包括用于接收集装箱18的托架部段462。集装箱18沿着托架16的长度40以并排配置布置，以有助于支撑剂92从集装箱18移动到混合器料斗20。在所示的实施例中，叉车452将集装箱18提升到顶表面90上方，并且然后将集装箱18降低到顶表面90上以接收并支撑集装箱18。集装箱18与托架部段462对准来将集装箱18置于一个或多个致动器上方，以使得支撑剂92能够流出开口94。以此方式，集装箱18可以连续地从托架16装载和卸载以提供用于压裂操作的支撑剂92。
图35是置于托架16上并与支撑剂传送系统10的致动器470对准的集装箱18的透视图。在所示的实施例中，集装箱18降低到托架部段464上以将集装箱18紧固到托架16。致动器470与置于集装箱18的底部96处的闸门114对准以覆盖开口94。在操作中，致动器470使闸门在打开位置与关闭位置之间移动，在打开位置中，支撑剂92流出集装箱18，在关闭位置上，阻止支撑剂92流出集装箱18。当处在打开位置时，支撑剂92流出集装箱18并流动到布置在托架16的顶表面90下方的料斗472中。料斗472包括斜壁474，斜壁向下并朝向支撑剂推进器22引导支撑剂92。在操作中，集装箱18沿着托架16以并排配置布置，使得每个集装箱18与相应的致动器470接合来驱动相应的闸门114在打开位置和关闭位置之间的移动。致动器470使得集装箱18能够将在其中容纳的支撑剂18清空到支撑剂推进器22上，以使其朝向混合器料斗20移动。
图36是根据本发明的实施例的、分配到支撑剂传送系统10的传送带122上的集装箱18和置于混合器料斗20上方的集尘组件12的部分剖面图。集装箱18置于托架16上并经由在集装箱18的底部96的开口94来分配支撑剂92。例如，致动器470将闸门114移动到打开位置以使支撑剂92能够流出集装箱18。支撑剂92流过料斗472并流动到支撑剂推进器22的顶表面120上。在所示的实施例中，支撑剂推进器22是循环传送带122。传送带122接收支撑剂92，并且远离集装箱18并沿着倾斜部段126朝向支撑剂腔室144运送支撑剂。如上所述，传送带122在顶点400处翻转来引导支撑剂92通过支撑剂腔室144并到达滑槽24上，以投放到混合器料斗20中。
当支撑剂92朝向混合器料斗20移动时，移动和下沉可以促成尘粒264的形成。例如，在朝向支撑剂腔室144引导支撑剂92时，支撑剂92可能接触腔室144的侧壁，以产生灰尘。在某些实施例中，尘粒264可以经由入口352进入捕集箱140。因此，尘粒264将被容纳在系统内并且不会排入到大气中，在大气中，它们可能会被操作人员吸入。
此外，尘粒264可以当支撑剂92流过滑槽24并进入混合器料斗20中时形成。例如，支撑剂92的下沉可以产生尘粒264，尘粒进入在混合器料斗20周围的空气并且可能会被操作人员吸入。护罩组件42布置在混合器料斗20上方并围绕滑槽24以捕获尘粒264并将它们朝向空气推进器28引导。在所示的实施例中，灰尘贮器174延伸穿过护罩组件42以接收将由空气推进器28产生的空气流266。空气流266是从流动路径268远离混合器料斗20并朝向空气推进器28吸取空气的真空力(例如，抽吸压力)。空气流266进入护罩组件42并经由灰尘贮器166、174、182引导到管46。管46联接到歧管48，歧管将空气流266引导到空气推进器28，从而将尘粒264从在混合器料斗20附近的流动路径268移除。因此，可以捕获因支撑剂92的移动和下沉而产生的尘粒264以降低操作人员吸入尘粒264的风险。
图37A-D是根据本发明的实施例的、示出用于在压裂操作中收集尘粒的方法的流程图。转到图37A，在某些实施例中，捕尘方法500包括经由支撑剂传送组件10将支撑剂92传送到压裂操作设备(例如，混合器料斗20、集装箱18、井筒26等)(框502)。例如，支撑剂92可以储存在一个或多个集装箱10中并沿着倾斜表面98经由重力进料来通过在集装箱18的底部96的开口94分配。在某些实施例中，一个或多个集装箱10置于托架16的顶表面90上。例如，集装箱10可以在井场14处经由叉车452从垂直堆叠配置定位到顶表面90上。当支撑剂92从集装箱18分配时，支撑剂会落到支撑剂推进器22的顶表面120上，并且被远离集装箱18并朝向混合器料斗20运送。
在支撑剂92朝向混合器料斗20移动时，在支撑剂推进器22上和/或在混合器料斗20中可能因支撑剂92的移动和下沉而形成尘粒。例如，支撑剂推进器22可以将支撑剂92运送到滑槽24，滑槽经由重力进料将支撑剂92引导到混合器料斗20中。当支撑剂92接触到混合器料斗20和/或已经在混合器料斗20中的支撑剂92时，尘粒264可以被释放并进入环绕混合器料斗20的空气。在某些实施例中，经由在覆盖尘粒264的流动路径268中被引导的空气流266捕获在混合器料斗20处因支撑剂92的移动和下沉而形成的尘粒264(框504)。例如，集尘组件12可捕获空气流266中的尘粒264。在某些实施例中，空气推进器28产生抽吸力(例如，真空压力)以将空气流266从混合器料斗20吸走。空气流266经由护罩组件42置于混合器料斗20上方。在某些实施例中，护罩组件42包括一个或多个灰尘贮器166、174、182以将空气流266引导到导管44并返回到空气推进器28。也就是说，通过引导空气流266远离压裂操作设备将支撑剂尘粒264从压裂操作设备(例如，混合器料斗20)移除(框506)。例如，由空气推进器28产生的抽吸力向上并远离混合器料斗20吸取空气流266并且使其通过灰尘贮器166、174、182。灰尘贮器166、174、182联接到导管44以远离混合器料斗20并在空气流动方向284上引导空气流266。以此方式，可以将尘粒264从压裂操作设备移除，从而降低操作人员吸入空气中的尘粒264的风险。
图37B是示出将支撑剂92传送到压裂操作设备的框502中所示的步骤的流程图。在某些实施例中，一个或多个集装箱18置于托架16的顶表面90上(框510)。例如，叉车452可以将集装箱18从堆叠配置提升并将集装箱18运输到托架16上。当集装箱18置于顶表面90上时，它们可以与一个或多个致动器470对准，一个或多个致动器与置于集装箱18的底部96处的闸门114相互作用。相应的闸门114当处在打开位置时使得支撑剂92能够流出集装箱18并且当处在关闭位置时阻止支撑剂92流出集装箱18。例如，为了传送支撑剂92，可以将布置在一个或多个集装箱18的相应的底部96处的闸门114移动到打开位置以使得支撑剂92能够流出一个或多个集装箱18(框512)。在某些实施例中，将流出一个或多个集装箱18的支撑剂92接收在支撑剂推进器22的顶表面120上。例如，支撑剂推进器22可以是接收支撑剂92的传送带122。支撑剂推进器22置于顶表面90下方以经由重力进料从一个或多个集装箱18接收支撑剂。因此，可以移动支撑剂92远离一个或多个集装箱(框514)。例如，可以将支撑剂92移动到混合器料斗20。
图37C是由框504表示的捕获尘粒264的方法步骤的流程图。在某些实施例中，护罩组件42布置在压裂操作设备(例如，混合器料斗20)附近以朝向流动路径268引导空气流266(框520)。例如，护罩组件42布置在混合器料斗20上方，使得捕获区域190在混合器料斗表面区域192内。因此，第一容积168、第二容积170和第三容积204紧密地定位到混合器料斗20以有助于捕获尘粒264。护罩组件42流体连通到空气推进器28以有助于对尘粒48的捕获。例如，在某些实施例中，向上吸取空气流266并使其通过护罩组件42(框522)。如上所述，灰尘贮器166、174、182延伸穿过护罩组件42以联接到在护罩组件42与歧管48之间延伸的管46。由空气推进器28产生的抽吸压力拉动空气流266通过护罩组件42，从而将流动路径268中存在的空气从混合器料斗20附近移除。以此方式，可以将在混合器料斗20附近形成的尘粒264捕获在护罩组件42中。
图37D是示出框506中所示的、将尘粒264从压裂操作设备移除的步骤的流程图。在某些实施例中，导管44将空气推进器28流体连通到护罩组件42以有助于移除尘粒264(框530)。例如，可以利用柔性管件、刚性导管等来形成空气推进器28与护罩组件42之间的流动路径268。然后，将空气流266从在混合器料斗20附近的区域移除(框532)。例如，由空气推进器28产生的抽吸压力吸取空气流266通过灰尘贮器166、174、182并进入导管44中。也就是说，空气推进器28连续地在灰尘贮器166、174、182处施加真空力，并且由此移除在流动路径268中的空气的至少一部分。空气流266沿着流动路径268行进到空气推进器(框534)。例如，由空气推进器28产生的抽吸压力沿着流动路径268吸取空气流266通过导管44。在某些实施例中，空气流266足以捕获尘粒264而不将支撑剂92的颗粒从混合器料斗20移除。换句话说，抽吸压力被特定地选择以捕获尘粒264并且具有对支撑剂92有限的影响。将尘粒264收集在空气推进器28处(框536)。在某些实施例中，空气推进器28包括过滤器元件，过滤器元件沿着流动路径268定位以将尘粒264与空气分离。收集尘粒264并将其朝向排放装置424引导。在排放装置424处，一个或多个排废组件430可以联接到排放装置424以接收由空气推进器28收集的尘粒264。例如，排废组件430可以包括圆筒436，圆筒流体连通到排放装置424以接收尘粒264。以此方式，可以收集尘粒264并将其从系统移除。
图38是在支撑剂传送组件10中收集残留的支撑剂354和尘粒264的方法540的流程图。如上所述，在某些实施例中，残留的支撑剂354可以在支撑剂推进器22在顶点400处翻转之后停留在支撑剂推进器22上。例如，在其中支撑剂推进器22是传送带122的实施例中，传送带的顶表面102可以翻转并在过了顶点400之后变成下表面354。残留的支撑剂可以连同在支撑剂92被传送到滑槽24时所形成的尘粒264一起保留在传送带122上。在某些实施例中，捕集箱140在支撑剂推进器22与压裂操作设备之间置于压裂操作设备的下游(框542)。例如，捕集箱140可以置于支撑剂推进器22的倾斜部段126的下表面356上。入口352置于顶点400的下游，以提供用于供残留的支撑剂354和尘粒264进入捕集箱140的流动路径。以此方式，捕集箱140捕集残留的支撑剂354和尘粒264(框544)。例如，捕集箱140包括具有倾斜侧面312的内部容积350以引导残留的支撑剂354和尘粒264向下并进入捕集箱140中。经由出口316将残留的支撑剂354和尘粒264从捕集箱140移除(框546)。例如，管46可以联接到出口316，使得由空气推进器28产生的空气流266也捕获捕集箱140中的残留的支撑剂354和尘粒264。此外，在其中空气流266被特定地选择为不足以移动残留的支撑剂354时，可以以其它方式将残留的支撑剂354从捕集箱140移除。以此方式，可以降低暴露于支撑剂294和/或尘粒264的风险。
如上所述，本公开的实施例包括用于捕获因支撑剂92的移动和下沉而产生的尘粒265的集尘组件12。在某些实施例中，集尘组件12置于支撑剂传送组件10附近并至少部分地联接到支撑剂传送组件。支撑剂传送组件10包括用于在顶表面90上接收并支撑一个或多个集装箱18的托架16。一个或多个集装箱18储存支撑剂92，支撑剂可以经由在底部96的开口94分配。在支撑剂92流出一个或多个集装箱18时，其落在支撑剂推进器22的顶表面120上。在某些实施例中，支撑剂推进器22是远离一个或多个集装箱18运送支撑剂92的循环传送带122。传送带122将支撑剂92运送到置于托架16的远端32处的滑槽24以投放到混合器料斗20中。在某些实施例中，当支撑剂92流入到混合器料斗20中时，可以形成尘粒264，在某些实施例中，尘粒可能会被压裂操作现场人员吸入。为了降低被吸入的风险，集尘组件12包括护罩组件42，护罩组件联接到滑槽24，并且布置在混合器料斗20附近并覆盖混合器料斗。在某些实施例中，护罩组件42包括一个或多个灰尘贮器168、174、182，一个或多个灰尘贮器延伸穿过护罩组件42以使得尘粒264能够离开护罩组件42并朝向空气推进器28移动。例如，管46将一个或多个灰尘贮器168、174、182联接到歧管48以在空气流动方向284上引导由空气推进器28的抽吸压力产生的空气流266。空气流266捕获存在于流动路径268中的尘粒264，使得至少在混合器料斗20附近的一定体积的空气被移除并朝向空气推进器28运送。以此方式，可以将尘粒264从混合器料斗20附近移除以降低暴露给压裂操作现场人员的风险。
本申请是PCT，并且要求2017年1月5日提交的标题为“Conveyor with IntegratedDust Collector System(具有集成的集尘器系统的传送带)”的美国专利申请号15/398,950的优先权，该案是2017年1月5日提交的标题为“Conveyor with Integrated DustCollector System”的美国专利申请号15/398,835的继续申请并要求其优先权和权益，该案要求2016年1月6日提交的标题为“Conveyor with Integrated Dust Collector System(具有集成的集尘器系统的传送带)”的美国临时申请号62/275,377的优先权，所有申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本发明的前述公开内容和描述是对本发明的实施例的说明和解释。在不脱离本发明的真实精神的情况下，在所附权利要求的范围内可以对所示的实施例的细节做出各种改变。本发明的实施例应仅由随附权利要求及其法定等同物来限制。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种置于压裂操作现场用于捕获支撑剂尘粒的系统，所述系统包括：
支撑剂传送组件(10)，所述支撑剂传送组件用于接收在其中储存有支撑剂(92)的一个或多个集装箱(18)，从所述一个或多个集装箱(18)分配所述支撑剂(92)，并且将所述支撑剂(92)递送到另一压裂操作设备；以及
集尘组件(12)，所述集尘组件置于所述支撑剂传送组件(10)附近并与之相关联以捕获因所述支撑剂(92)在由所述支撑剂传送组件(10)分配和递送时发生的移动和沉降而释放的尘粒(264)，所述集尘组件(12)被定位成在覆盖所述尘粒(264)的流动路径(268)中引导空气流(266)来捕获所述尘粒(264)并移动所述尘粒(264)远离所述支撑剂(92)，从而降低压裂操作现场人员暴露于灰尘的风险,所述集尘组件(12)包括多个灰尘贮器入口(166、174、182)，所述多个灰尘贮器入口与所述集尘组件(12)相关联并且被定位来形成供所述支撑剂尘粒(264)抵达所述压裂操作设备的通路。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述支撑剂传送系统包括
托架(16)，所述托架具有顶表面(90)以接收并支撑所述一个或多个集装箱(18)，并且可置于压裂操作井场(14)处以有助于将所述支撑剂(92)从所述集装箱(18)分配并移动到位于所述压裂操作井场(14)处的混合器料斗(20)；以及
支撑剂推进器(22)，所述支撑剂推进器被放置成位于所述托架(16)的所述顶表面(90)之下并且引导分配的支撑剂(92)远离所述集装箱(18)。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述支撑剂传送组件(10)包括滑槽(24)，所述滑槽沿着所述支撑剂传送组件的远端(32)定位，支撑剂(92)在所述支撑剂传送组件(10)的操作期间从所述远端流过所述滑槽，并且其中所述集尘系统还包括：
护罩组件(42)，所述护罩组件联接到所述支撑剂传送组件(10)的所述滑槽(24)，所述护罩组件(42)具有延伸穿过所述护罩组件(42)的一个或多个灰尘贮器(166、174、182)以引导所述尘粒(264)远离所述支撑剂(92)；
空气推进器(28)，所述空气推进器流体联通到所述护罩组件(42)来产生所述空气流(266)的移动，以便捕获所述尘粒(264)，所述空气流(266)足以用来收集所述尘粒(264)并显著地降低所述支撑剂(92)上扬的风险；以及
导管(44)，所述导管在所述护罩组件(42)与所述空气推进器(28)之间延伸以远离所述护罩组件(42)并朝向所述空气推进器(28)运送所述收集到的尘粒(264)。
4.如权利要求3所述的系统，其中由所述空气流(266)产生的抽吸压力比所述系统的静态压力高不到约3帕斯卡(Pa)。
5.如权利要求3所述的系统，其中由所述空气流(266)产生的所述抽吸压力是在比所述系统的静态压力高约3Pa至9Pa的范围内。
6.如权利要求3所述的系统，其中混合器料斗(20)被定位成从所述滑槽(24)接收所述支撑剂，并且所述护罩组件(42)覆盖在所述混合器料斗(20)的开口上以在所述尘粒(264)因在所述混合器料斗(20)中的支撑剂的所述下沉和所述收集而形成时捕获所述尘粒。
7.如权利要求3所述的系统，其中所述集尘组件(12)还包括捕集箱(140)，所述捕集箱在所述支撑剂传送组件(10)上布置在所述滑槽(24)的下游，所述捕集箱(140)在所述支撑剂(92)从传送带(122)传送到所述滑槽(24)时接收尘粒(264)。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述导管(44)联接到所述捕集箱(140)以远离所述捕集箱(140)并朝向所述空气推进器(28)运送所述收集到的尘粒(264)，所述空气推进器(28)在所述捕集箱(140)上抽真空以从所述捕集箱(140)拉出所述尘粒(92)。
9.如权利要求3所述的系统，其中所述导管(44)的至少一部分沿着所述支撑剂传送组件(10)的长度(40)被支撑以减小所述集尘组件(12)的占用面积。
10.如权利要求3所述的系统，其中所述护罩组件(42)还包括：
第一护罩部段(154)，所述第一护罩部段被定位成基本上环绕滑槽出口以经由所述一个或多个灰尘贮器(166、174、182)将尘粒(264)引导到所述空气推进器(28)；
第二护罩部段区域(156)，所述第二护罩部段区域邻近所述第一护罩部段(154)并且包括置于所述护罩组件(42)的平底面(170)上方的至少一个灰尘贮器(174)；以及
第三护罩部段区域(158)，所述第三护罩部段区域邻近所述第一护罩部段(154)并与所述第二护罩部段(126)相对，所述第三护罩部段(158)包括置于所述护罩组件(42)的所述平底面(170)上方的至少一个灰尘贮器(182)，所述第二护罩部段(156)和所述第三护罩部段(158)围绕所述第一护罩部段(154)基本上是对称的。
11.如权利要求2所述的系统，其中所述支撑剂推进器(22)是传送带(122)，所述输送机在所述传送带(122)的表面(120)上接收所述支撑剂并且移动所述支撑剂(92)远离所述一个或多个集装箱(18)，所述传送带(122)延伸超过所述托架(16)的长度(40)并且具有倾斜部分(126)以在所述托架(16)的所述顶表面(90)上方运送所述支撑剂(92)。
12.如权利要求3所述的系统，所述系统包括帘幕(202)，所述帘幕围绕所述护罩组件(42)的周边(206)设置，所述帘幕(202)在向下方向上延伸并且至少部分地限定所述流动路径(268)。
13.一种当置于压裂操作现场时捕获支撑剂尘粒的方法，所述方法包括：
经由支撑剂传送组件(10)将储存在一个或多个集装箱(18)中的支撑剂(92)传送到压裂操作设备，所述支撑剂传送组件(10)包括密封端部分(130)以将所述支撑剂(92)传送到所述压裂操作设备，从而降低将在所述支撑剂(92)的传送期间形成的支撑剂尘粒(264)释放到大气空气中的风险；
经由集尘组件(12)在被定位成覆盖所述递送的支撑剂(92)的流动路径(268)中引导空气流(266)；
经由多个灰尘贮器入口(166、174、182)捕获所述支撑剂尘粒(264)，所述多个灰尘贮器入口与所述集尘组件(12)相关联并且被设置成形成供所述支撑剂尘粒(264)离开所述压裂操作设备的通路；以及
经由通过所述多个灰尘贮器入口(166、174、182)并远离所述压裂操作设备的所述空气流(266)来将所述支撑剂尘粒(264)从所述压裂操作设备移除。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述传送支撑剂(92)的步骤包括：
将所述一个或多个集装箱(92)置于托架(16)的顶表面(90)上，所述托架(16)被定位成当所述一个或多个集装箱(18)中的每一个单独地置于所述托架(16)的所述顶表面(90)上时沿着所述顶表面(90)以并排布置来接收多个集装箱(18)；
当所述一个或多个集装箱(18)置于所述托架(16)的所述顶表面(90)上时，打开布置在所述一个或多个集装箱的相应底部(96)处的闸门(114)，所述闸门(114)可在打开位置与关闭位置之间移动以使得支撑剂(92)能够流出所述一个或多个集装箱(18)；以及
经由置于所述一个或多个集装箱(18)以及所述托架(16)的所述顶表面(90)下方的一定高度处的支撑剂推进器(22)移动所述支撑剂(92)远离所述一个或多个集装箱(18)，使得所述支撑剂(92)通过重力进料而从所述一个或多个集装箱(18)进料到所述支撑剂推进器(22)。
15.如权利要求13所述的方法，所述方法还包括将护罩组件(42)布置在所述压裂操作设备附近以朝向所述流动路径(268)引导所述空气流(266)，所述护罩组件(42)流体连通到空气推进器(28)，所述空气推进器产生所述空气流(266)以在所述流动路径(268)中抽真空来捕获所述尘粒(264)，所述空气推进器(28)邻近所述托架(16)的第一端部分(30)定位，所述托架(16)的所述第一端部分(30)与所述托架(16)的第二端部分(32)相对，所述托架(16)的所述第二端部分(32)邻近所述压裂操作设备定位的位置。
16.如权利要求13所述的方法，所述方法还包括在远离所述压裂操作设备一定距离定位的位置处收集所述捕获到的支撑剂尘粒(264)以供处置。
17.如权利要求13所述的方法，所述方法还包括在所述压裂操作设备的下游将尘粒(264)捕集在置于运送支撑剂(92)远离所述一个或多个集装箱(18)的支撑剂推进器(22)与所述压裂操作设备之间的捕集箱(140)中，所述捕集箱(140)布置在所述支撑剂推进器(22)的倾斜部分(126)下方，以在支撑剂(92)和尘粒(264)被传送到布置在所述支撑剂传送组件(10)的远端(32)处的滑槽(24)时捕集所述支撑剂和所述尘粒，所述捕集箱(140)也被密封，从而降低将支撑剂尘粒(264)释放到所述大气空气中的风险。
18.一种捕集箱(140)，所述捕集箱布置在支撑剂推进器(22)的下表面(356)附近，以在支撑剂(92)从所述支撑剂推进器(22)传送到所需位置时捕集所述支撑剂(92)和尘粒(264)，所述捕集箱(140)包括：
入口(352)，所述入口置于所述支撑剂推进器(22)下方，以在所述支撑剂推进器(22)已经将支撑剂(92)投放到将所述支撑剂(92)引导到所述所需位置的滑槽(24)中之后捕集残留的支撑剂(92)和尘粒(264)；
内部容积(350)，所述内部容积用于储存所述残余的支撑剂(92)和所述灰尘(264)，所述内部容积(350)被密封以降低将支撑剂尘粒释放到大气空气中的风险；以及
出口(316)，所述出口具有导管(46)连接以经由所述出口(316)处的抽吸实现所述残留的支撑剂(92)和所述尘粒(264)的移除。
19.如权利要求18所述的捕集箱(140)，其中所述支撑剂推进器(22)是循环传送带(122)，所述循环传送带在所述传送带翻转的传送带位置(400)处将所述支撑剂投放到所述滑槽(24)中，并且所述捕集箱(140)置于所述传送带位置处以捕集当所述传送带翻转时余留在所述传送带(122)上的所述残留的支撑剂(92)。
20.如权利要求18所述的捕集箱，其中所述出口(316)置于所述捕集箱(140)的下部部段(314)处，使得所述残余的支撑剂(92)和所述尘粒(264)将在所述出口(316)附近下沉以使用抽吸压力来实现所述残留的支撑剂(92)和所述尘粒(264)的移除。
21.如权利要求18所述的捕集箱，其中所述捕集箱(140)包括倾斜表面(312)，所述倾斜表面邻近于所述传送带(122)，以朝向所述捕集箱(140)的下部部段(314)引导所述残留的支撑剂(92)和所述尘粒(264)。
22.一种用于引导真空空气流(266)的护罩组件(42)，所述真空空气流在支撑剂(92)已经经由流动路径(268)运输到所需位置之后移除包含支撑剂尘粒(264)的一定体积的空气，所述护罩组件(42)包括：
第一护罩部段(154)，所述第一护罩部段基本上环绕并接收将所述支撑剂(92)引导到所述所需位置的滑槽(24)的出口，所述第一护罩部段(154)包括延伸穿过所述第一护罩部段(154)的主体的至少一个灰尘贮器(166)以使得所述体积的空气能够离开所述第一护罩部段(154)；
第二护罩部段(156)，所述第二护罩部段邻近所述第一护罩部段(154)定位，并且包括至少一个灰尘贮器(174)以接收所述体积的空气；以及
第三护罩部段(158)，所述第三护罩部段邻近所述第一护罩部段(154)定位并与所述第二护罩部段(156)相对，所述第三护罩部段(158)包括至少一个灰尘贮器(182)以接收所述体积的空气，并且围绕所述第一护罩部段(154)与所述第二护罩部段(156)基本上是对称的。
23.如权利要求22所述的护罩组件(42)，其中所述第二护罩部段(156)和所述第三护罩部段(158)各自包括邻近所述相应的至少一个灰尘贮器(166、174、182)的开放区域，所述相应的开放区域环绕所述相应的至少一个灰尘贮器(166、174、182)。
24.如权利要求22所述的护罩组件(42)，所述护罩组件包括帘幕(202)，所述帘幕围绕所述护罩组件(42)的周边(206)延伸，所述帘幕(202)从所述第一护罩部段(154)、所述第二护罩部段(156)和所述第三护罩部段(158)向下延伸以至少部分地限定要经由所述护罩组件(42)移除的所述体积的空气。
25.如权利要求22所述的护罩组件(42)，其中所述滑槽出口联接到所述护罩组件(42)的后壁(150)，所述后壁(150)与侧壁(162、164)和前壁(160)一起至少部分地限定所述体积的空气，所述后壁(150)比所述前壁(160)更靠近传送带(122)。
Claims (25)
1.一种置于压裂操作现场用于捕获支撑剂尘粒的系统，所述系统包括：
支撑剂传送组件，所述支撑剂传送组件用于接收在其中储存有支撑剂的一个或多个集装箱，从所述一个或多个集装箱分配所述支撑剂，并且将所述支撑剂传送到另一压裂操作设备；以及
集尘组件，所述集尘组件置于所述支撑剂传送组件附近并与之相关联以捕获因所述支撑剂在由所述支撑剂传送组件分配和传送时发生的移动和下沉而释放的尘粒，所述集尘组件被定位成在覆盖所述尘粒的流动路径中引导空气流来捕获所述尘粒并移动所述尘粒远离所述支撑剂，从而降低压裂操作现场人员暴露于灰尘的风险。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述支撑剂传送系统包括
托架，所述托架具有顶表面以接收并支撑所述一个或多个集装箱，并且可置于压裂操作井场处以便于将所述支撑剂从所述集装箱分配并移动到位于所述压裂操作井场处的混合器料斗；以及
支撑剂推进器，所述支撑剂推进器被放置成位于所述托架的所述顶表面之下并且引导分配的支撑剂远离所述集装箱。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述支撑剂传送组件包括滑槽，所述滑槽沿着所述支撑剂传送组件的远端定位，支撑剂在所述支撑剂传送组件的操作期间从所述远端流过所述滑槽，并且其中所述集尘系统包括：
护罩组件，所述护罩组件联接到所述支撑剂传送组件的所述滑槽，所述护罩组件具有延伸穿过所述护罩组件的一个或多个灰尘贮器以引导所述尘粒远离所述支撑剂；
空气推进器，所述空气推进器流体连通到所述护罩组件来产生所述空气流的移动，以便捕获所述尘粒，所述空气流足以用来收集所述尘粒并显著地降低所述支撑剂上扬的风险；以及
导管，所述导管在所述护罩组件与所述空气推进器之间延伸以远离所述护罩组件并朝向所述空气推进器运送所述收集到的尘粒。
4.如权利要求3所述的系统，其中由所述空气流产生的抽吸压力比所述系统的静态压力高不到约3帕斯卡(Pa)。
5.如权利要求3所述的系统，其中由所述空气流产生的所述抽吸压力是在比所述系统的静态压力高约3Pa至9Pa的范围内。
6.如权利要求3、4或5所述的系统，其中混合器料斗被定位成从所述滑槽接收所述支撑剂，并且所述护罩组件覆盖在所述混合器料斗的开口上以在所述尘粒因在所述混合器料斗中的支撑剂的所述下沉和所述收集而形成时捕获所述尘粒。
7.如权利要求3、4、5或6所述的系统，其中所述集尘组件还包括捕集箱，所述捕集箱在所述支撑剂传送组件上布置在所述滑槽的下游，所述捕集箱在所述支撑剂从传送带传送到所述滑槽时接收尘粒。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述导管联接到所述捕集箱以远离所述捕集箱并朝向所述空气推进器运送所述收集到的尘粒，所述空气推进器在所述捕集箱上抽真空以从所述捕集箱拉出所述尘粒。
9.如权利要求3、4、5、6、7或8所述的系统，其中所述导管的至少一部分沿着所述支撑剂传送组件的长度被支撑以减小所述集尘组件的占用面积。
10.如权利要求3、4、5、6、7、8或9所述的系统，其中所述护罩组件包括：
第一护罩部段，所述第一护罩部段被定位成基本上环绕滑槽出口以经由所述一个或多个灰尘贮器将尘粒引导到所述空气推进器；
第二护罩部段区域，所述第二护罩部段区域邻近所述第一护罩部段并且包括置于所述护罩组件的平底面上方的至少一个灰尘贮器；以及
第三护罩部段区域，所述第三护罩部段区域邻近所述第一护罩部段并与所述第二护罩部段相对，所述第三护罩部段包括置于所述护罩组件的所述平底面上方的至少一个灰尘贮器，所述第二护罩部段和所述第三护罩部段围绕所述第一护罩部段基本上是对称的。
11.如权利要求2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的系统，其中所述支撑剂推进器是传送带，所述传送带在所述传送带的表面上接收所述支撑剂并且移动所述支撑剂远离所述一个或多个集装箱，所述传送带延伸超过所述托架的长度并且具有倾斜部分以在所述托架的所述顶表面上方运送所述支撑剂。
12.如权利要求3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的系统，所述系统包括帘幕，所述帘幕围绕所述护罩组件的周边设置，所述帘幕在向下方向上延伸并且至少部分地限定所述流动路径。
13.一种当置于压裂操作现场时捕获支撑剂尘粒的方法，所述方法包括：
经由支撑剂传送组件将储存在一个或多个集装箱中的支撑剂传送到压裂操作设备；
经由在覆盖所述尘粒的流动路径中引导的空气流来捕获因所述支撑剂在所述压裂操作设备处发生的移动和下沉而形成的支撑剂尘粒；以及
通过引导所述空气流远离所述压裂操作设备来将所述支撑剂尘粒从所述压裂操作设备移除。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述传送支撑剂的步骤包括：
将所述一个或多个集装箱置于托架的顶表面上；
打开布置在所述一个或多个集装箱的相应底部处的闸门，所述闸门可在打开位置与关闭位置之间移动以使得支撑剂能够流出所述一个或多个集装箱；以及
经由置于所述一个或多个集装箱下方的支撑剂推进器移动所述支撑剂远离所述一个或多个集装箱，使得所述支撑剂使用重力进料而从所述一个或多个集装箱进料到所述支撑剂推进器。
15.如权利要求13或14所述的方法，所述方法还包括将护罩组件布置在所述压裂操作设备附近以朝向所述流动路径引导所述空气流，所述护罩组件流体连通到空气推进器，所述空气推进器产生所述空气流以在所述流动路径中抽真空来捕获所述尘粒。
16.如权利要求13、14或15所述的方法，所述方法还包括远离所述压裂操作设备收集所述捕获到的支撑剂尘粒以供处置。
17.如权利要求13、14、15或16所述的方法，所述方法还包括在所述压裂操作设备的下游将尘粒捕集在置于运送支撑剂远离所述一个或多个集装箱的支撑剂推进器与所述压裂操作设备之间的捕集箱中，所述捕集箱布置在所述支撑剂推进器的倾斜部分下方，以在支撑剂和尘粒被传送到布置在所述支撑剂传送组件的远端处的滑槽时捕集所述支撑剂和所述尘粒。
18.一种捕集箱，所述捕集箱布置在支撑剂推进器的下表面附近，以在支撑剂从所述支撑剂推进器传送到所需位置时捕集所述支撑剂和尘粒，所述捕集箱包括：
入口，所述入口置于所述支撑剂推进器下方，以在所述支撑剂推进器已经将支撑剂投放到将所述支撑剂引导到所述所需位置的滑槽中之后捕集残留的支撑剂和尘粒；
内部容积，所述内部容积用于储存所述残留的支撑剂和所述灰尘；以及
出口，所述出口具有导管连接以经由所述出口处的抽吸实现所述残留的支撑剂和所述尘粒的移除。
19.如权利要求18所述的捕集箱，其中所述支撑剂推进器是循环传送带，所述循环传送带在所述传送带翻转的传送带位置处将所述支撑剂投放到所述滑槽中，并且所述捕集箱置于所述传送带位置处以捕集当所述传送带翻转时余留在集装箱上的所述残留的支撑剂。
20.如权利要求18或19所述的捕集箱，其中所述出口置于所述捕集箱的下部部段处，使得所述残留的支撑剂和所述尘粒将在所述出口附近下沉以使用抽吸压力来实现所述残留的支撑剂和所述尘粒的移除。
21.如权利要求18、19或20所述的捕集箱，其中所述捕集箱包括倾斜表面，所述倾斜表面邻近于所述传送带，以朝向所述捕集箱的下部部段引导所述残留的支撑剂和所述尘粒。
22.一种用于引导真空空气流的护罩组件，所述真空空气流在支撑剂已经从流动路径运输到所需位置之后移除包含支撑剂尘粒的一定体积的空气，所述护罩组件包括：
第一护罩部段，所述第一护罩部段基本上环绕并接收将所述支撑剂引导到所述所需位置的滑槽的出口，所述第一护罩部段包括延伸穿过所述第一护罩部段的主体的至少一个灰尘贮器以使得所述体积的空气能够离开所述第一护罩部段；
第二护罩部段，所述第二护罩部段邻近所述第一护罩部段定位，并且包括至少一个灰尘贮器以接收所述体积的空气；以及
第三护罩部段，所述第三护罩部段邻近所述第一护罩部段定位并与所述第二护罩部段相对，所述第三护罩部段包括至少一个灰尘贮器以接收所述体积的空气，并且围绕所述第一护罩部段与所述第二护罩部段基本上是对称的。
23.如权利要求22所述的护罩组件，其中所述第二护罩部段和所述第三护罩部段各自包括邻近所述相应的至少一个灰尘贮器的开放区域，所述相应的开放区域环绕所述相应的至少一个灰尘贮器。
24.如权利要求22或23所述的护罩组件，所述护罩组件包括帘幕，所述帘幕围绕所述护罩组件的周边延伸，所述帘幕从所述第一护罩部段、所述第二护罩部段和所述第三护罩部段向下延伸以至少部分地限定要经由所述护罩组件移除的所述体积的空气。
25.如权利要求22、23或24所述的护罩组件，其中所述滑槽出口联接到所述护罩组件的后壁，所述后壁与侧壁和前壁一起至少部分地限定所述体积的空气，所述后壁比所述前壁更靠近传送带。
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