AR111069A2

Electrically powered system for use in fracturing underground formations

Abstract

This provides a method and system for the provision of electrical energy in situ for a fracturing operation and an electrically driven fracturing system. Natural gas can be used for the production of electrical energy to drive a turbine generator. A sizeable electrically driven fracturing fleet is provided to pump fluids for the fracturing operation where a constant supply of diesel fuel for the site is not required and the occupied site area and the infrastructure required for the fracturing operation are reduced when compares it with conventional systems.

AR111069A2, drawing sheet 1
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20 claims: 3 independent, 17 dependent

  1. 1
    REIVINDICACIONES 1. Un módulo de fracturación para uso en el suministro de fluido presurizado a un pozo de perforación; dicho módulo de fracturación CARACTERIZADO PORQUE comprende:un motor de CA configurado para operar en el rango de hasta 2.500 rpm durante una operación de fracturación;dicho motor de CA asociado operativamente con una fuente dedicada de electricidad;y un variador de frecuencia, controlable en forma remota, acoplado eléctricamente al motor de CA;dicho variador de frecuencia configurado para controlar la velocidad del motor eléctrico;y una primera bomba de fluido de tipo émbolo acoplada a un árbol de transmisión del motor de CA y configurada para bombear fluido de fracturación a un pozo de perforación, y una segunda bomba de fluido de tipo émbolo acoplada al árbol de transmisión del motor de CA y configurada para bombear fluido de fracturación al pozo de perforación al mismo tiempo que la primera bomba de fluido;en donde la primera y la segunda bombas de fluido se alinean axialmente con el motor de CA, en donde, además, el árbol de transmisión del motor de CA está acoplado a la primera y la segunda bombas de fluido de modo tal que el motor de CA es capaz de accionar concurrentemente ambas bombas de fluido.
  2. 2
    El módulo de fracturación de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO PORQUE el módulo de fracturación tiene dimensiones no mayores que 136” de ancho x 108” de largo x 100” de alto.
  3. 3
    El módulo de fracturación de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO PORQUE el módulo tiene un tamaño que cabe dentro de las dimensiones de un recipiente intermodal según la norma ISO.
  4. 4
    El módulo de fracturación de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO PORQUE el módulo está dispuesto sobre un remolque de fracturación móvil.
  5. 5
    El módulo de fracturación de acuerdo con la reivindicación 4, CARACTERIZADO PORQUE el módulo está adaptado para montarse de manera desprendióle sobre el remolque de fracturación móvil.
  6. 6
    El módulo de fracturación de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO PORQUE además comprende un transformador eléctrico y unidad de accionamiento.
  7. 7
    Un sistema para suministrar fluido presurizado a un pozo de perforación que comprende el módulo de fracturación de acuerdo con la reivindicación 1 y un generador de turbina accionado por gas natural configurado para accionar dicho motor;dicho sistema CARACTERIZADO PORQUE opera a un nivel de sonido no mayor que 80 decibeles.
  8. 8
    Un sistema para uso en el suministro de fluido presurizado a un pozo de perforación; dicho sistema CARACTERIZADO PORQUE comprende:un emplazamiento de pozo que comprende un pozo de perforación y una fuente dedicada de electricidad;un remolque de fracturación móvil en el emplazamiento del pozo para alojar un módulo de fracturación impulsado eléctricamente;el módulo de fracturación impulsado eléctricamente, asociado operativamente con la fuente dedicada de electricidad, en donde el módulo de fracturación impulsado eléctricamente comprende el motor eléctrico y una primera bomba de fluido acoplada a un árbol de transmisión del motor eléctrico y configurada para bombear fluido de fracturación en el pozo de perforación, y una segunda bomba de fluido acoplada al árbol de transmisión del motor eléctrico y configurada para bombear fluido de fracturación en el pozo de perforación, en donde la primera y la segunda bombas de fluido están alineadas axialmente con el motor eléctrico.
  9. 9
    El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, CARACTERIZADO PORQUE la primera y la segunda bombas de fluido están configuradas para bombear fluido de fracturación en el pozo de perforación al mismo tiempo.
  10. 10
    El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, CARACTERIZADO PORQUE el módulo de fracturación impulsado eléctricamente está adaptado para montarse de manera desprendióle sobre el remolque de fracturación móvil.
  11. 11
    El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, CARACTERIZADO PORQUE además comprende una primera bomba de fluido de tipo émbolo acoplada a un árbol de transmisión del motor eléctrico y configurada para bombear fluido de fracturación a un pozo de perforación, y una segunda bomba de fluido de tipo émbolo acoplada al árbol de transmisión del motor eléctrico y configurada para bombear fluido de fracturación en el pozo de perforación al mismo tiempo que la primera bomba de fluido.
  12. 12
    El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, CARACTERIZADO PORQUE el módulo de fracturación impulsado eléctricamente tiene un tamaño tal que cabe dentro de las dimensiones de un recipiente intermodal según la norma ISO.
  13. 13
    El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, CARACTERIZADO PORQUE el módulo de fracturación impulsado eléctricamente tiene dimensiones no mayores que 136” de ancho x 108 de largo x 100” de alto.
  14. 14
    El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, CARACTERIZADO PORQUE el módulo de fracturación impulsado eléctricamente además comprende un transformador eléctrico y unidad de accionamiento.
  15. 15
    Un método de mezclado de fluido de fracturación para suministrarlo a un pozo de perforación a ser fracturado; dicho método CARACTERIZADO PORQUE comprende los siguientes pasos:proveer una fuente dedicada de energía eléctrica para operaciones de fracturación en un emplazamiento que contiene un pozo de perforación a ser fracturado;proveer un motor eléctrico y un primer módulo mezclador eléctrico acoplado a un árbol de transmisión del motor eléctrico y configurado para mezclar el fluido de fracturación, y un segundo módulo mezclador eléctrico acoplado al árbol de transmisión de un segundo motor eléctrico y configurado para mezclar el fluido de fracturación, en donde el primer y el segundo módulos mezcladores están alineados axialmente;proveer, para cada módulo mezclador eléctrico, una fuente de fluido, una fuente de aditivo, y una cuba mezcladora;y suministrar energía eléctrica de la fuente dedicada de energía eléctrica al motor eléctrico para efectuar el mezclado de un fluido de la fuente de fluido con un aditivo de la fuente de aditivo para generar el fluido de fracturación.
  16. 16
    El método de acuerdo con la reivindicación 15, CARACTERIZADO PORQUE además comprende proveer una fuente de gas natural, en donde la fuente dedicada de energía eléctrica es un generador de turbina, y en donde el gas natural se usa para accionar el generador de turbina para la producción de energía eléctrica.
  17. 17
    El método de acuerdo con la reivindicación 15, CARACTERIZADO PORQUE el fluido de la fuente de fluido se mezcla con el aditivo de la fuente de aditivo en la cuba mezcladora.
  18. 18
    El método de acuerdo con la reivindicación 15, CARACTERIZADO PORQUE el módulo mezclador impulsado eléctricamente está asociado operativamente con una cabina de control adaptada para:sincronizar el primer y el segundo módulos mezcladores con una o más bombas de fluido que bombean el fluido de fracturación dentro del pozo de perforación;y compensar automáticamente un cambio en la velocidad de flujo del primer y el segundo módulos mezcladores de acuerdo con un cambio en la velocidad de flujo de dichas una o más bombas de fluido, instruido por un comando generado desde un control central para operaciones de fracturación.
  19. 19
    El método de acuerdo con la reivindicación 15, CARACTERIZADO PORQUE el módulo mezclador impulsado eléctricamente está acoplado operativamente a una cabina de control que está adaptada para dirigir el primer y el segundo módulos mezcladores eléctricos.
  20. 20
    El método de acuerdo con la reivindicación 15, CARACTERIZADO PORQUE el primer módulo mezclador eléctrico es un módulo mezclador de configuración dual que comprende una primera unidad mezcladora y una segunda unidad mezcladora, ambas montadas sobre un remolque, en donde la primera unidad mezcladora y la segunda unidad mezcladora comprenden, cada una, la fuente de fluido, la fuente de aditivo, y la cuba mezcladora.
Independent claims20