阅读说明：本技术 用于地下地质构造的水力压裂的移动发电设备 (The dislocation generation equipment of hydraulic fracturing for subsurface geological structure ) 是由 杰斯里·G·莫里斯 阿德里安·本杰明·博迪什博 布雷特·万 于 2015-12-16 设计创作，主要内容包括：提供了一种包括发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具的提供移动电力的系统。发电设备运输工具将至少一种类型的烃燃料转化为电。包括进气室和排气收集器的发电设备运输工具和包括进气过滤器壳体和排气管的进气及排气装置运输工具是能够独立移动的单独的运输工具,并且在作业模式中,进气过滤器壳体连接至进气室并且排气管连接至排气收集器。本发明还提供了一种发电设备运输工具,该发电设备运输工具能够与进气过滤器和排气管一起使用。该进气过滤器和排气管与运输工具是分开的。本发明也提供了一种运输工具,该运输工具用于处理流并且能够与将至少一种类型的烃燃料转换成电的单独的燃气涡轮发电机一起使用。(A kind of system of offer moving electric power including generating equipment means of transport and air inlet and exhaust apparatus means of transport is provided.At least a type of hydrocarbon fuel is converted electricity by generating equipment means of transport.Generating equipment means of transport including inlet plenum and exhaust collector and the air inlet including air intake filter shell and exhaust pipe and exhaust apparatus means of transport are being capable of movable independently individual means of transport, and in work pattern, air intake filter shell is connected to inlet plenum and exhaust pipe is connected to exhaust collector.The present invention also provides a kind of generating equipment means of transport, which can be used together with air intake filter with exhaust pipe.The air intake filter and exhaust pipe are to separate with means of transport.Present invention provides a kind of means of transport, the means of transport is for processing stream and can be used together with the individual gas turbine generator that at least a type of hydrocarbon fuel is converted into electricity.)

用于地下地质构造的水力压裂的移动发电设备

本申请是申请日为2015年12月16日、国家申请号为201580074219.9(PCT申请号为PCT/US2015/066114)、名称为“用于地下地质构造的水力压裂的移动发电设备”的中国专利申请的分案申请。

背景技术

油气工业通常使用水力压裂来促进烃类井——比如油和/或气井——的生产。有时也称为“破裂”或“压裂”的水力压裂是将压裂液——通常是水、沙子和化学物质的混合物——注入地下以使地下地质构造破裂并且以其他方式释放封装的烃类储量的过程。压裂液通常以足以引起地下地质构造中的裂缝的相对较高的压力被泵送到井眼中。具体而言，在井眼内，被加压的压裂液被加压向下泵送并且随后被向外泵送进入地下地质构造以使地下构造破裂。可以将包括水、各种化学添加剂和支撑剂(例如，沙或陶瓷材料)的流体混合物泵送到地下构造中以使其破裂并促进烃类储量——比如油和/或气——的提取。例如，压裂液可以包括液化石油气、线性稠化水、稠化水、稠化油、油水、浮油、聚乳液、泡沫/乳液、液态二氧化碳(CO₂)、液态氮(N₂)和/或二元流体和二元酸。

在井位实施大规模压裂作业通常在设备、劳动力和燃料方面需要大量投资。例如，典型的压裂作业使用各种压裂设备，使用许多人员来操作及维护压裂设备，使用相对大量的燃料来为压裂作业提供电力以及使用相对大量的压裂液。因此，压裂作业的规划通常是复杂的并且包括各种物流挑战，包括使压裂作业的现场面积或“占地面积”最小化，提供足够的电力和/或燃料以连续地对压裂作业提供电力，提高水力压裂设备的效率以及降低压裂作业造成的环境影响。因此，需要对现有的压裂技术进行大量创新和改进来解决当今压裂作业面临的各种复杂的和物流上的挑战。

发明内容

以下是所公开主题的简要概述，以便提供对本文所公开的主题的一些方面的基本理解。此发明内容不是本文中所公开的技术的详尽概述。其不意在指定本发明的要领或关键要素，也不意在描绘本发明的范围。其唯一目的是作为后面论述的更详细描述的序言而以简化形式呈现一些构思。

在一个实施方式中，提供了一种用于提供移动电力的系统，该系统包括：燃气涡轮发电机运输工具，该燃气涡轮发电机运输工具包括进气室和排气收集器；以及进气及排气装置运输工具，该进气及排气装置运输工具联接至燃气涡轮发电机运输工具并且包括进气过滤器壳体和排气管，其中，进气及排气装置运输工具联接至燃气涡轮发电机运输工具的至少一个侧面，使得进气室和排气收集器不是在燃气涡轮发电机运输工具的顶面处连接至空气过滤器壳体和排气管。

在另一实施方式中，提供了一种用于提供移动电力的设备，包括：配置成将烃类燃料转化成电力的发电设备运输工具以及联接至燃气涡轮发电机的进气及排气装置运输工具，其中，进气及排气装置运输工具配置成：向发电设备运输工具提供通风空气和经过滤的助燃空气，并且收集来自发电设备运输工具的排出空气，其中，发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具联接至发电设备运输工具的至少一个侧面，使得进气及排气装置运输工具并非连接至发电设备运输工具的顶侧。

在另一实施方式中，提供了一种用于提供移动电力的方法，所述方法包括：将包括发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具的移动电源从运输模式转换为作业模式，使用一个或更多个伸缩连接件将发电设备运输工具与进气及排气装置运输工具联接，其中，发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具联接至发电设备运输工具的至少一个侧面，使得进气及排气装置运输工具并非连接至发电设备运输工具的顶侧，以及使用移动电源发电以对一个或更多个井位处的压裂作业供电。

在另一实施方式中，提供了一种用于泵送压裂液并对压裂液加压的系统，该系统包括：电源以及联接至该电源的压裂泵运输工具，该压裂泵运输工具包括：双轴电动原动机，该双轴电动原动机包括在双轴电动原动机的相反两侧处突出的轴；第一泵，第一泵联接至所述轴的第一端；以及第二泵，第二泵联接至所述轴的第二端。

在另一实施方式中，压裂泵运输工具包括：构造成对压裂液进行加压并泵送压裂液的第一泵，构造成对压裂液进行加压并泵送压裂液的第二泵，以及包括轴并配置成从电源接收电力并通过所述轴并行地驱动第一泵和第二泵两者的双轴电动马达。

在另一实施方式中，提供了一种泵送压裂液并对压裂液进行加压的方法，该方法包括：接收电力以对压裂泵运输工具处的双轴电动原动机供电，在压裂泵运输工具处接纳来自一个或更多个电动混合器的压裂液，使用双轴电动原动机并行地驱动压裂泵运输工具的多个泵来对压裂液进行加压以及将经加压的流体从压裂泵运输工具泵送到井口中。

根据本发明的一种实施方式，提供了一种提供移动电力的系统。该系统包括：发电设备运输工具，发电设备运输工具构造成将至少一种类型的烃燃料转化为电，发电设备运输工具包括进气室和排气收集器；以及进气及排气装置运输工具，进气及排气装置运输工具包括进气过滤器壳体和排气管。其中，发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具是能够独立移动的单独的运输工具。其中，发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具两者构造成在作业模式中彼此并排定位，使得发电设备运输工具的第一面对侧部面对进气及排气装置运输工具的第二面对侧部。并且其中，在作业模式中，在发电设备运输工具的第一面对侧部与进气及排气装置运输工具的第二面对侧部之间，进气过滤器壳体连接至进气室并且排气管连接至排气收集器。

其中，进气及排气装置运输工具包括用于将进气及排气装置运输工具定位在预定距离处以联接至发电设备运输工具的液压行走系统。

其中，排气管在运输模式中定位在进气及排气装置运输工具上，使得排气管的纵向方向与进气及排气装置运输工具的纵向方向对准。其中，排气管在作业模式中适于在进气及排气装置运输工具上被提升至直立位置，使得排气管的纵向方向与进气及排气装置运输工具的纵向方向大致垂直。并且其中，排气管在被提升至直立位置时与位于进气及排气装置运输工具上的排气端连接器对准。

该系统还包括能够相对于燃气涡轮发电机运输工具和进气及排气装置运输工具独立移动的辅助燃气涡轮发电机运输工具。

其中，进气室在发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具两者在作业模式中联接至彼此时收集被从进气过滤器壳体引导到发电设备运输工具中的空气流。并且其中，排气收集器在发电机运输工具和进气及排气装置运输工具两者在作业模式中联接至彼此时使排气从发电机运输工具移出至排气管。

其中，发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具两者构造成通过将发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具定位成沿着发电设备运输工具的长度彼此平行而并排定位。

其中，发电设备运输工具还包括发电机断路器和控制系统。控制系统在作业期间经由网络与控制中心通信。

其中，进气及排气装置运输工具还包括一个或更多个伸缩接头。一个或更多个伸缩接头适于：在作业模式中在不需要由位于发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具外部的机械装置支承的情况下将发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具连接；在运输模式中将发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具断开连接，以允许发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具相对于彼此独立地移动。

该系统还包括：第一伸缩接头，第一伸缩接头在作业模式中将排气管与位于发电设备运输工具的第一面对侧部处的排气收集器连接；以及第二伸缩接头，第二伸缩接头在作业模式中将进气过滤器壳体与位于发电设备运输工具的第一面对侧部处的进气室连接。

其中，发电设备运输工具包括具有进气口和排气口的燃气轮机。第一面对侧部包括与进气口连通的进气室并且包括与排气口连通的排气收集器。并且其中，进气及排气装置运输工具包括：进气过滤器壳体的空气侧端口，进气过滤器壳体的空气侧端口设置在第二面对侧部上并且构造成与进气室连通；以及排气管的排气侧端口，排气管的排气侧端口设置在第二面对侧部上并且构造成与排气收集器连通。

其中，排气管具有排气通道。排气管能够在第一位置与第二位置之间移动，排气管在第一位置中于第二运输工具上降低，排气管在第二位置中于第二运输工具上升高并使排气通道竖向地指向。并且其中，进气及排气装置运输工具包括第一液压装置。第一液压装置设置有排气管并且构造成使排气管至少从第一位置移动至第二位置。

其中，移动至第二位置的排气管将排气通道与构造成与排气收集器连通的排气侧端口连通。

该系统还包括将排气管连接至排气侧端口的铰链。排气管能够在第一位置与第二位置之间旋转，排气管在第一位置中于第二运输工具上是水平的，排气管于第二位置中立在第二运输工具上。

其中，排气管在排气侧端口上被竖向地升高和降低。

其中，进气及排气装置运输工具还包括一个或更多个伸缩接头。一个或更多个伸缩接头构造成在发电设备运输工具的第一面对侧部与进气及排气装置运输工具的第二面对侧部之间将进气过滤器壳体与进气室连接及断开连接并将排气管与排气收集器连接及断开连接。

该系统还包括第二液压装置。第二液压装置设置有一个或更多个伸缩接头并且构造成使一个或更多个伸缩接头移动。

其中，在作业模式中，进气及排气装置运输工具构造成：当发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具彼此并排定位成使得发电设备运输工具的第一面对侧部面对进气及排气装置运输工具的第二面向侧部时联接至发电设备运输工具的第一面对侧部；通过进气过滤器壳体向位于发电设备运输工具的第一面对侧部处的进气室提供空气；以及通过排气管引导排气，排气接纳自位于发电设备运输工具的第一面对侧部处的排气收集器。

其中，排气管包括涡轮排气部件和排气延伸部。并且其中，涡轮排气部件和排气延伸部适于在作业模式中于进气及排气装置运输工具上被提升至直立位置。

其中，通过将发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具定位成沿着发电设备的长度彼此平行，将发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具并排定位。

该系统还包括能够相对于发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具独立移动的辅助发电设备运输工具。

其中，发电设备运输工具包括燃气轮机、发电机、运输工具框架以及基部框架。燃气轮机安装在基部框架上。其中，基部框架附接至运输工具框架，以使燃气轮机与进气室和排气收集器对准。

其中，进气及排气装置运输工具还包括：第一伸缩接头，第一伸缩接头构造成在作业模式中将排气管与位于发电设备运输工具的面对侧部处的排气收集器联接；以及第二伸缩接头，第二伸缩接头构造成在作业模式中将进气过滤器壳体与位于发电设备运输工具的面对侧部处的进气室联接。

根据本发明的一种实施方式提供了一种发电设备运输工具。发电设备运输工具能够与进气过滤器和排气管一起使用。进气过滤器和排气管与运输工具是分开的。该运输工具包括：进气室，进气室设置在发电设备运输工具的第一面对侧部上并且构造成收集被引入到发电设备运输工具中的空气流；排气收集器，排气收集器设置在运输工具的第一面对侧部上并且构造成使排气移出发电设备运输工具；以及发电设备源，发电设备源联接至进气室和排气收集器，其中，发电设备源配置成将至少一种类型的碳氢化合物燃料转换成电。其中，在运输模式中，发电设备运输工具构造成相对于进气过滤器和排气管独立地移动。并且其中，在作业模式中，发电设备运输工具构造成将第一面对侧部邻近进气过滤器和排气管定位，进气室构造成与进气口连通，并且排气收集器构造成与排气管连通。

其中，第一面对侧部：(i)是沿着发电设备运输工具的纵向方向的侧部，(ii)适于在发电设备运输工具处于作业模式时面对具有进气过滤器和排气管的进气及排气装置运输工具的第二面对侧部，并且(iii)适于当在作业模式中发电设备运输工具的第一面对侧部面对进气及排气装置运输工具的第二面对侧部时与进气及排气装置运输工具的第二面对侧部联接。

其中，发电设备运输工具还包括从进气室延伸的第一伸缩连接接头和从排气收集器延伸的第二伸缩连接件，其中，第一连接接头和第二连接接头分别适于：(i)在作业模式下在不需要由位于发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具外部的机械装置支承的情况下将发电设备运输工具的进气室和排气收集器分别连接至进气及排气装置运输工具的进气过滤器壳体和排气管，以及(ii)在运输模式中将发电设备运输工具的进气室和排气收集器与进气及排气装置运输工具的进气过滤器壳体和排气管断开连接，以允许发电设备运输工具独立于进气及排气装置运输工具移动。

其中，发电设备运输工具的第一伸缩连接件和第二伸缩连接件中的每一者为伸缩连接接头。

其中，发电设备源包括具有进气口和排气口的燃气轮机以及连接至燃气轮机的发电机。其中，进气室具有位于第一面对侧部上的进气侧端口并且包括进气连接件，进气连接件能够从进气室移动并且构造成使进气侧端口与分开的进气过滤器连通。并且其中，排气收集器具有位于第一面对侧部上的排气侧端口并且包括排气连接件，排气连接件能够从排气收集器移动并且构造成使排气侧端口与分开的排气管连通。

发电设备运输工具还包括：第一液压装置，第一液压装置设置有进气连接件并且构造成使进气连接件移动；以及第二液压装置，第二液压装置设置有排气连接件并且构造成使排气连接件移动。

发电设备运输工具还包括运输工具框架。运输工具框架设置在基部框架上并且至少封围燃气轮机，运输工具框架具有进气室和排气收集器。

根据本发明的一种实施方式提供了一种运输工具。运输工具用于处理流并且能够与将至少一种类型的烃燃料转换成电的单独的燃气涡轮发电机一起使用。燃气涡轮发电机具有进气口和排气口。运输工具包括：基部框架，基部框架具有侧部；空气侧端口，空气侧端口设置在侧部上并且构造成与单独的燃气涡轮发电机的进气口连通；排气侧端口，排气侧端口设置在侧部上并且构造成与单独的燃气涡轮发电机的排气口连通；排气管，排气管设置在基部框架上并且具有排气通道，排气管能够在第一位置与第二位置之间移动，排气管在第一位置中于运输工具上降低，排气管在第二位置中于运输工具上升高并使排气通道竖向地指向；以及设置在运输工具上用于使排气管至少从第一位置移动至第二位置的装置。

其中，用于移动的装置包括第一液压装置。第一液压装置设置有排气管并且构造成使排气管至少从第一位置移动至第二位置。

其中，移动至第二位置的排气管将排气通道与排气侧端口连通。

该运输工具还包括将排气管连接至排气侧端口的铰链。排气管能够在第一位置与第二位置之间旋转。排气管在第一位置中于运输工具上是水平的。排气管在第二位置中立在运输工具上。

该运输工具还包括一个或更多个伸缩接头。一个或更多个伸缩接头构造成：在作业模式中在不需要由位于运输工具外部的机械装置支承的情况下将空气侧端口和排气侧端口中的至少一者与单独的燃气涡轮发电机的进气口和排气口中的至少一者连接；以及在运输模式中，将空气侧端口和排气侧端口中的至少一者与单独的燃气涡轮发电机的进气口和排气口中的至少一者断开连接，以允许运输工具相对于单独的燃气涡轮发电机独立地移动。

该运输工具还包括第二液压装置。第二液压装置设置有一个或更多个伸缩接头并且构造成使一个或更多个伸缩接头移动。

该运输工具还包括液压行走系统。液压行走系统能够操作成将运输工具相对于单独的燃气涡轮发电机定位在预定距离处。

附图说明

为了更完整体地理解本公开，现在结合附图并参照以下简要说明来详细描述，其中，相同的附图标记表示相同的部件。

图1是井位的实施方式的示意图，其中可以以各种实施方式来操作。

图2是包括移动电源的井位的实施方式的示意图，其中，该移动电源包括三个用于移动式压裂系统的运输工具。

图3是包括两个井口和两个数据仓的井位的实施方式的示意图。

图4A是燃气涡轮发电机运输工具的实施方式的示意图。

图4B是燃气涡轮发电机运输工具的实施方式的示意图。

图5A是进气及排气装置运输工具的实施方式的示意图。

图5B是进气及排气装置运输工具的实施方式的示意图。

图5C是包括滑动进气过滤器壳体的进气及排气装置运输工具的实施方式的示意图。

图6是处于作业模式中的两个运输工具的移动电源的实施方式的示意图。

图7A是由移动电源供电的压裂泵运输工具的实施方式的示意图。

图7B是由移动电源供电的压裂泵运输工具的实施方式的示意图。

图8A是包括电动混合器的混合器运输工具的实施方式的示意图。

图8B是包括电动混合器的混合器运输工具的实施方式的示意图。

图9A是包括具有封闭式混合料斗的电动混合器的混合器运输工具的实施方式的示意图。

图9B是包括具有封闭式混合料斗的电动混合器的混合器运输工具的实施方式的示意图。

图10是用于对位于一个或更多个井位处的各种控制系统进行监测、控制并与其进行通信的控制网络系统的实施方式的示意图。

图11是提供用于压裂作业的移动电源的方法的实施方式的流程图。

图12是将压裂液泵送到井口中的方法的实施方式的流程图。

尽管将结合本文中示出的说明性实施方式描述某些实施方式，但是本发明不限于这些实施方式。相反地，所有替代方案、改型和等同物都包括在由权利要求限定的本发明的理念和范围内。在不按比例绘制的附图中，使用相同的附图标记表示整个说明书和附图中的具有相同结构的部件和元件，并且使用带上标符号的附图标记表示具有与无上标符号的附图标记的那些部件和元件类似功能和构造的部件和元件。

具体实施方式

如本文中所使用的，术语“运输工具”指的是任何运输组件，包括但不限于用于运输相对较重的结构——比如压裂设备——的拖车、卡车、滑动垫木和/或驳船。

如本文中所使用的，术语“拖车”指的是用于运输相对较重的结构——比如压裂设备——的运输组件，其中，压裂设备可以附接至用于拉动拖车或使拖车移动的运输车辆以及/或者可以与该运输车辆分离。在一个实施方式中，拖车可以包括底座和用于将拖车连接至压裂系统内的其他压裂设备或车队的总管系统。

如本文所使用的，术语“铺设式拖车”指的是包括具有不同的竖向高度的两个部段的拖车。两个部段中的一个部段或者上部部段定位在拖车轴处或拖车轴的上方，而另一部段或下部部段定位在拖车轴处或拖车轴的下方。在一个实施方式中，当处于作业模式以及/或者当脱离运输车辆比如牵引车时，铺设式拖车的拖车主梁可以搁置在地面上。

如本文所使用的，术语“燃气涡轮发电机”指的是燃气涡轮发电机运输工具的燃气轮机和发电机部分两者。燃气涡轮发电机接纳烃类燃料比如天然气，并将烃类燃料转化成电力。

如本文中所使用的，术语“进气室”在整个公开内容中可以替换，并且笼统地称为“入口”、“进气口”和“吸入室”。另外，术语“排气收集器”在整个本公开内容中可以被替换并且笼统地称为“排气扩压器”和“排气室”。

如本文中所使用的，术语“燃气轮机进气过滤器”可以替换并且笼统地称为“进气过滤器”和“进气过滤器组件”。术语“进气过滤器壳体”在整个公开内容中也可以替换并且笼统地称为“过滤器壳体”和“空气过滤器组件壳体”。此外，术语“排气管”在整个公开内容中也可以替换并且笼统地称为“涡轮机排气管”。

本文中公开了用于一个或更多个井位的移动式电力压裂作业的各种示例性实施方式。为了提供压裂作业，移动电源可以配置成向位于井位处的各种压裂设备提供电力。移动电源可以使用至少两个运输工具来实现，以减少其在现场的“占地面积”。一个运输工具、即发电设备运输工具可以包括燃气轮机和发电机以及将电力供给至井位的辅助设备。例如，当向单个井位提供电力时，发电设备运输工具可以产生约15-35兆瓦(MW)的范围内的电力。第二运输工具、即进气及排气装置运输工具可以包括一个或更多个燃气轮机进气过滤器和燃气轮机排气管。发电设备运输工具和进气及排气装置运输工具可以设置成使得进气装置和排气装置连接在燃气轮机外壳的侧面而不是连接穿过燃气轮机外壳的顶部。在一个实施方式中，移动电源可以包括第三补充运输工具、即辅助燃气涡轮发电机运输工具，其提供用于点火、启动的电力或者为发电设备运输工具提供电力以及/或者在峰值电力需求超过燃气涡轮发电机运输工具的电力输出的情况下提供辅助电力。该辅助燃气涡轮发电机运输工具可以包括比应用在发电设备运输工具中的燃气涡轮发电机小的燃气涡轮发电机(例如，提供大约1MW至8MW的电力)。

本文还公开了使用压裂泵运输工具来实现移动式压裂作业的各种示例实施方式，压裂泵运输工具包括构造成驱动至少两个泵的双轴电动马达。双轴电动马达可以是构造成在期望的机械功率范围内——比如约1,500马力(HP)至约10,000HP——作业的电动马达。每个泵可以被配置为在期望的机械功率范围内——比如约1,500HP至约5,000HP——作业，将压裂液以相对较高的压力(例如，约10,000磅/平方英寸(PSI))排出。在一个实施方式中，泵可以是包括用以产生高压压裂液体的一个或更多个柱塞的柱塞式泵。压裂泵运输工具可以使用如下子组件将双轴电动马达安装并联接至泵：所述子组件使泵和双轴电动马达分开并允许操作员在不将压裂泵运输工具与移动式压裂系统断开连接的情况下单独地移除泵和/或双轴电动马达。

本公开还包括对一个或更多个水力压裂设备进行远程监测和控制的控制网络系统的各种示例性实施方式。包括但不限于混合器、水合单元、沙处理设备、化学制品添加系统以及移动电源的不同的压裂设备可以被配置成通过使用网络拓扑比如以太网环形拓扑网络来远程操作。控制网络系统可以使得将位于压裂设备上和/或在压裂设备附近的执行控制站移除。相反，可以在远离压裂设备附近的指定位置比如数据仓和/或远程位置对水力压裂设备进行远程控制。

图1是包括井口101和移动式压裂系统103的井位100的实施方式的示意图。通常，移动式压裂系统130可以执行压裂作业来完成井以及/或者将钻出的井转变成生产井。例如，井位100可以是操作员在进行钻井和完井的过程中所处的场所。操作员可以通过竖向钻井、下生产套管、往井眼内注水泥来开始完井过程。操作员还可以将各种井下工具***到井眼中以及/或者将各种井下工具作为用于钻井眼的工具管柱的一部分。在操作员将井钻至一定深度之后还可以钻出井的水平部分，并且随后将井的水平部分包埋在水泥中。操作员可以随后收拾钻机并将移动式压裂系统103移动到井位100上，以进行下述压裂作业：经由井口101将相对高压的压裂液冲入到地下地质构造中，以在岩石内产生裂缝和裂纹。操作员完成该压裂作业后将可将压裂系统103移出井位100。通常，针对井位100的压裂作业可能持续数天。

为了提供更环保且更适于运输的压裂车队，移动式压裂系统103可以包括移动电源102，该移动电源102配置成通过对从位于井位100处的一个或更多个其他源(例如，生产井口)、偏远的非现场位置和/或移动电源102附近的另一相对便利的位置获得的烃类燃料进行转化来发电。移动式压裂系统103的改善的移动性会是有益的，因为在井位处的压裂作业通常持续数天并且在压裂作业完成后压裂设备随后即从井位移除。移动式压裂系统103不是使用明显影响空气质量的燃料(例如，柴油燃料)作为电源以及/或者从输电网或(例如，位于井位处或非现场的)其他类型的固定式发电设施接收电力，而是利用移动电源102作为电源，移动电源102燃烧得更清洁并且能够与其他压裂设备一起运输。由移动电源102的产生的电力可以被供给至压裂设备以为一个或更多个井位处的压裂作业提供电力。如图1中所示，移动电源102可以通过使用两个运输工具来实现，以便减少井位占地面积并且使得操作员能够移动移动电源102以用于不同井位和/或不同压裂作业。在图4A至图6中更详细地论述关于实现移动电源102的细节。

移动电源102可以向位于移动式压裂系统103内的压裂设备供应电力，压裂设备可以包括但不限于至少一个开关装置运输工具112、多个驱动电力运输工具104、至少一个辅助电力运输工具106、至少一个混合器运输工具110、至少一个数据仓114以及经由井口101将压裂液输送到地下地质构造的多个压裂泵运输工具108。开关装置运输工具112可以经由一个或更多个电连接接收由移动电源102产生的电力。在一个实施方式中，开关装置运输工具112可以使用13.8千伏(KV)的电连接从移动电源102接收电力。开关装置运输工具112可以包括多个电气隔离开关、熔断器、变压器和/或电路保护器来保护压裂设备。开关装置运输工具112可以将接收自移动电源102的电力传输至驱动电力运输工具104和辅助电力运输工具106。

辅助电力运输工具106可以包括变压器以及用于进行控制、监测以及向电连接的压裂设备提供电力的控制系统。在一个实施方式中，辅助电力运输工具106可以接收13.8KV的电连接并将电压降低至4.8KV，并将降低的电压提供给其他压裂设备，比如压裂泵运输工具108、混合器运输工具110、沙存储及运输工具、水合设备、化学制品设备、数据仓114、照明设备以及用于压裂作业的任何附加辅助设备。辅助电力运输工具106可以将电压降低至4.8KV而不是其他电压水平，比如600V，以便减少用于电连接的电缆尺寸以及用于连接移动式压裂系统103的电缆量。控制器系统可以被配置为连接至控制网络系统，使得可以从遥远的位置——比如，数据仓114或一些其他类型的控制中心——对辅助电力运输工具106进行监测和/或控制。

驱动电力运输工具104可以配置成经由多种连接方式——比如，电连接件(例如，铜线)、光纤、无线电和/或其组合——来监测和控制位于压裂泵运输工具108上的一个或更多个电动马达。为了附图的清楚起见，图1省略了这些连接。驱动电力运输工具104可以是控制网络系统的一部分，其中，驱动电力运输工具104中的每个驱动电力运输工具包括用于对位于压裂泵运输工具108上的原动机进行监测和控制的一个或更多个的变频驱动器(VFDs)。控制网络系统可以与驱动电力运输工具104中的每个驱动电力运输工具进行通信以对VFDs中的每个VFD进行监测和/或控制。VFDs可以配置成通过改变进入原动机的输入频率和电压来控制原动机的速度和扭矩。以图1作为示例，驱动电力运输工具104中的每个驱动电力运输工具可以配置成驱动多个压裂泵运输工具108。可以根据需要使用其他驱动电力运输工具与压裂泵运输工具的比例。在一个实施方式中，驱动电力运输工具104可以包括空气过滤器以及吸入环境空气来冷却VFDs的鼓风机。驱动电力运输工具104的其他实施方式可以使用空气调节单元和/或水冷却方式来调节VFDs的温度。

压裂泵运输工具108可以接收从驱动电力运输工具104接收到的电力来为原动机供电。原动机将电力转化成用于驱动一个或更多个泵的机械功率。在一个实施方式中，原动机可以是驱动两个不同泵的双轴电动马达。压裂泵运输工具108可以设置成使得一个泵联接至双轴电动马达的相反两端，并且避免将泵串联。通过将泵串联，压裂泵运输工具108可以在泵中的任何一个泵发生故障或已从压裂泵运输工具108中移除的情况下继续作业。另外，可以在不将系统总管——该系统总管将压裂泵运输工具108连接至井口101和移动式压裂系统103内的其他压裂设备——断开连接的情况下对泵进行维修。在图7A至图7B中对关于实现压裂泵运输工具108的细节进行更详细的论述。

混合器运输工具110可以接收通过辅助电力运输工具106供给的电力来对多个电动混合器供电。多个原动机可以驱动一个或更多个泵，所述一个或更多个泵将源流体和共混添加物(例如，沙)泵送到混合桶中，将源流体和共混添加物混合在一起以形成压裂液并将压裂液排放至压裂泵运输工具108。在一个实施方式中，电动混合器可以是双重配置混合器，该双重配置混合器包括位于单个运输工具上的用于旋转机械的电动马达，在由ToddColi等人于2012年4月6日提交的、名称为“Mobile，Modular Electrically PoweredSystem for Use in Fracture Underground Formations(用于压裂地下构造的移动模块化电动系统)”的公开号为No.2002/0255734的美国专利申请中对此进行了更详细的描述，该申请的全部内容通过参引并入本文中。在另一实施方式中，可以使用多个封闭式混合料斗来将支撑剂和添加剂供给到多个混合桶中。在图9A和图9B中对包括封闭式混合料斗的电动混合器进行更详细的描述。

数据仓114可以是控制网络系统的一部分，其中，数据仓114用作控制中心且被配置成进行监测并提供操作指令，以便远程地操控混合器运输工具110、移动电源102和压裂泵运输工具108和/或位于移动式压裂系统103内的其他压裂设备。例如，数据仓114可以经由控制网络系统来与驱动电力运输工具104内的VFDs进行通信，所述VFDs操作用于驱动位于压裂泵运输工具108上的泵的电动马达并监测其健康状况。在一个实施方式中，数据仓114可以使用具有环形拓扑的控制网络系统来与各种压裂设备进行通信。环形拓扑可以减少用于压裂作业的控制电缆的量并增大数据传输及通信的容量和速度。在图10中对关于实现控制网络系统的细节进行更详细的论述。

由于本领域普通技术人员已知图1中示出的其他压裂设备，比如气体调节运输工具、水箱、化学添加剂的化学制品存储器、水合单元、沙输送机和沙箱存储器，因此不再进一步详细论述。在移动式压裂系统103的一个或更多个实施方式中，图1中示出的其他压裂设备中的一个或更多个压裂设备可以配置成接收由移动电源102产生的电力。另外，如图1中所示，移动式压裂系统103的一个或更多个实施方式可以不包括使用接收低压流体并朝向井口101释放高压流体的投射物。用于移动式压裂系统103的控制网络系统可以远程地使混合器运输工具110的电动混合器与压裂泵运输工具108的电动马达同步运转以及/或者使混合器运输工具110的电动混合器跟随压裂泵运输工具108的电动马达运转。与常规的柴油动力混合器不同，电动混合器可以针对安装在压裂泵运输工具108上的泵速转换器实施速率变化。换言之，如果位于压裂泵运输工具108内的泵执行速率变大操作，则位于混合器运输工具110内的电动混合器也可以自动补偿其速率和辅助设备比如沙输送机的速率，以适应该速率变化。可以不使用来自操作员的手动命令来执行速率变化。

图2是包括移动电源204的井位200的实施方式的示意图，其中，移动电源204包括三个用于移动式压裂系统202的运输工具。移动式压裂系统202除了包括辅助燃气涡轮发电机运输工具206以外与移动式压裂系统103基本类似。辅助燃气涡轮发电机运输工具206可以配置成提供用于点火、启动的电力或者为移动电源204提供电力以及/或者在峰值电力需求超过燃气涡轮发电机运输工具的电力输出时提供辅助电力。该辅助燃气涡轮发电机运输工具可以包括与燃气涡轮发电机运输工具中所用的燃气轮机相比产生较小电功率(例如，提供约1MW至8MW的电功率)的较小的燃气轮机或柴油发电机。另外或替代性地，辅助燃气涡轮发电机运输工具206可以为移动式压裂系统202提供测试电力、备用电力、峰值电力和/或其他紧急备用电力的功能。

图2图示了移动式压裂系统202将驱动电力运输工具104和辅助电力运输工具106设置并定位在与开关装置运输工具112和压裂泵运输工具108大致平行的取向上。将驱动电力运输工具104和辅助电力运输工具106定位在平行取向而不是如图1中示出的大致垂直的取向上是有益的，例如减小了移动式压裂系统202的占地面积。此外，图2还图示了燃料源208——比如来自生产井口的天然气——可以位于井位处并且由移动电源204用来发电。

尽管图1和图2图示了移动式压裂系统103在井位100处的具体配置，但是本公开不限于图1和图2中示出的应用和/或具体实施方式。例如，本公开的实施方式可以包括多个井口101、多个混合器运输工具110和多个辅助电力运输工具106。另外，移动电源102不限于用在压裂作业中而是可以适用于对通常不用在压裂作业中的其他类型的设备和装置供电。图1和图2的用途和说明仅仅是为了便于描述和说明的示例。

图3是包括两个井口101和两个数据仓114的井位300的实施方式的示意图。两个数据仓114可以是对所述两个不同的井口101同步地进行监测并对所述两个井口101提供操作指令的控制网络系统的一部分。可以添加另外的混合器运输工具110以向用于压裂第二井口101下面的地下地质构造的压裂泵运输工具108提供压裂液。尽管图3图示了位于同一井位300上的两个井口101，但是其他实施方式可以具有位于不同井位的井口101。

移动电源

移动电源可以是如图1至图3中描述的在井位处使用的移动式压裂系统的一部分。换言之，移动电源可以配置成能够与作为移动式压裂系统的一部分的其他压裂设备(例如，压裂泵运输工具)一起被运输至不同的位置(例如，不同的井位)并且在完成压裂作业之后不会被留下。移动电源可以包括至少两个不同的运输工具，所述至少两个不同的运输工具通过使用于组装和拆散过程的操作简化和最小化来提高专用电力的移动性。例如，移动电源可以通过实现约24个小时的组装和拆散时间来提高移动性。移动电源还包括两个运输工具的占地面积，其中，可针对运输模式和作业模式使用同样的两个运输工具系统。尽管图4A至图6图示了使用两个不同的运输工具来实现移动电源的实施方式，但是移动电源的其他实施方式可以将图4A至图6中示出的燃气涡轮发电机、进气过滤器壳体、燃气轮机排气管和其他部件安装在不同数目的运输工具上(例如，全部安装在一个运输工具上或者是安装两个以上的运输工具上)。为了对位于一个或更多个位置(例如，井位)处的压裂作业提供电力，移动电源被设计成使适于将烃类燃料比如天然气转化为电的燃气轮机和发电机成一整体并使其可移动。

图4A和4B是燃气涡轮发电机运输工具400的实施方式的示意图。图4A图示了具有涡轮机外壳402的燃气涡轮发电机运输工具400的侧视轮廓图，涡轮机外壳402将部件围在燃气涡轮发电机运输工具400内并且包括用于进气室404、排气收集器406和外壳通风入口418的腔。图4B图示了燃气涡轮发电机运输工具400的侧视轮廓图，其描绘了位于涡轮机外壳402内的部件。如图4B中所示，燃气涡轮发电机运输工具400可以包括以下设备：(1)进气室404；(2)燃气轮机407(例如，通用电气(GE)2500)；(3)排气收集器406；(4)发电机408；(5)发电机断路器410；和(6)控制系统412。在图4B中未示出、但也可以位于燃气涡轮发电机运输工具400上的其他部件包括涡轮润滑油系统、灭火系统和发电机润滑油系统。

燃气涡轮发电机运输工具400包括用于由诸如天然气、液化天然气、凝析油和/或其他液体燃料之类的烃类燃料源产生机械能(即，轴的转动)的燃气轮机407。如图4B中所示，燃气轮机轴连接至发电机408，使得发电机408将所供给的机械能从轴的旋转转化成电力。燃气轮机407可以是下述燃气轮机：比如GELM 2500系列的燃气轮机、普惠和惠特尼FT8(Pratt and Whitney FT8)燃气轮机或者可以为发电机408产生足够的机械动力以对一个或更多个井位处的压裂作业供电的任何其他燃气轮机。发电机408可以是Brush BDAX 62-170ER发电机或被配置成为一个或更多个井位处的压裂作业发电的任何其他发电机。例如，被组合在燃气涡轮发电机运输工具400内的燃气轮机407和发电机408可以产生至少约15兆瓦(MW)至约35MW的范围内的电力。根据井位处所需的功率量，也可以使用功率范围大于约35MW或小于约15MW的其他类型的燃气涡轮发电机。在一个实施方式中，为了提高燃气涡轮发电机运输工具400的移动性，燃气轮机407可以配置成配装在长约14.5英尺和直径约四英尺的尺寸内，以及/或者发电机408可以配置成配装在长约18英尺和宽约7英尺的尺寸内。

发电机408可以容置在涡轮机外壳402内，涡轮机外壳402包括位于发电机408内部的空气通风设备，该空气通风设备将空气吸入到位于发电机408的前部和/或后部的空气入口中并经由空气出口414将空气排出到两侧。其他实施方式可以将空气出口定位在发电机408的外壳的不同位置上。在一个实施方式中，空气入口可以是入口格栅并且空气出口可以是出口格栅，由此保护发电机不受天气因素影响。在燃气涡轮发电机运输工具400的顶部上可以安装有单独的发电机通风管单元。

涡轮机外壳402还可以包括配置成经由一个或更多个进气室404向燃气轮机407提供通风空气和助燃空气的燃气轮机进气过滤器(或多个燃气轮机进气过滤器)。另外，可以添加外壳通风入口418来增大通风空气量。通风空气可以是用于冷却燃气轮机407并使燃气轮机外壳402通风的空气。助燃空气可以是被供给至燃气轮机407以辅助产生机械能的空气。进气室404可以构造成收集来自燃气轮机进气过滤器的进气并将该进气供给至燃气轮机。排气收集器406可以配置成收集从燃气轮机排出的空气并将该排出的空气供给至燃气轮机排气管。

为了提高燃气涡轮发电机运输工具400的移动性，进气过滤器壳体和燃气轮机排气管构造成连接在涡轮机外壳402的侧面中的至少一个侧面，而不是将进气过滤器壳体和燃气轮机排气管两者都连接在涡轮机外壳402的顶部上或者是将进气过滤器壳体连接在燃气涡轮发电机运输工具400的一个端部并将排气收集器连接在涡轮机外壳402的侧面。进气及排气装置运输工具的进气过滤器壳体和燃气轮机排气管可以通过使用位于涡轮机外壳402两侧的从进气及排气装置运输工具和燃气涡轮发电机运输工具中的一者或两者延伸的一个或更多个伸缩连接件与涡轮机外壳402连接。可以使用任何形式的如下连接件：该连接件允许在不使用起重机、叉车和/或任何其他外部机械装置来将该伸缩连接件连接就位以及/或者将进气过滤器壳体和燃气轮机排气管连接至涡轮机外壳402的侧面的情况下提供涡轮机外壳402与进气过滤器壳体和燃气轮机排气管之间的联接。伸缩连接件可以包括用以将进气过滤器壳体和燃气轮机排气管连接至涡轮机外壳402的管道和/或伸缩接头。另外，进气过滤器壳体和燃气轮机排气管经由涡轮机外壳402的侧面的布设可提供使用入口空气流和排出空气流来实现燃气轮机铭牌输出率的完整空气动力学建模。后面在图5A和5B中对进气及排气装置运输工具进行更详细的论述。

为了提高在各种巷道上的移动性，图4A和图4B中的燃气涡轮发电机运输工具400可以具有约13英尺6英寸的最大高度、约8英尺6英寸的最大宽度以及约66英尺的最大长度。此外，燃气涡轮发电机运输工具400可以包括用于支承并分配燃气涡轮发电机运输工具400上的重量的至少三个轴。根据总运输重量，燃气涡轮发电机运输工具400的其他实施方式可以是具有多于三个轴的运输工具。可以调整轴的尺寸和数目，以允许在通常要求一定的高度、长度和重量限制的巷道上运输。

在一个实施方式中，燃气轮机407和发电机408可以安装在用于支承燃气轮机407和发电机408的安装的工程运输框架416、底座、底部滑动垫木或的任何其他底部结构。通过构造单个工程运输框架416的平齐座架可以使用该单个工程运输框架来将燃气轮机407、发电机408、进气室404和排气收集器406之间的连接对准以及/或者降低燃气轮机和发电机。与使用用于燃气轮机407和发电机408的单独底座相比，单个工程运输框架416可以允许燃气轮机407和发电机408更容易对准和连接。燃气涡轮发电机运输工具400的其他实施方式可以使用多个底座，例如，将燃气轮机407安装在一个底座上而将发电机408安装在另一底座上。

图4B图示了发电机断路器410和控制系统412可以位于燃气涡轮发电机运输工具400上。发电机断路器410可以包括被配置成保护发电机408免受电流和/或电压故障状况影响的一个或更多个断路器。发电机断路器410可以是中压(MV)断路器配电板。在一个实施方式中，发电机断路器可以具有约三个板，其中两个用于发电机，一个用于保护断路器上的继电器的馈线。在一个实施方式中，发电机断路器410可以是真空断路器。控制系统412可以配置成对燃气轮机407和发电机408的动力输出进行控制、监测、调节及调整。例如，控制系统412可以对由压裂作业产生的负载进行监测并且通过产生足够的电力以匹配负载要求来平衡由压裂作业产生的负载。控制系统412还可以配置成与下述控制网络系统同步并与其进行通信：所述控制网络系统允许位于远程位置(例如，远离井位)中的数据仓或其他计算系统对发电机408的功率输出进行控制、监测、调节及调整。尽管图4B图示了发电机断路器410和/或控制系统412可以安装在燃气涡轮发电机运输工具400上，但是移动电源的其他实施方式可将发电机断路器410和/或控制系统412安装在其他位置(例如，开关装置运输工具)中。

图4A和图4B中未被示出的也可以位于燃气涡轮发电机运输工具400上的其他设备包括涡轮机润滑油系统、气体燃料阀、发电机润滑油系统以及灭火系统。润滑油系统或控制台——在本公开中通常指代涡轮润滑油系统和发电机润滑油系统两者——可以配置成提供发电机和涡轮机润滑油过滤及冷却系统。在一个实施方式中，运输工具的涡轮机润滑油控制台区域还可以包括灭火系统，该灭火系统可以包括喷洒器、水雾、清洁剂、泡沫喷洒器、二氧化碳和/或用于抑制火灾或为燃气轮机407提供消防的其他设备。将涡轮机润滑油控制台和灭火系统安装到燃气涡轮发电机运输工具400上能减小该运输工具的占地面积，因为这样免除了对辅助运输工具以及用于将涡轮机和发电机润滑油过滤冷却系统和灭火系统连接至燃气涡轮发电机运输工具的连接件的需要。涡轮机和发电机润滑油系统可以安装在发电机408下方的滑动垫木上或者安装在燃气涡轮发电机运输工具400上的任何其他位置上。

图5A和图5B是进气及排气装置运输工具500的实施方式的示意图。具体地，图5A描绘了处于运输模式下的进气及排气装置运输工具500，图5B描绘了处于作业模式下的进气及排气装置运输工具500。如图5A和图5B中所示，进气及排气装置运输工具500包括进气过滤器壳体502和燃气轮机排气管504。尽管在图5A和图5B中未示出，但是在进气过滤器壳体302内可以定位或容置有一个或更多个燃气轮机进气过滤器和一个或更多个通风装置。

图5A和图5B图示了进气过滤器壳体502可以安装在进气及排气装置运输工具500上且位于固定位置处。进气及排气装置运输工具500的其他实施方式可以以使得当在作业模式与运输模式之间转换时进气过滤器壳体502可以沿一个或更多个方向滑动的构型来安装进气过滤器壳体502。例如，如图5C中所示，进气过滤器壳体502可以针对作业模式向外滑动而针对作业模式往回滑动。使进气过滤器壳体502滑动可以用于将进气过滤器壳体502与安装在燃气涡轮发电机运输工具上的燃气轮机外壳的进气室对准。在另一实施方式中，进气过滤器壳体502可以安装在能够与安装在燃气涡轮发电机运输工具上的燃气轮机外壳的进气室接合的转台上。进气过滤器壳体502可以包括降低噪声的多个消音器。根据燃气轮机的燃烧所需要供给的清洁空气的量和空气流动动力学，可以具有用于安装进气过滤器壳体502的不同实施方式。

燃气轮机排气管504可以包括燃气轮机排气口508、配置成用于噪声控制的排气延伸部506以及排气端连接器510。排气延伸部506可以包括使来自进气及排气装置运输工具500的噪声降低的多个消音器。如图5A中所示，在运输模式期间，燃气轮机排气管504可以安装成最初为侧躺的。在作业模式中，燃气轮机排气管504可以在不使用外部机械装置的情况下向上旋转成使得燃气轮机排气管504的基部安装至进气及排气装置运输工具500并处于直立位置中。在作业模式中，燃气轮机排气管504可以通过使用液压马达、气动马达和/或电动马达定位成使得其与排气端连接器510以及在图4A和图4B中示出的燃气轮机外壳的排气收集器对准并连接。

可以对排气端连接器510进行调节来使燃气轮机排气管504与燃气轮机外壳的排气收集器相适配并对准。在作业模式中，排气端连接器510可以沿朝向燃气轮机外壳的方向的侧向方向前移。当转换到运输模式时，排气端连接器510可以沿远离燃气轮机外壳的方向的侧向方向后移。燃气轮机排气管504的其他实施方式可以具有连接作为单一部件的燃气轮机排气口508和排气端连接器510，使得排气端连接器510和燃气轮机排气管504在运输模式与作业模式之间转换时一起旋转。

在另一实施方式中，在运输期间，燃气轮机排气管504可以被分成第一部分和第二部分。例如，第一部分可以对应于燃气轮机排气口508而第二部分可以对应于排气延伸部506。对应燃气轮机排气管508可以处于直立位置并且燃气轮机排气管506的第二部分可以与对应燃气轮机排气口的第一部分相邻地安装以便于运输。第一部分和第二部分可以铰接在一起，使得第二部分可以旋转成堆叠在第一部分的顶部上以便于作业。在另一实施方式中，燃气轮机排气管504可以构造成使得整个燃气轮机排气管504在被安装在进气及排气装置运输工具500上时可以被降低或升高。

通常，进气过滤器壳体502和燃气轮机排气管504可以在单独的运输工具上运输并随后在作业模式期间通过起重机被提升到燃气轮机外壳的顶部上并且被安装在燃气涡轮发电机运输工具上。在作业模式期间，可以不使用用于承载进气过滤器壳体502和燃气轮机排气管504的单独的运输工具。然而，通过使进气过滤器壳体502和燃气轮机排气管504适于安装在单个运输工具上并且连接至安装在燃气涡轮发电机运输工具上的燃气轮机外壳的侧面中的至少一个侧面，可以将进气及排气装置运输工具定位在燃气涡轮发电机运输工具的旁边并且随后将进气室与排气室相连接以便于进行作业。由此获得相对较快的安装和/或拆卸并且免去了在作业现场使用重型起重机、叉车和/或任何其他外部机械装置。

图6是处于作业模式时的两个运输工具的移动电源600的实施方式的示意图。图6示出了在作业模式期间进气及排气装置运输工具500与燃气轮机运输工具400之间的联接的俯视图。排气伸缩连接件602可以移动并连接(例如，使用液压装置)至排气端连接器510，从而无需使用外部机械装置来将进气及排气运输工具的燃气轮机排气管与燃气涡轮发电机运输工具的排气收集器连接。进气伸缩连接件604可以移动并将进气及排气装置运输工具的进气过滤器壳体和燃气涡轮发电机运输工具的进气室连接。两个运输工具400和500可以以预定的取向和距离停放，使得排气伸缩连接件602和进气伸缩连接件604能够将两个运输工具400和500连接。

在一个实施方式中，为了对定位、排列和距离进行调整以便连接两个运输工具400和500，运输工具400和500中的每个运输工具可以包括液压行走系统。例如，液压行走系统可以将运输工具500移动并对准至一个位置，而不将这两个运输工具400和500附接至运输车辆(例如，牵引车或其他类型的机动车辆)。利用图4和图5作为示例，液压行走系统可以包括用于使运输工具400和/或运输工具500前后地以及/或者侧向地移动的多个外伸架和/或支承脚412(在图6中未示出)。在每个外伸架和/或支承脚412处，液压行走系统可以包括提升运输工具的第一液压缸以及使运输工具沿指定的取向或方向移动的第二液压缸。运输工具上的液压行走系统由于使得在将两个运输工具彼此相邻地停放时所需的精度降低而提高了移动性。

图11是用于为压裂作业提供移动电源的方法1100的实施方式的流程图。方法1100可以在框1102处通过将移动电源与其他压裂设备一起运输至包括非生产井的井位开始。接着，方法1100可以移至框1104并将移动电源从运输模式转为作业模式。在从运输模式转换至作业模式期间可以使用相同的运输工具。换言之，在为作业模式建立移动电源时，不用添加和/或移除运输工具。另外，方法1100在不使用用于将移动电源转换至作业模式的叉车、起重机和/或其他外部机械装置的情况下进行。在图4A至图6中对两个运输拖车的转换过程进行更详细的描述。

接着，方法1100可以移至框1106并使用移动电源发电以对一个或更多个井位处的压裂作业供电。在一个实施方式中，方法1100可以通过使用燃气涡轮发电机将烃类燃料转化为电力来发电。方法1100接着可以移至框1108并将移动电源从作业模式转换至运输模式。类似于框1104，框1108处的转换过程可以使用相同的运输工具，而不使用用于将移动电源转回至运输模式的叉车、起重机和/或其他外部机械装置。接着，一旦压裂作业完成，方法1100可以移至框1110以将移动电源与其他压裂设备一起从井位移除。

压裂泵运输工具

图7A和图7B是由如图4A至图6中描述的移动电源供电的压裂泵运输工具700的实施方式的示意图。压裂泵运输工具700可以包括为两个单独的泵702A和702B提供动力的原动机704。通过将附接至两个单独的泵702A和702B的单个原动机704组合在该运输工具上，压裂作业可以减少泵运输工具、原动机、变频驱动器(VFD’s)、接地铁、吸气软管和/或总管运输工具的量。尽管图7A和7B图示了压裂泵运输工具700支承对两个单独的泵702A和702B提供动力的单个原动机704，但是压裂泵运输工具700的其他实施方式可以包括分别对泵702A和702B提供动力的多个原动机704。

“铺设式”拖车710的设计可以为进行泵的日常维护和作业的机组人员提供移动性、改进的安全性以及增强的工效学，因为这种“铺设式”布置将泵定位成低至地面而拖车主梁搁置在地面上以用于作业模式。如图7A和图7B中所示，“铺设式”拖车710具有在拖车轴上方的上部部分，其可以保持或具有已安装的压裂泵拖车电源和控制系统708。压裂泵拖车电源和控制系统708可以包括一个或更多个电驱动器、变压器、控制器(例如，位于压裂泵运输工具700上的可编程逻辑控制器(PLC)，并且包括用于连接至驱动电力拖车和/或单独的电动泵系统的线缆。电驱动器可以提供控制、监测和可靠性功能，比如，防止对接地的或短路的原动机704的损坏以及/或者防止电驱动器内的部件(例如，半导体芯片)的过热。可以定位成低于拖车轴的下部部分可以保持或具有已安装的原动机704和附接在彼此的相反侧上的泵702A和702B。

在一个实施方式中，原动机704可以是具有在电动马达的相反两侧突出的轴的双轴电动马达。双轴电动马达可以是任何所需类型的交流(AC)或直流(DC)马达。在一个实施方式中，双轴电动马达可以是感应马达，而在另一实施方式中，双轴电动马达可以是永磁马达。原动机704的其他实施方式可以包括配置成提供大约5,000HP或更高的其他电动马达。例如，双轴电动马达可以传输约1,500HP至约10,000HP的范围内的马达功率。具体到一些实施方式，双轴电动马达可以是约5,000HP的额定功率的电动马达或约10,000HP的电动马达。原动机704可以由额定功率为最大约5,000HP的至少一个变频驱动器驱动并且可以接收从移动电源产生的电力。

如图7A和7B中所示，原动机704在一侧驱动一个泵702A并且原动机704在相反侧驱动第二泵702B。泵702A和702B不是相对于原动机704以串联构型来配置的。换言之，原动机704独立地驱动每个泵702A和702B，使得如果一个泵失效，则其可以被断开连接而另一泵可以继续运行。原动机704——可以是双轴电动马达——无需使用柴油发动机和变速器。此外，在向泵传输电力时，在运输工具上使用双轴电动马达可以防止失谐或反馈。在一个实施方式中，原动机704可以配置成传输分配在两个泵702A与702B之间的至少约5,000HP。例如，原动机704——可以是双轴电动马达——可以向一个泵702A提供约2,500HP并且向另一泵702B提供约2,500HP，以传输总共约5,000HP。其他实施方式可以使原动机704传输小于5,000HP或大于5,000HP。例如，原动机704可以通过向其中一个泵传输约1,500HP并且向另一泵传输约1,500HP来传输总共约3,000HP。另一示例可以通过向一个泵702A传输约5,000HP并且向另一泵702B传输约5,000HP而使原动机704传输总共约10,000HP。具体而言，在一个或更多个实施方式中，原动机704可以以约3,000HP、3,500HP、4,000HP、4,500HP、5,000HP、5,200HP、5,400HP、6,000HP、7,000HP、8,000HP、9,000HP和/或10,000HP的HP额定值运行。

压裂泵运输工具700可以通过将两个泵702A和702B放置在单个运输工具上来减少压裂设备在井位上的占地面积。较大的泵可以联接至以较大的马力运行的双轴电动马达以使额外的设备占地面积减少。在一个实施方式中，泵702A和702B中的每个泵可以是位于单个运输工具上的五缸泵。其他实施方式可以包括其他类型的柱塞式泵，比如三缸泵。泵702A和702B均可以在约1,500HP至约5,000HP的范围内运行。具体而言，在一个或更多个实施方式中，泵702A和702B中的每个泵可以以约1,500HP、1,750HP、2,000HP、2,250HP、2,500HP、2,600HP、2,700HP、3,000HP、3,500HP、4,000HP、4,500HP和/或5,000HP的HP额定值运行。泵702A和702B可以不以串联构型来配置，其中，原动机704驱动第一泵702A并且第一泵702B随后驱动第二泵702B。

原动机704和泵702A和702B中的每个泵可以安装在构造成为独立的且允许从压裂泵运输工具单独移除的子组件上。换言之，原动机704和泵702A和702B中的每个泵可以在不关闭或破坏压裂系统的其他部分的情况下从服务位移除和被更换。原动机704与泵702A和702B可以通过联接件彼此连接，所述联接件在被从压裂泵运输工具700移除时断开连接。如果原动机704出于维修而需要被更换或移除，则可以在不将两个泵702A和702B从压裂泵运输工具移除的情况下将原动机子组件从压裂泵运输工具700拆下。例如，泵702A可以与压裂泵运输工具700分开、移除，并且由新的泵702A替换。如果原动机704和/或泵702A和702B需要维修，则操作员可以将不同的部件与流体管线分开并拔出、取下销栓并将原动机704和/或泵702A和702B从压裂泵运输工具移除。此外，每个泵702A和702B的子组件可以在不移除另一泵和/或原动机704的情况下被从压裂泵运输工具700拆下并移除。因此，压裂泵运输工具700可以不需要与总管系统断开连接且被移出工位。相反，更换后的原动机704和/或泵702A和702B可以被放回到管线中并重新连接至压裂泵运输工具700。

为了实现子组件的独立移除，两个泵702A和702B可以利用驱动管线组件706联接至原动机704，驱动管线组件706适于提供将泵702A和702B中的一者或两者与原动机704接合或断开接合的远程操作。驱动管线组件706可以包括一个或多个联接器和驱动轴。例如，驱动管线组件706可以包括连接至泵702A或702B中的一者以及带键的轴712的固定联接器。带键的轴712可以将固定联接器与附接至原动机704的带花键齿的联接器714相互连接。为了将泵702A和702B中的一者或两者与原动机704接合或断开接合，带花键齿的联接器714可以包括带花键的滑动套筒联接器和马达联接器，马达联接器滑动件提供马达轴的对准并且提供用于滑动套筒马达与泵联接器的连接和断开连接的液压流体。联接器的其他实施方式可以包括扭矩管、气动离合器、电磁离合器、液压离合器和/或具有经手动操作和/或远程操作的断路装置的其他离合器和断开器。

图12是将压裂液泵送到井口中的方法1200的实施方式的流程图。方法1200在框1202处开始并接收电力以对至少一个原动机供电。原动机可以是位于如图7A和7B中示出的压裂泵运输工具上的双轴电动马达。接着，方法1200可以移至框1204处，接纳由一个或多个混合器产生的压裂液。在一个实施方式中，混合器可以是包括封闭式混合料斗的电动混合器。

接着，方法1200移至框1206处，使用至少一个原动机来驱动一个或多个泵以对压裂液加压。在一个实施方式中，泵可以定位在相反两侧并且可以由驱动两个泵的双轴电动马达的单个轴驱动。换言之，当两个泵正在运行时，方法1200可以以并联构型而非串联构型来驱动两个泵。如果泵中的一个泵被移除，方法1200可以继续驱动其余泵。接着，方法1200可以移至框1208处，将被加压的压裂液泵送到井口中。

混合器运输工具

图8A和8B是包括电动混合器806的混合器运输工具800的实施方式的示意图。图8A图示了混合器运输工具800的俯视图并且图8B图示了混合器运输工具800的侧视轮廓图。混合器运输工具800可以由如图1至图6中所描述的移动电源来供电。电动混合器806可以是如美国专利申请公布2012/0255734中所描述的搅拌容量为约240bpm的双重配置混合器。该双重配置混合器可以包括用于所有旋转机械的电动马达并且可以安装在单个运输工具上。双重配置混合器可以具有被配置为独立且冗余的两个单独的混合单元。例如，所述混合单元中的任一者或者两者均可以经由混合单元的入口总管接纳源流体。源流体可以来源于相同的源或不同的源。源流体随后可以通过混合桶中的任一者或两者混合并且随后从混合单元的出口总管中的任一者或两者排出。混合器运输工具800的其他实施方式可以是包括单个混合单元的单配置混合器。

图8A和8B图示了“铺设式”的拖车802的设计，该“铺设式”拖车802的设计为执行电动混合器806的日常维护和操作的机组人员提供了改进的移动性和改善的工效学，因为该“铺设式”设计针对作业模式将混合器桶、泵和管道降低至地面高度而拖车主梁则搁置在地面上。

类似于“铺设式”拖车710，“铺设式”拖车802可以包括位于拖车轴上方的上部部分和位于拖车轴下方的下部部分。在一个实施方式中，电动混合器806和位于拖车上的相关的设备可以经由控制系统网络被远程控制和监测。如图8A和图8B中所示，包括PLC、变压器和一个或更多个变频率驱动器的混合器控制系统804安装在混合器运输工具800的上部部分上。为了提供远程控制和监测功能，该网络可以与PLC进行交互和通信(例如，提供操作指令)，并且PLC可以随后对安装在混合器拖车上的一个或更多个变频驱动器进行控制以驱动混合器的一个或更多个电动马达。远程操作混合器运输工具800可以避免设备操作员暴露在危险环境中并且避免潜在地暴露于浓缩化学品、二氧化硅粉尘和旋转机械。例如，常规的混合器运输工具通常包括用于操作员手动地操作混合器的工位。通过使用控制网络和混合器控制系统804进行远程控制，可以将该工位从混合器运输工具800中移除。还想到数据仓可以用作中枢以向混合器控制系统804提供远程控制和监测功能以及指令。

图9A和图9B是包括具有封闭式混合料斗904的电动混合器902的混合器运输工具900的实施方式的示意图。图9A图示了混合器运输工具900的俯视图并且图9B图示了混合器运输工具900的侧视轮廓图。除了电动混合器902使用封闭式混合料斗904将支撑剂和添加剂添加到混合桶中之外，电动混合器902基本上类似于电动混合器806。图9A和图9B图示了电动混合器902是包括由两个电动马达供电的两个封闭式混合料斗904的双重配置混合器，其中，电动马达中的每个电动马达可以各自操作一个封闭式混合料斗904。

包括开放式料斗和螺旋钻的混合器通常会使支撑剂(例如，沙)和/或添加剂暴露于天气因素。在井位处发生降水的情况下，操作员员会用织物、油布和/或其他遮盖物遮盖开放式料斗和螺旋钻，以防止降水污染支撑剂和/或添加剂。封闭式混合料斗904通过该封闭式混合料斗904(图9A和图9B)代替了通常包括在混合器(例如，图8A和图8B中的电动混合器806)中的开放式料斗和螺旋钻。通过用封闭式混合料斗904代替开放式料斗和螺旋钻，混合器运输工具900可以具有下述优点：支撑剂的无粉尘体积测量、支撑剂和添加剂的无粉尘混合、支撑剂的适度运输，进行精确的体积测量、以低滑动性(low slip)提高支撑剂的运输效率、防止支撑剂包装振动、产生不受休止角影响的一致体积以及测量并混合湿沙。其他优点包括免除了齿轮箱以及通过封闭式的桶提高了操作员的安全性。

控制网络系统

图10是用于对位于一个或更多个井位处的各种控制系统进行监测、控制并与其进行通信的控制网络系统1000的实施方式的示意图。图10图示了控制网络系统1000可以是将控制中心1002、混合器运输工具1004、化学添加剂单元1006、水合单元1008和压裂泵运输工具1012相互连接的环形拓扑。环形拓扑网络可以减少用于压裂作业的控制布线的量并增大数据传输和通信的量和速度。另外，环形拓扑可以允许控制中心1002对连接至控制网络系统1000的设备进行双向通信和控制。例如，控制中心可以能够在其他压裂设备1010和第三方设备1014被添加到控制网络系统1000时对其进行监测和控制，以使得多件设备彼此进行通信。在其他网络拓扑中，比如，星形拓扑或网状拓扑中，另一压裂设备1010和第三方设备1014可以被限制为单向通信，其中，数据从压裂设备1010和/或第三方设备1014传输至控制中心1002，但不能从控制中心1002传输至压裂设备1010和/或第三方设备1014，也不能在不同设备之间传输。

在一个实施方式中，控制网络系统1000可以是网络，比如，与用于压裂设备中的每个压裂设备与各自的控制系统连接并通信的以太网网络。控制中心1002可以配置成对不同的压裂设备进行监测、控制并提供操作指令。例如，控制中心1002可以与位于驱动电力运输工具104内的VFDs通信，所述VFDs操作用于驱动位于压裂泵运输工具108上泵的电动马达并对其健康状况进行监测。在一个实施方式中，控制中心1002可以是一个或更多个数据仓。当压裂作业包括同时压裂两个以上的井口时，可以使用更多的数据仓。

公开了至少一个实施方式，并且由本领域普通技术人员做出的这些实施方式的和/或这些实施方式的特征的变型、组合和/或改型均落在本公开的范围内。由于实施方式的特征的组合、结合和/或省略而产生的替代实施方式也在本公开的范围内。在明确说明数值范围或限度的情况下，这种表达范围或限度可被理解为包括落入明确规定的范围或限制内的相似量级的迭代范围或限度(例如，约1至约10包括2、3、4等；大于0.10包括0.11、0.12、0.13等)。除非另有说明，术语“约”的使用是指后续数字的±10％。

针对权利要求的任何元素使用术语“可选地”意味着该元素是需要的，或者替代地，该元素是不需要的，两种替代方案都在权利要求的范围内。使用更广泛的术语，比如包含、包括以及具有可以被理解为对较窄的术语——比如，由……组成、基本由……组成——提供支持。因此，保护范围不由上述说明限定，而是由所附权利要求限定，该范围包括权利要求的主题的所有等同方案。每个权利要求作为进一步公开内容并入说明书中，并且权利要求是本公开的实施方式。

尽管在本公开中已经提供了若干个实施方式，但是应当理解的是，在不脱离本公开的理念或范围的情况下，所公开的系统和方法可以以许多其他具体形式来实施。本公开的示例被认为是说明性的而不是限制性的，并且其意图在于不限于本文给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中被组合或结合，或者某些特征可以被省略或不被实施。

此外，在不背离本公开的范围的情况下，在各种实施方式中描述和示出为离散或分离的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法组合或结合。示出的或讨论为联接或直接联接或彼此通信的其他项可以通过某些接口、设备或中间部件而电力地、机械地或以其他方式间接地联接或通信。