2021 Fiscal Year Final Research Report

Study on Plugging Caused by Methane Hydrate Formation Inside a Pipe

Research Project

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Project/Area Number	19H02368
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 24020:Marine engineering-related
Research Institution	National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
Principal Investigator	YAMAMOTO Joji 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所海洋開発系, 研究員 (00586703)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	中島康晴国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (30344237) 山本マルシオ国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10608631) 高野慧国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (90636820) 大坪和久国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50435773)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	メタンハイドレート / 管内閉塞 / 低温物質 / 資源開発 / ループ試験 / 高圧試験
Outline of Final Research Achievements	We carried out experiments to estimate the situation inside the riser pipe and the risk due to the freezing of the methane hydrate slurry during the transfer process. In the experiment using the closed-loop experimental apparatus under the atmospheric pressure, ice layers were formed on the tube wall when the temperature outside of the tube was chilled until -4°C. And, two different materials, stainless-steel and brass, were used to investigate the influence of pipe material on the heat transfer from the outside to the inner fluid. As a result, no significant differences between the pipe materials were shown in the heat transfer from the outside temperature. In the experiment under high-pressure conditions, the hydrate growth process differs depending on the temperature-pressure conditions and gas control. It is assumed that the formation of gas hydrate requires enough amount of gas includes dissolved gas in seawater in addition to temperature-pressure conditions.
Free Research Field	海洋環境工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	日本周辺海域において存在が確認されているメタンハイドレートは、我が国のエネルギー安定供給に資する有望なエネルギー資源として期待されている。メタンハイドレート等の海底資源を商業規模で生産を行う場合、安定した移送方法を検討する必要があり、移送管内における流体の相変化に伴う凍結等の流動阻害に関する条件を明確にすることが重要である。本研究では、実験により海水の凍結条件や再ハイドレート化の形成過程が明らかとなり、安定した移送に必要となる環境条件及び懸念要素が明確となった。