2010 Fiscal Year Annual Research Report
内部流体影響を考慮した石油・ガス生産用フレキシブルチューブの応答予測と制御
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20360390
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
村井 基彦 横浜国立大学, 環境情報研究院, 准教授 (60292893)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 智 独立行政法人海上技術安全研究所, 海洋開発系, 研究員 (70511591)
宇都 正太郎 独立行政法人海上技術安全研究所, 海洋開発系, グループ長 (40358396)
上野 誠也 横浜国立大学, 環境情報研究院, 教授 (60203460)
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| Keywords | 石油掘削 / 海底資源 / 海洋開発 / ライザー / フレキシブルライザー / 管内流 / 内部流 |
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| Research Abstract |
大水深域での海洋油田開発においては「フレキシブルチューブ/ライザー」を組み合わせた汲み上げシステムの導入が検討されている。ライザーシステムには潮流影響、洋上浮体の運動影響、波浪影響などの外力により大きな挙動が誘起される。従来の鋼製ライザーの挙動においては、外力成分である潮流・波浪・浮体運動の連成が主たる要素を占め、内部流体影響については、ライザーの剛性が高いことから一般にその影響は問題とならないと考えられている。しかし、柔軟性に富むフレキシブルチューブ/ライザーの挙動では汲み上げ時において内部流体(流体・気体・固体の混合流になる)の密度変化などに起因した振動が生じると考えられる。この振動はフレキシブルチューブ/ライザーの状況(形状)によっても異なり、また、振動に起因する新たな振動が生じることも予想される。本研究では特に内部流体の影響に着目し、海洋においてフレキシブルチューブを用いた様々な場合に生じる応答を数値シミュレーション、水槽試験などを通した実験的研究を行った。平成22年度は、平成21年度の実験を踏まえ、チューブ内部流体運動とチューブの動的挙動との連成問題のモデル化およびそれに基づく動的応答特性を調べるために、フレキシブルチューブを模した10mのシリコン製の大型模型を製作し、水中環境下でフレキシブルチューブ内を流れる流体の流量を変化させた加振実験を行い、実験内部流体運動とチューブの動的挙動の検証を行った。また、動的挙動の数値モデルの開発においては、流力弾性挙動に関する研究とライザー挙動に関する数値モデルの検討を行った。
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