2009 Fiscal Year Annual Research Report
海底下メタンハイドレート層を対象としたウォータージェットによる枝掘り技術の開発
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21760677
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
木崎 彰久 Tohoku University, 大学院・環境科学研究科, 助教 (60344686)
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| Keywords | ウォータージェット / メタンハイドレート / 掘削 / 枝掘り / 海洋資源 |
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| Research Abstract |
メタンハイドレート資源開発をプロジェクトとして採算を取るためには,十分な生産速度を得ることが必要である。しかしながら,南海トラフのようにメタンハイドレート層下部にフリーガスがあまり存在しない場合,減圧法により得られるメタンハイドレート層の減圧領域が小さく,十分な生産速度を得ることが困難であることが指摘されている。このため、減圧領域を安価に増大させるための海底下メタンハイドレート層に適した新たな穿孔および枝掘り技術の開発が求められている。
そこで本研究では、海底下メタンハイドレート層などの地下岩盤に対するウォータージェットによる枝掘り掘削用ノズルを開発することを主な目的として,ノズル回転ヘッドの軸部にベーンポンプを内蔵した掘削用低速自転型ノズルの設計および開発を行った。開発した自転型ノズルの物理モデルを提案するとともに,ノズルの回転速度におよぼす回転トルクおよびベーンポンプの流路に設けた絞り弁の開口面積の影響について実験的に調査を行った。平成21年度に得られた主な結果は以下のようである。
(1)回転軸部に減速用ベーンポンプを組み込むことにより,従来型ノズルに比べ回転速度を10分の1程度に抑制した。(2) ベーンポンプ内の流路に設けた絞り弁の開度を変更することにより,回転速度の調整が可能であることを示した。
平成22年度は,高圧水中下において実際のウォータージェットを噴射した場合の回転速度の測定を実施するとともに,得られた結果をとりまとめ物理モデルの修正等を行う予定である。
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