| 研究課題/領域番号 |
18K14165
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
福田 大祐 北海道大学, 工学研究院, 助教 (80647181)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 岩質材料 / マルチフラクチャ造成 / 遅すぎず速すぎない載荷 / 高度3次元複雑破砕解析法 / 圧力計測 / 破砕実験 / 遅すぎず・速すぎない載荷 / 岩石・岩盤 / 3次元複雑破砕シミュレータ / 実証破砕実験 / NRC / テルミット反応 / 爆燃 / 破砕シミュレータ / 高速破砕 / マルチフラクチャー / 爆燃現象 / 爆燃破砕シミュレータ / 石油・シェールガス採掘 |
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| 研究成果の概要 |
石油・非在来型天然ガスの生産性向上のために生産井周囲岩盤にマルチフラクチャを造成する技術開発は重要な課題であり，爆燃やテルミット反応などの現象を用いた遅すぎず・速すぎない動圧の利用が解になり得ると考え研究に着手した．そこで，本研究の高度な検証のために不可欠な，岩盤の複雑破砕と生成フラクチャ内のガス圧作用から成る3次元複雑過程を高度に表現可能な解析法を独自開発し，圧力計測・破砕実験を併せることで，マルチフラクチャ造成機構とその最適化について研究を推進するための基礎を構築することに成功した．また，研究中生じた数多くの困難を解決する中で得られた知見をまとめた論文が複数の国際誌に採択された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により，これまで不可能であった遅すぎず速すぎない動圧を用いたマルチフラクチャー造成機構を追求でき、対象岩石に対して最適な載荷特性を見いだし得る点は重要である．また，既往の思考錯誤的な方法でなく，開発した解析法・コードより最適条件を満たす破砕剤の開発のクリアな指針が得られる点も極めて重要である．さらに，本研究で開発したコードの汎用性は高く，最近期待されている石炭層におけるバイオメタンの地下鉱床開発で必要な石炭層破砕や土木工学分野における構造物の高速斫り技術や震災時の落石等の迅速な構造物解体等にも利用できると予想され，こうした観点からも本研究の工学・社会的な意義重要性があると考える。
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