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2022 年度 実績報告書

計測融合解析によるドリルビット挙動把握と機械学習による掘削状態識別への展開

研究課題

研究課題/領域番号 20H02380
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

井上 朝哉  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 技術開発部, 主任研究員 (10359127)

研究分担者 鈴木 博善  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00252601)
和田 良太  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (20724420)
中川 友進  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 特任研究員 (50513454)
勝井 辰博  神戸大学, 海洋底探査センター, 教授 (80343416)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード海洋掘削 / 掘削データ / ドリルパイプダイナミクス / 機械学習
研究実績の概要

1)ドリルビット挙動解析においては,昨年度までに実施した数値計算に加えて,ドリルビット回転挙動の数理モデルによりStick-Slip発生要因の理論的考察を実施した.特に,ドリルパイプ回転数,ドリルパイプ長さ,およびドリルビット接地荷重による影響の考察を実施した.そして,掘削船「ちきゅう」の過去の航海で得られた掘削データをもとに考察を行い,理論的考察の妥当性の確認を行った.
2)機械学習においては,前年度までに実施した掘削データを学習データとした掘削地層やコア回収率を予測する機械学習プログラムを発展させ,地層特性の影響を受け,そしてコア回収率に影響を与えると想像されるドリルビット挙動を学習データに加える新しい手法を開発した.そして,過去の科学掘削航海における取得可能な船上掘削データ,地層サンプルデータ,コア回収率,および掘削操業異常の情報をもとに,学習および予測実行を行い,予測性能向上の考察を行った.一部のデータに対しては,ドリルビット挙動を加えることで予測性能の向上を示唆する結果を得た.
3)計測融合解析においては,昨年度開発を行ったプログラムを展開して,逐次受信したデータを用いてリアルタイム掘削データ融合解析プログラムの開発を行った.地層予測やドリルビット挙動を対象に,掘削シミュレータを用いてデータ伝送によるリアルタイムでの融合解析の実行確認を行うとともに,ドリルビット挙動については,掘削航海中に実際の掘削中のデータを取得・逐次伝送し,それを受信して,リアルタイムでの掘削データ融合解析を実施した.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Nonlinear Dynamics Analysis of a Rotating Drill Pipe Model Incorporating the Magnus Effect and Rotary Inertia of the Pipe2023

    • 著者名/発表者名
      Tun Hanny、Suzuki Hiroyoshi、Koga Taito、Htun Thant Zin、Inoue Tomoya
    • 雑誌名

      International Journal of Offshore and Polar Engineering

      巻: 33 ページ: 286~293

    • DOI

      10.17736/ijope.2023.jc900

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental and Numerical Studies on Behavior of Rotating Drill Pipe Model in Uniform Flow2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Hiroyoshi、Inoue Tomoya、Katsui Tokihiro、Wada Ryota、Tsuchiya Keita、Notani Yusuke、Ishida Keita、Koga Taito
    • 雑誌名

      International Journal of Offshore and Polar Engineering

      巻: 32 ページ: 285~295

    • DOI

      10.17736/ijope.2022.mt32

    • 査読あり
  • [学会発表] Nonlinear Dynamics Analysis of a Rotating Drill Pipe Model Incorporating the Magnus Effect and Rotary Inertia of the Pipe2023

    • 著者名/発表者名
      Tun Hanny、Suzuki Hiroyoshi、Koga Taito、Htun Thant Zin、Inoue Tomoya
    • 学会等名
      Proceedings of the International Society of Offshore and Polar Engineers
    • 国際学会
  • [学会発表] Early Stuck Pipe Detection Using Graph Attention Machine Learning2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Tomoya、Nakagawa Yujin、Kaneko Tatsuya、Wada Ryota、Miyoshi Keisuke、Abe Shungo
    • 学会等名
      Proceedings of the ASME International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering
    • 国際学会
  • [学会発表] Analytical, Numerical, and Field Data Investigation for Deriving the Condition of Stick-Slip Drill String Vibration2023

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Tatsuya、Inoue Tomoya、Wada Ryota、Katsui Tokihiro、Suzuki Hiroyoshi
    • 学会等名
      Proceedings of the ASME International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering
  • [学会発表] Graph Attention機械学習による海洋科学掘削における異常検知2022

    • 著者名/発表者名
      井上 朝哉, 中川 友進, 金子 達哉, 和田 良太, 三好 啓介, 安部 俊吾
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会講演会(講演会論文集,35巻)
  • [学会発表] ドリルパイプのStick-Slip発生要因に関する解析解及び数値解による検討2022

    • 著者名/発表者名
      金子 達哉, 井上 朝哉, 和田 良太, 勝井 辰博, 鈴木 博善
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会講演会(講演会論文集,35巻)
  • [学会発表] 機械学習による掘削地層の岩質予測2022

    • 著者名/発表者名
      中川 友進,井上 朝哉,勝井 辰博,和田 良太,鈴木 博善
    • 学会等名
      JpGU
  • [学会発表] Experimental and Numerical Studies on Behavior of Rotating Model Drill Pipe in Uniform Flow2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyoshi Suzuki, Tomoya Inoue, Tokihiro Katsui, Ryota Wada, Keita Tsuchiya, Yusuke Notani, Keita Ishida, Taito Koga
    • 学会等名
      Proceedings of the International Society of Offshore and Polar Engineers
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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