| 研究概要 |
海洋掘削においては船体動揺のドリルパイプ伝搬により二つの問題が生じる。一つは変動軸応力の発生によるドリルパイプ上端の強度問題である。他方は,掘削面でのドリルビット接地圧変動により生じるStick-Slip現象である。Stick-Slipが発生するとドリルビットが損傷するだけでなく,孔壁の崩壊による掘削作業の中止,もしくは掘削可能であっても掘削地層が粉砕されるため科学掘削で重要となる試料の採取が出来ない。
地球深部探査船「ちきゅう」の掘削制御監視装置に,データ取得装置を接続し,実海域での掘削作業中における掘削データの取得を行った。そして,その掘削データの分析を行い必要データの抽出を行い,掘削作業効率化に関する研究を行った。
まずは第一の問題である変動軸応力に関して,ドリルパイプ上端の張力変動をもとに実際に作用する応力の統計値(有義値)の考察を行い,従来の理論解析との比較を実施した。
また,Stick-Slip抑制の一つの手段として,ヒーブ・コンペンセータによる船体動揺のドリルパイプへの伝搬抑制が挙げられる。実際に「ちきゅう」にも装備されている。しかし,その特性については十分把握されていない。そこで,ヒーブ・コンペンセータに関する実海域データの取得を行い,船体動揺およびコンペンセータの作動について統計解析し,コンペンセータの海域試験中での動揺の伝搬抑制性能,および位相差や船体動揺に依存する作動特性についての研究を実施した。
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