2017 Fiscal Year Annual Research Report
掘削データ融合によるインテリジェント掘削システムの開発
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16H04610
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
井上 朝哉 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球深部探査センター, 主任技術研究員 (10359127)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田原 淳一郎 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (30280366)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ドリルパイプ / 非接触給電・通信同時伝送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
科学掘削航海期間中に、前年度に開発した掘削データ取得装置の長期作動試験を実施し、長期データ取得の信頼性を確認した。また、掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システムや、掘削地層把握を進めるためには、掘削データを入力データとする計測融合演算を行う必要があり、汎用的プログラム言語であるMatlabでの演算を想定し、掘削データのMatlab Libraryとしての読み込みを可能とするインターフェイス・ソフトの開発を行った。
船上掘削データからドリルビット挙動推算、ならびに想定されるコア採取率や掘進率を提示する手法を構築進めた。ドリルビット挙動に関しては、数理モデルの構築、過去に実施した模型試験結果を用いた検証、更には、過去の科学掘削で得られたデータをもとにした検証を進めた。コア採取率に関しては、過去の航海で得られた掘削データとコア採取率を統合したデータベースの構築を進めており、一つの航海において、人工知能技術を活用した相関推定を勧めている。
掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システム構築に向けては、実管疲労試験の結果や表面粗度影響の考察を進めている。また、ライザー掘削時のライザーとドリルパイプの接触解析による応力発現を鑑みた累積疲労解析を実施した。
ケーブル内蔵ドリルパイプ開発に向けては、初年度に得た非接触給電特性を鑑みて、多段式非接触給電で十分な性能を得るために、周期回路理論を適用した新たな非接触給電手法の考案を行った。更に、給電に加えて通信も行う、多段式非接触給電・通信同時伝送の基本特性の把握を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
掘削データ取得装置に関しては、長期連続作動試験による信頼性確認、Matlab Libraryによる読み込みを可能とするソフト開発など、当初計画以上の進展を得た。
船上掘削データからドリルビット挙動推算に関しては、数値モデルの構築や模型実験データや実海域掘削データを元にした検証を進めており、計画通りである。また、船上掘削データからコア採取率の推定に関しては、先進的な情報科学の手法を取り入れ、従来の計画より先進的な展開を図っている。
掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システム構築に向けては、ライザー掘削時のライザーとドリルパイプの接触解析による応力発現を鑑みた累積疲労解析を実施し、監視システム構築に向けて概ね順調な進展である。
ケーブル内蔵ドリルパイプ開発に向けては、平成２８年度の結果を受けて新たな手法の考案を行い、順調な進展を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
掘削データ取得装置に関しては、データを活用した融合解析を効率的に行うために、更なる汎用プログラム言語での読み込みを実現するインターフェイス・ソフトの開発を進める。具体的には、Pythonでの読み込みを行う。
船上掘削データからドリルビット挙動推算に関しては、過去の実海域掘削データを元にした数理モデル検証を行い、掘削データ取得装置で得られたデータを入力データとする計測融合解析へと展開する。また、船上掘削データからコア採取率の推定に関しては、解析に加えて人工知能技術の活用を行う。このためにも、開発した掘削データ取得装置で得られる航海データの分析や学習を行う。
掘削データを用いたドリルパイプ強度監視システム構築に向けては、ライザー掘削時のライザーとドリルパイプの接触解析による応力発現を鑑みた累積疲労解析結果や実管疲労試験結果をもとに、更には、作業中に作用する種々の応力の分類結果をもとに、システム構築を進める。
ケーブル内蔵ドリルパイプ開発に向けては、前年度に考案した新たな手法である、周期回路理論を適用した多段式非接触給電・通信同時伝送技術を用いて、実際のドリルパイプを用いた給電・通信試験を行い、特性の評価を行う。
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