2013 Fiscal Year Annual Research Report
水圧破砕とコア変形原理を統合した自己補償型深部地殻応力測定法の構築と実用化
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24246147
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
伊藤 高敏 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (00184664)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 浩之 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (60610178)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 地殻工学 / 地殻応力計測 / 水圧破砕 / BABHY方式 / 大深度 |
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| Research Abstract |
本研究で検討する水圧破砕地殻応力計測法では、通常の水圧破砕と異なり、本体の坑井ではなく、坑底に小坑径で長さが数 m程度の試験孔（ベビー孔）を新たに掘削し、その中で試験を実施する。水圧破砕に用いる坑内ツールは、ワイヤーラインを介した通信により、リアルタイムの制御とデータ取得が可能なものとする。抑留を回避するため、同ツールおよびベビー孔掘削のためのツールは全てドリルパイプ内を昇降させる。これを具体化し，本研究で作成するツールの仕様として、本体孔井をHQサイズ（φ98）、ベビー孔をBQサイズ（φ60）とし、深度2 km以上で100℃以上の泥水環境で使用でき、さらに、作業を容易にするため、試験ツールが1個あたり3 m未満の5つのユニットに分解され、それらを坑井入口で組み立てられる構造とすることにした。これに従い、初めの平成24年度に油圧供給およびキャリパーの2つのユニットを作成した。そして平成25年度には、測定制御・電圧供給、油圧水圧変換およびパッカーの機能を有する各ユニットの構造と仕様を検討し､それらを実際に作成した。一方、水圧破砕試験で得られたデータを補間し、地殻応力評価結果の信頼性を向上させるためにコア変形法を水圧破砕法と併用して用いることを本研究では想定している。しかし、コア変形法は原理の提案に留まり、理論的及び実験的な検証が不十分であった。そこで、提案者と共同して様々な検証を行っている。その一環として平成25年度には、刃先の形状と構造が異なる4つのコアビットそれぞれを用いて、一軸荷重を受ける試験片を掘削した場合のコア形状を室内実験で比較した。その結果、コア形状がビットによって変化すること、そして、その原因が内側の刃でコア表面が削られるためであることを明らかにした。また、実験結果と有限要素に基づく解析結果の比較により、コア変形が弾性的に起きていることを実証した。
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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
提案する手法の心臓部となる機器の開発およびコア変形法の検証が予定通りに進められた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の最終目的は新たな手法を実用化まで持っていくことである。この最終目標に到達するには、理論および室内実験に基づく検討のみならず、研究機関および民間企業において坑井掘削および坑井を使った計測を携わった方々の経験を組み込むことが必要不可欠である。そこでJAMSTECを初めとする研究機関および民間企業との協力関係を維持して研究を進めて行く。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Determination of Stress State in Deep Subsea Formation by Combination of Hydraulic Fracturing In-situ Test and Core Analysis - A Case Study in the IODP Expedition 319 -2013
Author(s)
Ito, T., Funato, A., Lin, W., Doan, M.-L., Boutt, D.F., Kano, Y., Ito, H., Saffer, D., McNeil, L.C., Byrne, T., Moe, K.-T.
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Journal Title
J. Geophys Res.
Volume: 118
Pages: 1203-1215
DOI
Peer Reviewed
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