深海底におけるメタンハイドレートの長期生産可能な手法の開発

开发深海海底长期生产甲烷水合物的方法

基本信息

批准号：
14F04369
负责人：
兵動正幸
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

メタンハイドレート（ＭＨ）生産模型実験装置をより効率的に稼働できるよう、供試体の高さを4cmに縮小し実験を行った。その結果、ホスト砂供試体作成に2日間、ハイドレート生成に１0日間、水飽和に10日間、減圧法による実験に3日間で一回の実験が可能なように改良した。改良した実験装置で、メタンガスの代わりに二酸化炭素を用いて、細粒分含有率の異なるホスト砂にハイドレートを生成させ、まずハイドレート生成に伴う、供試体各地点の温度変化を調べた。その結果、ハイドレート生成に伴う温度上昇を確認できた。次に、間隙水圧をハイドレート安定領域よりも外になるまで減圧し、ハイドレートを分解する実験を行った。その結果、ハイドレートの分解に伴う温度の低下とガス圧の上昇を認めることが出来た。細粒分のないホスト砂の場合、供試体全体でほぼ一斉に分解が見られたが、細粒分含有率が高くなると、坑井より遠くなるほど減圧が遅れ、ハイドレートの分解にも遅れが見られた。これらの結果を、高圧平面ひずみせん断試験結果と比較を行ったところ、ほぼ同様の結果が認められた。また、細粒分含有率の高い試料のハイドレートの分解速度を速めるために、坑井から初期に加圧を行い、坑井周辺地盤を撹拌し、周辺の砂の粒度分布を再構成したところ、分解速度は上昇する傾向が認められた。高圧平面ひずみせん断試験装置を使って、加熱法によるハイドレート分解実験を行った。これは、下部ペデスタルに80°Ｃのヒーターを装着し行った。その結果、加熱だけでは供試体全体のハイドレートの分解はできず、下部から水流を加えると全体の分解が可能となった。このことから、減圧法と加熱法の併用がガスハイドレートの生産により有効であることが明らかとなった。

将实验还原为4 cm，以便更有效地操作甲烷水合物（MH）生产模型。结果，它得到了改进，以便可以创建两天的宿主沙质试验，用于生成水合物10天，水饱和10天，并使用降压方法进行一次实验。在改进的实验装置中，使用二氧化碳而不是甲烷气体的植物砂上产生水合物，并首先检查了由于水合产生的各种点的温度变化。结果，确认了由于水合产生而引起的温度升高。接下来，进行了一个实验，通过减少间隙水压，直到水压在高度稳定区域之外，以分解水合物。结果，允许由于水合物分解和气压增加而引起的温度。在没有细粒的宿主沙子的情况下，分解几乎是整个支出中的一个，但是随着细晶粒含量的增加，减压越低，水合物的拆卸越延迟。当将这些结果与高压平面的滤网应变测试结果进行比较时，几乎识别出相同的结果。另外，为了增加水合的分解速度，该水合具有高晶粒含量的高含量比，在早期阶段从坑中加压，搅动坑周围的地面，并重建周围的砂粒粒度分布。分解速度倾向于上升。使用高压平面应变使用加热方法进行水合溶液实验。它与80°C的加热器连接到下基座上。结果，整个探险队的水合不能单独通过加热来拆卸，并且可以通过从底部添加水流来进行整体拆卸。这表明压力减压方法和加热方法的组合由于气体的产生而有效。