JP2003083494A - ガスハイドレート搬送装置 - Google Patents
ガスハイドレート搬送装置Info
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/0099—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00 specially adapted for drilling for or production of natural hydrate or clathrate gas reservoirs; Drilling through or monitoring of formations containing gas hydrates or clathrates
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 地中に存在するガスハイドレートを効率よ
く、かつ安全に採掘する。 【解決手段】 ガスハイドレート、ガスおよび水が混在
する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレー
ト搬送装置において、ハイドレート用配管４の内側に多
孔板からなる円筒体１０を内壁から離間させて配置する
とともに、ハイドレート用配管４の内壁と多孔体１０と
の間の空間１１から排水するポンプ１２を設けた。
く、かつ安全に採掘する。 【解決手段】 ガスハイドレート、ガスおよび水が混在
する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレー
ト搬送装置において、ハイドレート用配管４の内側に多
孔板からなる円筒体１０を内壁から離間させて配置する
とともに、ハイドレート用配管４の内壁と多孔体１０と
の間の空間１１から排水するポンプ１２を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地中に存在するガ
スハイドレートを採掘する技術に関し、特に掘削したガ
スハイドレートを含む流体を配管を通じて搬送する技術
に関する。
スハイドレートを採掘する技術に関し、特に掘削したガ
スハイドレートを含む流体を配管を通じて搬送する技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスハイドレートとは、気体ガス分子と
水分子とからなる氷状の個体物質である。いうまでもな
く水分子は１個の酸素原子と２個の水素原子とからなる
が、液体の状態では複数の水分子が結合したり離れたり
しており、数十個の水分子が結合した状態はクラスター
（駕籠）構造と呼ばれる。クラスター構造は液体の状態
では不安定であるが、加圧したり冷却したりすると安定
し、クラスター構造を構成する水分子の数も増加する。
水分子とからなる氷状の個体物質である。いうまでもな
く水分子は１個の酸素原子と２個の水素原子とからなる
が、液体の状態では複数の水分子が結合したり離れたり
しており、数十個の水分子が結合した状態はクラスター
（駕籠）構造と呼ばれる。クラスター構造は液体の状態
では不安定であるが、加圧したり冷却したりすると安定
し、クラスター構造を構成する水分子の数も増加する。
【０００３】ここに十分な気体分子が存在すると、駕籠
状になった空隙の内側に気体分子が取り込まれて水和物
が生成される。クラスター構造の空隙に気体分子を取り
込んだものはガスハイドレートと呼ばれ、特にメタン分
子を取り込んだものはメタンハイドレートと呼ばれる。
状になった空隙の内側に気体分子が取り込まれて水和物
が生成される。クラスター構造の空隙に気体分子を取り
込んだものはガスハイドレートと呼ばれ、特にメタン分
子を取り込んだものはメタンハイドレートと呼ばれる。
【０００４】主にメタンを多く含むガスハイドレート、
すなわちメタンハイドレートは、自然界では永久凍土の
下や水深５００ｍ前後以深の海底地盤中に存在すること
が明らかになっている。その埋蔵量は非常に膨大で、従
来の化石燃料に替わる次世代のエネルギー資源として大
きな期待が寄せられている。
すなわちメタンハイドレートは、自然界では永久凍土の
下や水深５００ｍ前後以深の海底地盤中に存在すること
が明らかになっている。その埋蔵量は非常に膨大で、従
来の化石燃料に替わる次世代のエネルギー資源として大
きな期待が寄せられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】メタンハイドレートの
存在は、海底の音波探査や試掘等によって裏付けられて
いるが、その特異な性状から、石油や天然ガス等の従来
の化石燃料とは異なる独自の掘削技術を確立する必要が
ある。
存在は、海底の音波探査や試掘等によって裏付けられて
いるが、その特異な性状から、石油や天然ガス等の従来
の化石燃料とは異なる独自の掘削技術を確立する必要が
ある。
【０００６】例えば、採掘しようとしているのはメタン
ガスやその他の有用なガスであって、水は不要なもので
あるが、有用なガスと結び付いてハイドレートを形成し
ているために、これを海上まで引き上げるのに大きなエ
ネルギーを消費することになる。しかしながら、メタン
ハイドレートの氷塊を海上から海底に垂下した配管を通
じて吸い上げようとすると、海上に近づくにつれて周囲
の温度が上昇することもあり、メタンハイドレートが分
解して水の濃度が高まる。つまり、利用価値のない水を
吸い上げるために無駄なエネルギーを消費することにな
るのである。
ガスやその他の有用なガスであって、水は不要なもので
あるが、有用なガスと結び付いてハイドレートを形成し
ているために、これを海上まで引き上げるのに大きなエ
ネルギーを消費することになる。しかしながら、メタン
ハイドレートの氷塊を海上から海底に垂下した配管を通
じて吸い上げようとすると、海上に近づくにつれて周囲
の温度が上昇することもあり、メタンハイドレートが分
解して水の濃度が高まる。つまり、利用価値のない水を
吸い上げるために無駄なエネルギーを消費することにな
るのである。
【０００７】また、配管を通じてメタンハイドレートの
氷塊を吸い上げようとすると、配管の継ぎ目等で氷塊ど
うしが凍り付いて閉塞することも予想される。配管の内
部に詰まりが生じると、これを解消するには多大なエネ
ルギーを必要とするばかりでなく、掘削の設備に大きな
ダメージを与えることになりかねないので大変危険であ
る。
氷塊を吸い上げようとすると、配管の継ぎ目等で氷塊ど
うしが凍り付いて閉塞することも予想される。配管の内
部に詰まりが生じると、これを解消するには多大なエネ
ルギーを必要とするばかりでなく、掘削の設備に大きな
ダメージを与えることになりかねないので大変危険であ
る。
【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、地中に存在するガスハイドレートを効率よく、
かつ安全に採掘することを目的としている。
であり、地中に存在するガスハイドレートを効率よく、
かつ安全に採掘することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成を採用する。すなわち
本発明に係る請求項１記載のガスハイドレート搬送装置
は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の
流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置
であって、前記配管の内壁から離間した位置に長さ方向
を揃えて筒状体を設置するとともに、前記配管の内部か
ら排水する排水手段を設けたことを特徴とする。
めの手段として、次のような構成を採用する。すなわち
本発明に係る請求項１記載のガスハイドレート搬送装置
は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の
流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置
であって、前記配管の内壁から離間した位置に長さ方向
を揃えて筒状体を設置するとともに、前記配管の内部か
ら排水する排水手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】請求項２記載のガスハイドレート搬送装置
は、請求項１記載のガスハイドレート搬送装置におい
て、前記配管の内壁から離間した位置に長さ方向を揃え
て筒状体を設置するとともに、該筒状体の側面に多数の
開口部を形成したことを特徴とする。
は、請求項１記載のガスハイドレート搬送装置におい
て、前記配管の内壁から離間した位置に長さ方向を揃え
て筒状体を設置するとともに、該筒状体の側面に多数の
開口部を形成したことを特徴とする。
【００１１】請求項３記載のガスハイドレート搬送装置
は、請求項１または２記載のガスハイドレート搬送装置
において、前記筒状体よりも上流に、前記流体の流れに
旋回流を与える旋回流付与手段を設けたことを特徴とす
る。
は、請求項１または２記載のガスハイドレート搬送装置
において、前記筒状体よりも上流に、前記流体の流れに
旋回流を与える旋回流付与手段を設けたことを特徴とす
る。
【００１２】本発明においては、配管内部を流通する流
体において、密度と速度分布の関係から、密度の大きい
ものほど管の内壁近くを流れ、密度の小さいものほど管
の中央を流れようとする。そこでこの性質を利用して、
ガスハイドレート、ガス、水のうち比較的密度の小さい
ガスとガスハイドレートとが配管の中心を、密度の大き
い水が配管の内壁に沿って流れるようにする。そして、
内壁に沿って流れる水を外部に排出すると、配管を流れ
る流体中の水の濃度が下がる。
体において、密度と速度分布の関係から、密度の大きい
ものほど管の内壁近くを流れ、密度の小さいものほど管
の中央を流れようとする。そこでこの性質を利用して、
ガスハイドレート、ガス、水のうち比較的密度の小さい
ガスとガスハイドレートとが配管の中心を、密度の大き
い水が配管の内壁に沿って流れるようにする。そして、
内壁に沿って流れる水を外部に排出すると、配管を流れ
る流体中の水の濃度が下がる。
【００１３】さらに、本発明においては、配管の内部に
長さ方向を揃えて筒状体を設置し、比較的密度の小さい
ガスとガスハイドレートが筒状体の内側を、密度の大き
い水が筒状体の外側を流れるようにするとともに、筒状
体の側面に多数の開口部を形成することが望ましい。例
えば、筒状体を多孔板や網状のメッシュ材で製作する。
これによると、配管の中央から外側に水の移動が容易に
行われて水の分離効率が高まる。また、本発明において
は、筒状体よりも上流に、流体の流れに旋回流を与える
旋回流付与手段を設けることが望ましい。これによる
と、遠心力が作用することにより密度の大きい水が外側
に移動しようとする力が強められて水の分離効率がさら
に高まる。
長さ方向を揃えて筒状体を設置し、比較的密度の小さい
ガスとガスハイドレートが筒状体の内側を、密度の大き
い水が筒状体の外側を流れるようにするとともに、筒状
体の側面に多数の開口部を形成することが望ましい。例
えば、筒状体を多孔板や網状のメッシュ材で製作する。
これによると、配管の中央から外側に水の移動が容易に
行われて水の分離効率が高まる。また、本発明において
は、筒状体よりも上流に、流体の流れに旋回流を与える
旋回流付与手段を設けることが望ましい。これによる
と、遠心力が作用することにより密度の大きい水が外側
に移動しようとする力が強められて水の分離効率がさら
に高まる。
【００１４】請求項４記載のガスハイドレート搬送装置
は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の
流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置
であって、前記配管内部の流体の温度を検出する温度検
出手段と、該温度検出手段の検出結果に基づいて前記流
体を加熱する加熱手段とを備えることを特徴とする。
は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の
流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置
であって、前記配管内部の流体の温度を検出する温度検
出手段と、該温度検出手段の検出結果に基づいて前記流
体を加熱する加熱手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】請求項５記載のガスハイドレート搬送装置
は、請求項４記載のガスハイドレート搬送装置におい
て、前記加熱手段が、前記配管の内部に設けられた熱媒
の導通路と、該導通路に前記熱媒を循環させるポンプ
と、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記熱媒を
加熱する加熱器とを備えることを特徴とする。
は、請求項４記載のガスハイドレート搬送装置におい
て、前記加熱手段が、前記配管の内部に設けられた熱媒
の導通路と、該導通路に前記熱媒を循環させるポンプ
と、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記熱媒を
加熱する加熱器とを備えることを特徴とする。
【００１６】本発明においては、配管内部の流体の温度
が閉塞を起こし易い温度に低下しないように、これを検
知して流体を加熱することにより、配管内部の閉塞が防
止される。
が閉塞を起こし易い温度に低下しないように、これを検
知して流体を加熱することにより、配管内部の閉塞が防
止される。
【００１７】請求項６記載のガスハイドレート搬送装置
は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の
流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置
であって、前記配管を複数のパートに分け、各パートご
とに前記流体の圧力を検出する圧力検出手段を設置し、
該圧力検出手段の検出結果に基づいて閉塞の有無と閉塞
が起きたパートを特定することを特徴とする。
は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の
流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置
であって、前記配管を複数のパートに分け、各パートご
とに前記流体の圧力を検出する圧力検出手段を設置し、
該圧力検出手段の検出結果に基づいて閉塞の有無と閉塞
が起きたパートを特定することを特徴とする。
【００１８】請求項７記載のガスハイドレート搬送装置
は、請求項６記載のガスハイドレート搬送装置におい
て、前記各パートごとに前記流体を加熱する加熱手段を
設置し、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて特定さ
れたパート内部の流体を加熱することを特徴とする。
は、請求項６記載のガスハイドレート搬送装置におい
て、前記各パートごとに前記流体を加熱する加熱手段を
設置し、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて特定さ
れたパート内部の流体を加熱することを特徴とする。
【００１９】本発明においては、あるパートの前後で大
きく圧力が異なれば（上流側で高圧、下流側で低圧とな
る）、当該のパートで閉塞が生じたと特定される。ひと
たび閉塞が生じれば、当該のパート内部の流体を加熱す
ることにより、閉塞が解消される。
きく圧力が異なれば（上流側で高圧、下流側で低圧とな
る）、当該のパートで閉塞が生じたと特定される。ひと
たび閉塞が生じれば、当該のパート内部の流体を加熱す
ることにより、閉塞が解消される。
【００２０】請求項８記載のガスハイドレート搬送装置
は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の
流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置
であって、前記配管を複数のパートに分け、各パートご
とに前記流体の温度を検出する温度検出手段と前記流体
を加熱する加熱手段とを設置し、前記温度検出手段の検
出結果に基づいて前記各パートごとに前記流体を加熱す
ることを特徴とする。
は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の
流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置
であって、前記配管を複数のパートに分け、各パートご
とに前記流体の温度を検出する温度検出手段と前記流体
を加熱する加熱手段とを設置し、前記温度検出手段の検
出結果に基づいて前記各パートごとに前記流体を加熱す
ることを特徴とする。
【００２１】本発明においては、各パートごとに流体の
温度を検出し、閉塞を起こし易い温度に低下したパート
があればこのパートの内部を流れる流体を加熱すること
により、配管内部の閉塞が防止される。
温度を検出し、閉塞を起こし易い温度に低下したパート
があればこのパートの内部を流れる流体を加熱すること
により、配管内部の閉塞が防止される。
【００２２】請求項９記載のガスハイドレート搬送装置
は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の
流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置
であって、前記配管の途中に前記流体を一時的に貯留し
て前記ガスハイドレートの分解を促す空間を設け、該空
間に溜まる水を外部に排出し、ガスを前記配管を通じて
搬送することを特徴とする。
は、ガスハイドレート、ガスおよび水が混在する状態の
流体を配管を通じて搬送するガスハイドレート搬送装置
であって、前記配管の途中に前記流体を一時的に貯留し
て前記ガスハイドレートの分解を促す空間を設け、該空
間に溜まる水を外部に排出し、ガスを前記配管を通じて
搬送することを特徴とする。
【００２３】本発明においては、流体の一時的な溜まり
を設けてガスハイドレートの分解を促し、余剰の水は外
部に排出することにより、その先にはガスのみもしくは
ガスの濃度が高まった流体が搬送される。
を設けてガスハイドレートの分解を促し、余剰の水は外
部に排出することにより、その先にはガスのみもしくは
ガスの濃度が高まった流体が搬送される。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明に係るガスハイドレート搬
送装置の第１の実施形態を図１および図２に示して説明
する。図１には海底地盤に埋蔵された主にメタンを多く
含むガスハイドレート（すなわちメタンハイドレート）
およびメタンを主成分とする天然ガスを掘削する洋上施
設を示す。図において符号１は洋上に設置されたプラッ
トフォーム、２は採掘されたメタンハイドレートを脱水
して濃度を高める高濃度化設備、３は採掘されたメタン
ガスからメタンハイドレートを生成する生成設備、４は
地中のハイドレート層Ｈからメタンハイドレートを導通
するハイドレート用配管、５は地中のガス層からメタン
ガスを導通するガス用配管である。プラットフォーム１
上で高濃度化もしくは生成されたメタンハイドレート
は、専用の輸送船６によって海上を輸送され、陸地に設
けられた貯蔵施設７に蓄えられる。
送装置の第１の実施形態を図１および図２に示して説明
する。図１には海底地盤に埋蔵された主にメタンを多く
含むガスハイドレート（すなわちメタンハイドレート）
およびメタンを主成分とする天然ガスを掘削する洋上施
設を示す。図において符号１は洋上に設置されたプラッ
トフォーム、２は採掘されたメタンハイドレートを脱水
して濃度を高める高濃度化設備、３は採掘されたメタン
ガスからメタンハイドレートを生成する生成設備、４は
地中のハイドレート層Ｈからメタンハイドレートを導通
するハイドレート用配管、５は地中のガス層からメタン
ガスを導通するガス用配管である。プラットフォーム１
上で高濃度化もしくは生成されたメタンハイドレート
は、専用の輸送船６によって海上を輸送され、陸地に設
けられた貯蔵施設７に蓄えられる。
【００２５】本発明に係るガスハイドレート搬送装置
は、ハイドレート用配管４に設けられる。ハイドレート
用配管４では、メタンハイドレートＭＨ、メタンガスｇ
および水Ｗが混在する状態の流体が搬送されるが、図２
に示すように、ハイドレート用配管４の下端に近い位置
には、断面円形のハイドレート用配管４の内壁から離間
した位置に長さ方向を揃えて、さらに中心を一致させて
円筒体（筒状体）１０が設置されている。円筒体１０
は、上下端を漏斗状に拡大されてハイドレート用配管４
の内壁に固定されている。円筒体１０は多孔板を加工し
たもので、側面には多数の孔（開口部）１０ａが形成さ
れている。
は、ハイドレート用配管４に設けられる。ハイドレート
用配管４では、メタンハイドレートＭＨ、メタンガスｇ
および水Ｗが混在する状態の流体が搬送されるが、図２
に示すように、ハイドレート用配管４の下端に近い位置
には、断面円形のハイドレート用配管４の内壁から離間
した位置に長さ方向を揃えて、さらに中心を一致させて
円筒体（筒状体）１０が設置されている。円筒体１０
は、上下端を漏斗状に拡大されてハイドレート用配管４
の内壁に固定されている。円筒体１０は多孔板を加工し
たもので、側面には多数の孔（開口部）１０ａが形成さ
れている。
【００２６】また、ハイドレート用配管４には、開閉弁
Ｖを介して円筒体１０との間に形成される空間１１から
水を排出するポンプ（排出手段）１２が設けられてい
る。
Ｖを介して円筒体１０との間に形成される空間１１から
水を排出するポンプ（排出手段）１２が設けられてい
る。
【００２７】上記のように構成されたガスハイドレート
搬送装置においては、ハイドレート用配管４の内部を流
通する流体において、密度と速度分布の関係から、密度
の大きいものほど管の内壁近くを流れ、密度の小さいも
のほど管の中央を流れようとする性質を利用する。詳述
すると、ハイドレート用配管４の内部を流通する流体に
は、内壁との摩擦等から、管の中央ほど流速が高く、内
壁に近いほど流速が低くなる速度分布が生まれる。ここ
で、ある任意の断面について考えると、管の中央と周辺
（内壁近く）では流体のもつエネルギーは一定と考えら
れるから、管の中央を流れる流体の密度をρ１、流速を
ｖ１とし、周辺を流れる流体の密度をρ２、流速をｖ２
とすると、ρ１×ｖ１2／２＝ρ２×ｖ２2／２となる。
ここで、ｖ１＞ｖ２であるから、上記関係式を満たすに
はρ１＜ρ２が絶対条件となる。つまり、管の中央を密
度の比較的小さいメタンガスとメタンハイドレートとが
流れ、周辺を密度の大きい水が流れるようになるのであ
る。
搬送装置においては、ハイドレート用配管４の内部を流
通する流体において、密度と速度分布の関係から、密度
の大きいものほど管の内壁近くを流れ、密度の小さいも
のほど管の中央を流れようとする性質を利用する。詳述
すると、ハイドレート用配管４の内部を流通する流体に
は、内壁との摩擦等から、管の中央ほど流速が高く、内
壁に近いほど流速が低くなる速度分布が生まれる。ここ
で、ある任意の断面について考えると、管の中央と周辺
（内壁近く）では流体のもつエネルギーは一定と考えら
れるから、管の中央を流れる流体の密度をρ１、流速を
ｖ１とし、周辺を流れる流体の密度をρ２、流速をｖ２
とすると、ρ１×ｖ１2／２＝ρ２×ｖ２2／２となる。
ここで、ｖ１＞ｖ２であるから、上記関係式を満たすに
はρ１＜ρ２が絶対条件となる。つまり、管の中央を密
度の比較的小さいメタンガスとメタンハイドレートとが
流れ、周辺を密度の大きい水が流れるようになるのであ
る。
【００２８】このような性質から、ハイドレート用配管
４の内部では、円筒体１０の内側をメタンガスｇとメタ
ンハイドレートＭＨが流れ、空間１１を水が流れるよう
になる。そこで、空間１１を流れる水をポンプ１２で外
部に排出すると、ハイドレート用配管４を流れる流体中
の水の濃度が下がる。
４の内部では、円筒体１０の内側をメタンガスｇとメタ
ンハイドレートＭＨが流れ、空間１１を水が流れるよう
になる。そこで、空間１１を流れる水をポンプ１２で外
部に排出すると、ハイドレート用配管４を流れる流体中
の水の濃度が下がる。
【００２９】これによると、利用価値のない水を吸い上
げるために消費するエネルギーを節約することができ、
メタンハイドレートの掘削を効率よく実施することがで
きる。
げるために消費するエネルギーを節約することができ、
メタンハイドレートの掘削を効率よく実施することがで
きる。
【００３０】なお、本実施形態のハイドレート搬送装置
は、ハイドレート用配管４の下端に限らずいずれの場所
に設置されても効果を発揮する。また、ハイドレート用
配管４に複数のハイドレート搬送装置を設置するとより
効果的である。
は、ハイドレート用配管４の下端に限らずいずれの場所
に設置されても効果を発揮する。また、ハイドレート用
配管４に複数のハイドレート搬送装置を設置するとより
効果的である。
【００３１】次に、本発明に係るガスハイドレート搬送
装置の第２の実施形態を図３に示して説明する。なお、
上記第１の実施形態において既に説明した構成要素には
同一符号を付して説明は省略する。本実施形態において
は、円筒体１０よりも上流、すなわちハイドレート用配
管４の下端側に、流体の流れに旋回流を与える旋回機
（旋回流付与手段）１３が設けられている。旋回機１３
は、管の内壁に沿って周方向一方に流れを作ることによ
って旋回流を生み出す装置である。
装置の第２の実施形態を図３に示して説明する。なお、
上記第１の実施形態において既に説明した構成要素には
同一符号を付して説明は省略する。本実施形態において
は、円筒体１０よりも上流、すなわちハイドレート用配
管４の下端側に、流体の流れに旋回流を与える旋回機
（旋回流付与手段）１３が設けられている。旋回機１３
は、管の内壁に沿って周方向一方に流れを作ることによ
って旋回流を生み出す装置である。
【００３２】これによると、旋回流を与えられることに
より流体を構成する各要素に遠心力が作用し、密度の大
きい水が外側に移動しようとする力が強められて水の分
離効率がさらに高まるので、メタンハイドレートの掘削
をさらに効率よく実施することができる。
より流体を構成する各要素に遠心力が作用し、密度の大
きい水が外側に移動しようとする力が強められて水の分
離効率がさらに高まるので、メタンハイドレートの掘削
をさらに効率よく実施することができる。
【００３３】次に、本発明に係るガスハイドレート搬送
装置の第３の実施形態を図４に示して説明する。なお、
上記の各実施形態において既に説明した構成要素には同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態において
は、ハイドレート用配管４が二重管構造とされ、内側の
管４ａのさらに内側を流体が流れるようになっている。
そして、本実施形態のガスハイドレート搬送装置は、管
４ａ内部の流体の温度を検出する温度検出手段２０と、
温度検出手段２０の検出結果に基づいて流体を加熱する
加熱手段２１とを備えて構成されている。
装置の第３の実施形態を図４に示して説明する。なお、
上記の各実施形態において既に説明した構成要素には同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態において
は、ハイドレート用配管４が二重管構造とされ、内側の
管４ａのさらに内側を流体が流れるようになっている。
そして、本実施形態のガスハイドレート搬送装置は、管
４ａ内部の流体の温度を検出する温度検出手段２０と、
温度検出手段２０の検出結果に基づいて流体を加熱する
加熱手段２１とを備えて構成されている。
【００３４】加熱手段２１は、内側の管４ａと外側の管
４ｂとの間の空間２２を熱媒である温水の導通路とし、
空間２２を一部とする温水の循環経路２３の途中に設け
られたポンプ２４と、温水を加熱する加熱器２５とを備
えている。
４ｂとの間の空間２２を熱媒である温水の導通路とし、
空間２２を一部とする温水の循環経路２３の途中に設け
られたポンプ２４と、温水を加熱する加熱器２５とを備
えている。
【００３５】このガスハイドレート搬送装置において
は、管４ａ内部の流体の温度がある温度より低下した
ら、加熱器２５を作動させて温水を加熱し、加熱された
温水を空間２２に流すことでハイドレート用配管４内部
を一定の温度に保つ。
は、管４ａ内部の流体の温度がある温度より低下した
ら、加熱器２５を作動させて温水を加熱し、加熱された
温水を空間２２に流すことでハイドレート用配管４内部
を一定の温度に保つ。
【００３６】これによると、加熱器２５を作動させる温
度を、ハイドレート用配管４内部の流体の温度が閉塞を
起こし易い温度より高めに設定しておくことで、メタン
ハイドレートの凍結による閉塞を防止することができ、
これによってメタンハイドレートの掘削を安全かつ円滑
に進めることができる。
度を、ハイドレート用配管４内部の流体の温度が閉塞を
起こし易い温度より高めに設定しておくことで、メタン
ハイドレートの凍結による閉塞を防止することができ、
これによってメタンハイドレートの掘削を安全かつ円滑
に進めることができる。
【００３７】なお、本実施形態のハイドレート搬送装置
は、ハイドレート用配管４を複数のパートに分け、各パ
ートに個々にハイドレート搬送装置を設置するとより効
果的である。
は、ハイドレート用配管４を複数のパートに分け、各パ
ートに個々にハイドレート搬送装置を設置するとより効
果的である。
【００３８】次に、本発明に係るガスハイドレート搬送
装置の第４の実施形態を図５に示して説明する。なお、
上記の各実施形態において既に説明した構成要素には同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態において
は、二重構造のハイドレート用配管４に、長さ方向に分
割された複数のパートａ，ｂ，ｃ…が設定され、各パー
ト毎に内部の流体の圧力を検出する圧力検出手段３０が
設置されている。また、各パート毎に上記と同様の加熱
手段２１が設置されるとともに、圧力検出手段３０の検
出結果に基づいて閉塞が起きたパートの加熱手段２１を
作動させる制御部３１が設置されている。
装置の第４の実施形態を図５に示して説明する。なお、
上記の各実施形態において既に説明した構成要素には同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態において
は、二重構造のハイドレート用配管４に、長さ方向に分
割された複数のパートａ，ｂ，ｃ…が設定され、各パー
ト毎に内部の流体の圧力を検出する圧力検出手段３０が
設置されている。また、各パート毎に上記と同様の加熱
手段２１が設置されるとともに、圧力検出手段３０の検
出結果に基づいて閉塞が起きたパートの加熱手段２１を
作動させる制御部３１が設置されている。
【００３９】このガスハイドレート搬送装置において
は、あるパートの前後で大きく圧力が異なれば、当該の
パートで閉塞が生じた、もしくは閉塞が生じつつある状
態にあると特定される。ひとたびこの状態が特定されれ
ば、当該のパートに設置された加熱手段２１を作動さ
せ、内部の流体を加熱する。
は、あるパートの前後で大きく圧力が異なれば、当該の
パートで閉塞が生じた、もしくは閉塞が生じつつある状
態にあると特定される。ひとたびこの状態が特定されれ
ば、当該のパートに設置された加熱手段２１を作動さ
せ、内部の流体を加熱する。
【００４０】これによると、閉塞を生じたか生じつつあ
るパートを加熱することで、メタンハイドレートの凍結
による閉塞を防止することができ、これによってメタン
ハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進めることができ
る。
るパートを加熱することで、メタンハイドレートの凍結
による閉塞を防止することができ、これによってメタン
ハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進めることができ
る。
【００４１】本実施形態においては、各加熱手段２１に
温度検出手段２０を組み合わせ、第３の実施形態のガス
ハイドレート搬送装置を構成し、温度検出による閉塞防
止と圧力検出による閉塞防止を同時に行うとさらに効果
的である。
温度検出手段２０を組み合わせ、第３の実施形態のガス
ハイドレート搬送装置を構成し、温度検出による閉塞防
止と圧力検出による閉塞防止を同時に行うとさらに効果
的である。
【００４２】次に、本発明に係るガスハイドレート搬送
装置の第５の実施形態を図６に示して説明する。なお、
上記の各実施形態において既に説明した構成要素には同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態において
は、ハイドレート配管４の途中に、流体を一時的に貯留
する空間４０を有する函体４１が設けられている。函体
４１には、内部に溜まった流体を加熱する加熱器４２が
設けられるとともに、空間４０に溜まった水を外部に排
出するポンプ４３が設けられている。
装置の第５の実施形態を図６に示して説明する。なお、
上記の各実施形態において既に説明した構成要素には同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態において
は、ハイドレート配管４の途中に、流体を一時的に貯留
する空間４０を有する函体４１が設けられている。函体
４１には、内部に溜まった流体を加熱する加熱器４２が
設けられるとともに、空間４０に溜まった水を外部に排
出するポンプ４３が設けられている。
【００４３】このハイドレート搬送装置においては、ハ
イドレート用配管４を通じて空間４０まで吸い上げられ
た流体が一時的に停留するので、その間にこの流体を加
熱してメタンハイドレートを分解する。そして、増加す
る水を空間４０からポンプ４３で外部に排出し、残った
メタンガスもしくはメタンガスの濃度が高まった流体を
さらに上方に搬送する。
イドレート用配管４を通じて空間４０まで吸い上げられ
た流体が一時的に停留するので、その間にこの流体を加
熱してメタンハイドレートを分解する。そして、増加す
る水を空間４０からポンプ４３で外部に排出し、残った
メタンガスもしくはメタンガスの濃度が高まった流体を
さらに上方に搬送する。
【００４４】これによると、利用価値のない水を吸い上
げるために消費するエネルギーを節約することができ、
メタンハイドレートの掘削を効率よく実施することがで
きる。
げるために消費するエネルギーを節約することができ、
メタンハイドレートの掘削を効率よく実施することがで
きる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガスハイドレート、ガス、水のうち比較的密度の小さい
ガスとガスハイドレートが筒状体の内側を、密度の大き
い水が筒状体の外側を流れるようにし、筒状体の配管の
内壁と筒状体との間を流れる水を外部に排出することに
よって配管を流れる流体中の水の濃度が下げられるの
で、利用価値のない水を吸い上げるために消費するエネ
ルギーを節約することができ、これによってガスハイド
レートの掘削を効率よく実施することができる。
ガスハイドレート、ガス、水のうち比較的密度の小さい
ガスとガスハイドレートが筒状体の内側を、密度の大き
い水が筒状体の外側を流れるようにし、筒状体の配管の
内壁と筒状体との間を流れる水を外部に排出することに
よって配管を流れる流体中の水の濃度が下げられるの
で、利用価値のない水を吸い上げるために消費するエネ
ルギーを節約することができ、これによってガスハイド
レートの掘削を効率よく実施することができる。
【００４６】本発明によれば、配管内部の流体の温度が
閉塞を起こし易い温度に低下しないように、これを検知
して流体を加熱することにより、配管内部の閉塞を防止
することができ、これによってガスハイドレートの掘削
を安全かつ円滑に進めることができる。
閉塞を起こし易い温度に低下しないように、これを検知
して流体を加熱することにより、配管内部の閉塞を防止
することができ、これによってガスハイドレートの掘削
を安全かつ円滑に進めることができる。
【００４７】本発明によれば、圧力の相違により閉塞を
生じたか生じつつあると特定されたパートを加熱するこ
とにより、配管内部の閉塞を防止することができ、これ
によってメタンハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進
めることができる。
生じたか生じつつあると特定されたパートを加熱するこ
とにより、配管内部の閉塞を防止することができ、これ
によってメタンハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進
めることができる。
【００４８】本発明によれば、各パートごとに流体の温
度を検出し、閉塞を起こし易い温度に低下したパートが
あればこのパートの内部を流れる流体を加熱することに
より、、配管内部の閉塞を防止することができ、これに
よってメタンハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進め
ることができる。
度を検出し、閉塞を起こし易い温度に低下したパートが
あればこのパートの内部を流れる流体を加熱することに
より、、配管内部の閉塞を防止することができ、これに
よってメタンハイドレートの掘削を安全かつ円滑に進め
ることができる。
【００４９】本発明によれば、流体の一時的な溜まりを
設けてガスハイドレートの分解を促し、余剰の水は外部
に排出することにより、その先にはガスのみもしくはガ
スの濃度が高まった流体が搬送されるので、利用価値の
ない水を吸い上げるために消費するエネルギーを節約す
ることができ、これによってガスハイドレートの掘削を
効率よく実施することができる。
設けてガスハイドレートの分解を促し、余剰の水は外部
に排出することにより、その先にはガスのみもしくはガ
スの濃度が高まった流体が搬送されるので、利用価値の
ない水を吸い上げるために消費するエネルギーを節約す
ることができ、これによってガスハイドレートの掘削を
効率よく実施することができる。
【図１】 本発明に係る第１の実施形態を示す図であっ
て、海底地盤に埋蔵されたメタンハイドレートおよび天
然ガスを掘削する洋上施設を示す概略図である。
て、海底地盤に埋蔵されたメタンハイドレートおよび天
然ガスを掘削する洋上施設を示す概略図である。
【図２】 同じく第１の実施形態を示す図であって、ハ
イドレート用配管に設けられたガスハイドレート搬送装
置の構造を示す側断面図である。
イドレート用配管に設けられたガスハイドレート搬送装
置の構造を示す側断面図である。
【図３】 本発明に係る第２の実施形態を示す図であっ
て、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート
搬送装置の構造を示す側断面図である。
て、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート
搬送装置の構造を示す側断面図である。
【図４】 本発明に係る第３の実施形態を示す図であっ
て、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート
搬送装置の構造を示す側断面図である。
て、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート
搬送装置の構造を示す側断面図である。
【図５】 本発明に係る第４の実施形態を示す図であっ
て、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート
搬送装置の構造を示す側断面図である。
て、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート
搬送装置の構造を示す側断面図である。
【図６】 本発明に係る第５の実施形態を示す図であっ
て、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート
搬送装置の構造を示す側断面図である。
て、ハイドレート用配管に設けられたガスハイドレート
搬送装置の構造を示す側断面図である。
４ ハイドレート用配管
１０ 円筒体（筒状体）
１２ ポンプ（排出手段）
１３ 旋回機（旋回流付与手段）
２０ 温度検出手段
２１ 加熱手段
３０ 圧力検出手段
３１ 制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岩崎 省二郎
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
(72)発明者 木村 隆宏
兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１
号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Ｆターム(参考） 3H025 AA00 BA08
4G075 AA02 AA35 AA46 AA63 BB01
BB05 BD16 CA02 DA02 EA06
EB21 EE02 FA01
Claims (9)
- 【請求項１】 ガスハイドレート、ガスおよび水が混在
する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレー
ト搬送装置であって、 前記配管の内部から排水する排水手段を設けたことを特
徴とするガスハイドレート搬送装置。 - 【請求項２】 前記配管の内壁から離間した位置に長さ
方向を揃えて筒状体を設置するとともに、該筒状体の側
面に多数の開口部を形成したことを特徴とする請求項１
記載のガスハイドレート搬送装置。 - 【請求項３】 前記筒状体よりも上流に、前記流体の流
れに旋回流を与える旋回流付与手段を設けたことを特徴
とする請求項１または２記載のガスハイドレート搬送装
置。 - 【請求項４】 ガスハイドレート、ガスおよび水が混在
する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレー
ト搬送装置であって、前記配管内部の流体の温度を検出
する温度検出手段と、該温度検出手段の検出結果に基づ
いて前記流体を加熱する加熱手段とを備えることを特徴
とするガスハイドレート搬送装置。 - 【請求項５】 前記加熱手段が、前記配管の内部に設け
られた熱媒の導通路と、該導通路に前記熱媒を循環させ
るポンプと、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前
記熱媒を加熱する加熱器とを備えることを特徴とする請
求項４記載のガスハイドレート搬送装置。 - 【請求項６】 ガスハイドレート、ガスおよび水が混在
する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレー
ト搬送装置であって、 前記配管を複数のパートに分け、各パートごとに前記流
体の圧力を検出する圧力検出手段を設置し、該圧力検出
手段の検出結果に基づいて閉塞の有無と閉塞が起きたパ
ートを特定することを特徴とするガスハイドレート搬送
装置。 - 【請求項７】 前記各パートごとに前記流体を加熱する
加熱手段を設置し、前記圧力検出手段の検出結果に基づ
いて特定されたパート内部の流体を加熱することを特徴
とする請求項６記載のガスハイドレート搬送装置。 - 【請求項８】 ガスハイドレート、ガスおよび水が混在
する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレー
ト搬送装置であって、 前記配管を複数のパートに分け、各パートごとに前記流
体の温度を検出する温度検出手段と前記流体を加熱する
加熱手段とを設置し、前記温度検出手段の検出結果に基
づいて前記各パートごとに前記流体を加熱することを特
徴とするガスハイドレート搬送装置。 - 【請求項９】 ガスハイドレート、ガスおよび水が混在
する状態の流体を配管を通じて搬送するガスハイドレー
ト搬送装置であって、 前記配管の途中に前記流体を一時的に貯留して前記ガス
ハイドレートの分解を促す空間を設け、該空間に溜まる
水を外部に排出し、ガスを前記配管を通じて搬送するこ
とを特徴とするガスハイドレート搬送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001272545A JP4773647B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | ガスハイドレート搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001272545A JP4773647B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | ガスハイドレート搬送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003083494A true JP2003083494A (ja) | 2003-03-19 |
| JP4773647B2 JP4773647B2 (ja) | 2011-09-14 |
Family
ID=19097903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001272545A Expired - Fee Related JP4773647B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | ガスハイドレート搬送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4773647B2 (ja) |
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-
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- 2001-09-07 JP JP2001272545A patent/JP4773647B2/ja not_active Expired - Fee Related
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