JP2014164517A - Medicine addition amount control method and medicine addition amount control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a medicine addition amount control method and a medicine addition amount control device capable of shortening time required for adjusting an amount of addition of medicine to a proper amount.SOLUTION: A medicine addition amount control method is for controlling an amount of addition of medicine to be added to liquid so that the residual concentration at a target spot becomes equal to or more than target concentration at an entrance of a reaction zone, and has: a residual concentration calculation step (S50) of calculating secular change of the residual concentration of the medicine at the target spot when the medicine is added with arbitrary concentration A in the case of assuming that the reaction zone is a perfect mixing type and no medicine is consumed; a residual concentration measurement step (S30) of measuring the secular change of the residual concentration of the medicine at the target spot when the medicine is actually added with the concentration A; and a medicine addition amount determination step (S60) of determining the amount of addition of the medicine based on a residual concentration calculation value in the residual concentration calculation step at a point of time when the residual concentration of the medicine measured in the residual concentration measurement step reaches or is presumed to reach the target concentration.

Description

本発明は、薬剤添加量制御方法および薬剤添加量制御装置に関する。   The present invention relates to a drug addition amount control method and a drug addition amount control apparatus.

従来、薬剤の添加量を制御する技術がある。例えば、特許文献1には、薬液供給装置から所定量の次亜塩素酸ナトリウムが供給されたライン中の液体をサンプリングし、サンプリングした試料における次亜塩素酸ナトリウム濃度の減衰を測定し、該測定データに基づいて薬液供給装置からラインへ供給する次亜塩素酸ナトリウムの供給量を調節することを含むバラスト水の制御方法、並びに、その制御方法を用いたバラスト水処理システムの技術が開示されている。   Conventionally, there is a technique for controlling the amount of drug added. For example, in Patent Document 1, a liquid in a line to which a predetermined amount of sodium hypochlorite is supplied from a chemical supply device is sampled, and the attenuation of the sodium hypochlorite concentration in the sampled sample is measured. Disclosed is a ballast water control method including adjusting the amount of sodium hypochlorite supplied to a line from a chemical supply device based on data, and a ballast water treatment system using the control method. Yes.

特開2012−106224号公報JP 2012-106224 A

薬剤の添加量の制御について、なお改良の余地がある。例えば、薬剤の添加量を適量に調節するために要する時間を短縮できることが望まれている。   There is still room for improvement in the control of the amount of drug added. For example, it is desired to be able to shorten the time required to adjust the added amount of the drug to an appropriate amount.

本発明の目的は、薬剤の添加量を適量に調節するために要する時間を短縮することができる薬剤添加量制御方法および薬剤添加量制御装置を提供することである。   The objective of this invention is providing the chemical | medical agent addition amount control method and chemical | medical agent addition amount control apparatus which can shorten the time required in order to adjust the addition amount of a chemical | medical agent to an appropriate amount.

本発明の薬剤添加量制御方法は、液体が流通する反応ゾーンの入口部において、前記液体に添加する薬剤の添加量を、前記液体の流通経路上の目標地点における前記薬剤の残留濃度が目標濃度以上となるよう制御する方法であって、(1)前記反応ゾーンが完全混合型であり、該反応ゾーンにおいて前記薬剤の消費がないと仮定した場合に、前記薬剤を前記目標濃度以上の任意の濃度Aで添加したときの、前記目標地点における前記薬剤の残留濃度の経時変化を演算する残留濃度演算工程と、(2)前記薬剤を前記濃度Aで実際に添加したときの、前記目標地点における前記薬剤の残留濃度の経時変化を測定する残留濃度測定工程と、(3)前記残留濃度測定工程において測定された前記薬剤の残留濃度が、前記目標濃度に到達したあるいは到達したと推測される時点に対応する時点における、前記残留濃度演算工程での残留濃度演算値を求め、該演算値に基づき前記薬剤の添加量を決定する薬剤添加量決定工程とを有することを特徴とする。   In the method for controlling the amount of added drug according to the present invention, the amount of drug added to the liquid at the entrance of the reaction zone through which the liquid flows is determined, and the residual concentration of the drug at the target point on the flow path of the liquid is the target concentration. (1) When it is assumed that the reaction zone is a complete mixing type and there is no consumption of the drug in the reaction zone, the drug is added to any desired concentration above the target concentration. A residual concentration calculating step for calculating a change over time in the residual concentration of the drug at the target point when added at the concentration A; and (2) at the target point when the drug is actually added at the concentration A. A residual concentration measurement step for measuring a change over time in the residual concentration of the drug; and (3) the residual concentration of the drug measured in the residual concentration measurement step reaches the target concentration or A drug addition amount determining step of obtaining a residual concentration calculation value in the residual concentration calculation step at a time point corresponding to a time point estimated to have reached, and determining an addition amount of the drug based on the calculation value. Features.

本発明の薬剤添加量制御装置は、液体が流通する反応ゾーンの入口部において、前記液体に添加する薬剤の添加量を、前記液体の流通経路上の目標地点における前記薬剤の残留濃度が目標濃度以上となるよう制御する装置であって、(1)前記反応ゾーンが完全混合型であり、該反応ゾーンにおいて前記薬剤の消費がないと仮定した場合に、前記薬剤を前記目標濃度以上の任意の濃度Aで添加したときの、前記目標地点における前記薬剤の残留濃度の経時変化を演算する残留濃度演算手段と、(2)前記薬剤を前記濃度Aで実際に添加したときの、前記目標地点における前記薬剤の残留濃度の経時変化を測定する残留濃度測定手段と、(3)前記残留濃度測定手段によって測定された前記薬剤の残留濃度が、前記目標濃度に到達したあるいは到達したと推測される時点に対応する時点における、前記残留濃度演算手段による残留濃度演算値を求め、該演算値に基づき前記薬剤の添加量を制御する薬剤添加量制御手段とを有することを特徴とする。   The chemical addition amount control device of the present invention is configured such that the amount of chemical added to the liquid at the entrance of the reaction zone through which the liquid flows is determined by the residual concentration of the chemical at the target point on the flow path of the liquid. (1) When it is assumed that the reaction zone is a complete mixing type and there is no consumption of the drug in the reaction zone, the drug is set to an arbitrary concentration equal to or higher than the target concentration. A residual concentration calculating means for calculating a change over time in the residual concentration of the drug at the target point when added at the concentration A; and (2) at the target point when the drug is actually added at the concentration A. A residual concentration measuring means for measuring a change over time in the residual concentration of the medicine; and (3) the residual concentration of the medicine measured by the residual concentration measuring means reaches the target concentration or And a drug addition amount control means for obtaining a residual concentration calculation value by the residual concentration calculation means at a time point corresponding to a time point estimated to have reached, and controlling the addition amount of the drug based on the calculation value. And

本発明に係る薬剤添加量制御方法は、液体が流通する反応ゾーンの入口部において、液体に添加する薬剤の添加量を、液体の流通経路上の目標地点における薬剤の残留濃度が目標濃度以上となるよう制御する方法であって、(1)反応ゾーンが完全混合型であり、該反応ゾーンにおいて薬剤の消費がないと仮定した場合に、薬剤を目標濃度以上の任意の濃度Aで添加したときの、目標地点における薬剤の残留濃度の経時変化を演算する残留濃度演算工程と、(2)薬剤を濃度Aで実際に添加したときの、目標地点における薬剤の残留濃度の経時変化を測定する残留濃度測定工程と、(3)残留濃度測定工程において測定された薬剤の残留濃度が、目標濃度に到達したあるいは到達したと推測される時点に対応する時点における、残留濃度演算工程での残留濃度演算値を求め、該演算値に基づき薬剤の添加量を決定する薬剤添加量決定工程とを有する。本発明に係る薬剤添加量制御方法によれば、薬剤の添加量を適量に調節するために要する時間を短縮することができるという効果を奏する。   In the method for controlling the amount of added drug according to the present invention, the amount of added drug added to the liquid at the entrance of the reaction zone through which the liquid flows is determined so that the residual concentration of the drug at the target point on the flow path of the liquid is equal to or higher than the target concentration. (1) When the reaction zone is a complete mixing type, and it is assumed that there is no consumption of the drug in the reaction zone, the drug is added at an arbitrary concentration A equal to or higher than the target concentration. A residual concentration calculating step of calculating a temporal change in the residual concentration of the drug at the target point, and (2) a residual for measuring a temporal change in the residual concentration of the drug at the target point when the drug is actually added at the concentration A. Concentration measurement step, and (3) residual concentration calculation at the time corresponding to the time when the residual concentration of the drug measured in the residual concentration measurement step has reached or is estimated to have reached the target concentration. Determine the residual concentration calculation value in degree, and a drug loading amount determining step of determining the amount of the drug on the basis of the calculated value. According to the method for controlling the amount of added drug according to the present invention, it is possible to reduce the time required to adjust the added amount of the drug to an appropriate amount.

図1は、実施形態の制御に係るフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart according to the control of the embodiment. 図2は、実施形態に係るシェールガス随伴水処理システムの概要図である。FIG. 2 is a schematic diagram of the shale gas-accompanying water treatment system according to the embodiment. 図3は、反応ゾーンの模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a reaction zone. 図4は、入口部の濃度推移を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the concentration transition of the inlet portion. 図5は、出口部の濃度推移を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the concentration transition of the outlet portion. 図6は、実施形態の薬剤添加量決定方法の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for determining a drug addition amount according to the embodiment.

以下に、本発明の実施形態に係る薬剤添加量制御方法および薬剤添加量制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。   Hereinafter, a drug addition amount control method and a drug addition amount control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.

[実施形態]
図1から図6を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、薬剤添加量制御方法および薬剤添加量制御装置に関する。図1は、本発明の実施形態の制御に係るフローチャート、図2は、実施形態に係るシェールガス随伴水処理システムの概要図、図3は、反応ゾーンの模式図、図4は、入口部の濃度推移を示す図、図5は、出口部の濃度推移を示す図、図6は、実施形態の薬剤添加量決定方法の説明図である。
[Embodiment]
The embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The present embodiment relates to a drug addition amount control method and a drug addition amount control apparatus. FIG. 1 is a flowchart according to the control of the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of a shale gas associated water treatment system according to the embodiment, FIG. 3 is a schematic diagram of a reaction zone, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing the concentration transition, FIG. 5 is a diagram showing the concentration transition of the outlet portion, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the drug addition amount determining method of the embodiment.

図2に示すシェールガス随伴水処理システム100は、シェールガス生産用の坑井に圧入するフラクチャリング流体の処理システムである。シェールガスの生産にあたっては、坑井からフラクチャリング流体を圧入し、シェールガスを含む頁岩層を破砕する。頁岩層から放出された天然ガスは、フラクチャリング流体と共に坑井を介して排出される。坑井から回収されたフラクチャリング流体からは、気液分離により天然ガスが回収される。   A shale gas-accompanying water treatment system 100 shown in FIG. 2 is a fracturing fluid treatment system that is press-fitted into a shale gas production well. In the production of shale gas, a fracturing fluid is injected from a well and the shale layer containing shale gas is crushed. Natural gas released from the shale layer is discharged through the well with the fracturing fluid. Natural gas is recovered from the fracturing fluid recovered from the well by gas-liquid separation.

シェールガス随伴水処理システム100は、供給路1と、薬剤注入口2と、薬剤タンク3と、排出路4と、薬剤供給パイプ5と、薬剤供給量制御機構6と、残留濃度演算手段10と、残留濃度測定手段11と、薬剤添加量制御手段12とを含んで構成されている。供給路1は、坑井21にフラクチャリング流体を導く流通経路である。供給路1には、薬剤注入口2が形成されている。薬剤注入口2は、薬剤供給パイプ5を介して薬剤タンク3と連通している。薬剤タンク3は、薬剤を貯留するタンクである。本実施形態では、薬剤タンク3内にグルタルアルデヒドが貯留されている。薬剤タンク3内のグルタルアルデヒドは、薬剤供給パイプ5を介して薬剤注入口2から供給路1内のフラクチャリング流体に添加される。薬剤供給パイプ5には、薬剤供給量制御機構6が設けられている。薬剤供給量制御機構6は、流量制御弁や薬剤供給ポンプ等を含んで構成されている。   The shale gas associated water treatment system 100 includes a supply path 1, a drug injection port 2, a drug tank 3, a discharge path 4, a drug supply pipe 5, a drug supply amount control mechanism 6, and a residual concentration calculation means 10. The residual concentration measuring means 11 and the drug addition amount control means 12 are included. The supply path 1 is a distribution path that guides the fracturing fluid to the well 21. A drug injection port 2 is formed in the supply path 1. The drug injection port 2 communicates with the drug tank 3 through a drug supply pipe 5. The medicine tank 3 is a tank for storing medicine. In the present embodiment, glutaraldehyde is stored in the drug tank 3. Glutaraldehyde in the drug tank 3 is added to the fracturing fluid in the supply path 1 from the drug injection port 2 via the drug supply pipe 5. The medicine supply pipe 5 is provided with a medicine supply amount control mechanism 6. The medicine supply amount control mechanism 6 includes a flow rate control valve, a medicine supply pump, and the like.

供給路1のフラクチャリング流体は、ポンプ等によって坑井21に圧流され、頁岩層22を破砕する。破砕された頁岩層22から排出されるシェールガスは、坑井21内をフラクチャリング流体と共に流通し、排出路4を介して排出される。排出路4は、坑井21内のフラクチャリング流体およびシェールガスを排出する流通経路である。排出路4は、フラクチャリング流体を排出する液体排出路4Aとシェールガス等の気体を排出する気体排出路4Bとに分岐している。坑井21から排出されるフラクチャリング流体とシェールガスとの混合流体は、気液分離され、フラクチャリング流体は液体排出路4Aに、シェールガスは気体排出路4Bにそれぞれ送り込まれる。   The fracturing fluid in the supply path 1 is pressed into the well 21 by a pump or the like, and the shale layer 22 is crushed. The shale gas discharged from the crushed shale layer 22 circulates in the well 21 together with the fracturing fluid, and is discharged through the discharge path 4. The discharge path 4 is a distribution path for discharging the fracturing fluid and shale gas in the well 21. The discharge path 4 is branched into a liquid discharge path 4A for discharging the fracturing fluid and a gas discharge path 4B for discharging a gas such as shale gas. The mixed fluid of the fracturing fluid and shale gas discharged from the well 21 is gas-liquid separated, and the fracturing fluid is sent to the liquid discharge passage 4A and the shale gas is sent to the gas discharge passage 4B.

フラクチャリング流体には、殺菌剤や腐食防止剤等の薬剤が添加される。本実施形態のシェールガス随伴水処理システム100では、フラクチャリング流体に対して、グルタルアルデヒドが添加される。薬剤がその効果を適度に発揮できるように、フラクチャリング流体における薬剤の濃度を適切に調節できることが望ましい。例えば、坑井21から流出するフラクチャリング流体における薬剤の残留濃度を目標濃度に制御できることが望ましい。   Agents such as bactericides and corrosion inhibitors are added to the fracturing fluid. In the shale gas-accompanying water treatment system 100 of this embodiment, glutaraldehyde is added to the fracturing fluid. It is desirable that the concentration of the drug in the fracturing fluid can be adjusted appropriately so that the drug can exert its effect moderately. For example, it is desirable that the residual concentration of the drug in the fracturing fluid flowing out from the well 21 can be controlled to the target concentration.

反応ゾーンから流出する液体における薬剤の残留濃度を制御する場合、反応ゾーンの入口部において薬剤を添加し、反応ゾーンの出口部の残留濃度を検出して薬剤の添加量を調節することが考えられる。従来は、例えば、反応ゾーンの入口部において薬剤の添加を開始すると共に反応ゾーンの出口部の残留濃度の推移を測定し、残留濃度が定常となったときの残留濃度に基づいて、薬剤の添加量を調節する添加量制御方法が行われていた。しかしながら、この制御方法では、残留濃度が定常状態となるまで待たなければならず、添加量の調節に多くの時間を要するという問題があった。   When controlling the residual concentration of drug in the liquid flowing out of the reaction zone, it is conceivable to add the drug at the inlet of the reaction zone and detect the residual concentration at the outlet of the reaction zone to adjust the amount of drug added. . Conventionally, for example, the addition of a drug is started at the inlet of the reaction zone and the transition of the residual concentration at the outlet of the reaction zone is measured, and the drug is added based on the residual concentration when the residual concentration becomes steady. An addition amount control method for adjusting the amount has been performed. However, in this control method, there is a problem that it is necessary to wait until the residual concentration reaches a steady state, and it takes a long time to adjust the addition amount.

本実施形態に係る薬剤添加量制御方法は、液体が流通する反応ゾーン20の入口部20Aにおいて、液体に添加する薬剤の添加量を、液体の流通経路上の目標地点における薬剤の残留濃度が目標濃度以上となるように制御する方法である。   In the drug addition amount control method according to the present embodiment, the addition amount of the drug added to the liquid at the inlet portion 20A of the reaction zone 20 through which the liquid flows is determined by the residual concentration of the drug at the target point on the liquid flow path. In this method, the concentration is controlled to be higher than the concentration.

本実施形態に係る薬剤添加量制御方法は、以下に詳しく説明するように、(1)薬剤の消費がないと仮定して、目標濃度以上の濃度Aで薬剤を添加したときの反応ゾーンにおける薬剤の残留濃度の経時変化(図6の未消費残留濃度Dc)を演算する残留濃度演算工程と、(2)薬剤を実際に添加したときの残留濃度の経時変化(図6の残留濃度測定値Dr)を測定する残留濃度測定工程と、(3)残留濃度測定工程で測定された薬剤の残留濃度が目標濃度(図6の残留濃度目標値Dt)に到達したあるいは到達したと推測される時点(図6の時刻t1)に基づいて薬剤の添加量(図6の添加濃度指令値Din)を決定する薬剤添加量決定工程とを有する。本実施形態に係る薬剤添加量制御方法によれば、薬剤の添加量を適量に調節するために要する時間の短縮を図ることができる。   As described in detail below, the method for controlling the amount of added drug according to the present embodiment is as follows: (1) The drug in the reaction zone when the drug is added at a concentration A equal to or higher than the target concentration on the assumption that no drug is consumed. A residual concentration calculation step for calculating a change in residual concentration with time (unconsumed residual concentration Dc in FIG. 6); and (2) a change in residual concentration with time when a drug is actually added (residual concentration measurement value Dr in FIG. 6). ) And (3) a time point when the residual concentration of the drug measured in the residual concentration measurement step reaches or is estimated to have reached the target concentration (residual concentration target value Dt in FIG. 6) ( And a drug addition amount determination step for determining a drug addition amount (addition concentration command value Din in FIG. 6) based on time t1 in FIG. According to the drug addition amount control method according to the present embodiment, it is possible to shorten the time required to adjust the drug addition amount to an appropriate amount.

また、本実施形態に係る薬剤添加量制御装置1−1は、図2に示すように、薬剤の消費がないと仮定して、目標濃度以上の濃度Aで薬剤を添加したときの反応ゾーン20における薬剤の残留濃度の経時変化を演算する残留濃度演算手段10と、薬剤を実際に添加したときの残留濃度の経時変化(図6の残留濃度測定値Dr)を測定する残留濃度測定手段11と、残留濃度測定手段によって測定された薬剤の残留濃度が目標濃度(図6の残留濃度目標値Dt)に到達した時点(図6の時刻t1)に基づいて薬剤の添加量を制御する薬剤添加量制御手段12とを有する。本実施形態に係る薬剤添加量制御装置1−1によれば、薬剤の添加量を適量に調節するために要する時間の短縮を図ることができる。   Further, as shown in FIG. 2, the drug addition amount control apparatus 1-1 according to the present embodiment assumes that there is no consumption of the drug, and the reaction zone 20 when the drug is added at a concentration A equal to or higher than the target concentration. A residual concentration calculating means 10 for calculating a temporal change in the residual concentration of the drug in the blood; a residual concentration measuring means 11 for measuring a temporal change in the residual concentration when the drug is actually added (residual density measured value Dr in FIG. 6); The drug addition amount for controlling the drug addition amount based on the time (time t1 in FIG. 6) when the residual concentration of the drug measured by the residual concentration measuring means reaches the target concentration (residual concentration target value Dt in FIG. 6). And control means 12. According to the drug addition amount control apparatus 1-1 according to the present embodiment, it is possible to shorten the time required to adjust the drug addition amount to an appropriate amount.

薬剤添加量制御装置1−1は、液体が流通する反応ゾーン20の入口部20Aにおいて、液体に添加する薬剤の添加量を、液体の流通経路上の目標地点における薬剤の残留濃度が目標濃度以上となるように制御する装置である。薬剤添加量制御装置1−1は、残留濃度演算手段10と、残留濃度測定手段11と、薬剤添加量制御手段12とを含んで構成されている。   The drug addition amount control device 1-1 determines the addition amount of the drug to be added to the liquid at the inlet 20A of the reaction zone 20 through which the liquid flows, and the residual concentration of the drug at the target point on the liquid flow path is equal to or higher than the target concentration. It is the device which controls to become. The drug addition amount control device 1-1 includes a residual concentration calculation means 10, a residual concentration measurement means 11, and a drug addition amount control means 12.

本実施形態の反応ゾーン20は、供給路1と、坑井21と、頁岩層22と、排出路4とを含んで構成されている。供給路1は反応ゾーン20の入口部20Aに相当し、排出路4は反応ゾーン20の出口部20Bに相当する。   The reaction zone 20 of the present embodiment includes a supply path 1, a well 21, a shale layer 22, and a discharge path 4. The supply path 1 corresponds to the inlet portion 20A of the reaction zone 20, and the discharge path 4 corresponds to the outlet portion 20B of the reaction zone 20.

残留濃度測定手段11は、出口部20Bにおけるフラクチャリング流体の薬剤濃度を測定する。残留濃度測定手段11は、薬剤を濃度Aで実際に添加したときの、目標地点における薬剤の残留濃度の経時変化を測定することができる。本実施形態の残留濃度測定手段11は、吸光光度計であり、出口部20Bにおけるフラクチャリング流体の吸光光度(E280)を連続的に測定する。残留濃度測定手段11によって測定された吸光光度は、例えば残留濃度演算手段10によってグルタルアルデヒドの濃度に換算される。   The residual concentration measuring means 11 measures the chemical concentration of the fracturing fluid at the outlet 20B. The residual concentration measuring means 11 can measure the change over time in the residual concentration of the drug at the target point when the drug is actually added at the concentration A. The residual concentration measuring means 11 of the present embodiment is an absorptiometer and continuously measures the absorptiometry (E280) of the fracturing fluid at the outlet 20B. The absorptiometry measured by the residual concentration measuring means 11 is converted into the concentration of glutaraldehyde by the residual concentration calculating means 10, for example.

残留濃度演算手段10は、反応ゾーン20が完全混合型であり、かつ反応ゾーン20において薬剤の消費がないと仮定した場合の目標地点における薬剤の残留濃度の任意の時点における値および残留濃度の経時変化を演算する機能を有する。より具体的には、残留濃度演算手段10は、薬剤を目標濃度以上の任意の濃度Aでフラクチャリング流体に添加したときの、目標地点における残留濃度の任意時点の値および経時変化を演算する。   The residual concentration calculation means 10 determines the value of the residual concentration of the drug at the target point and the elapsed time of the residual concentration when it is assumed that the reaction zone 20 is a complete mixing type and there is no drug consumption in the reaction zone 20. It has a function to calculate changes. More specifically, the residual concentration calculation means 10 calculates the value of the residual concentration at the target point and the change over time when the drug is added to the fracturing fluid at an arbitrary concentration A equal to or higher than the target concentration.

図3には、反応ゾーン20が模式的に示されている。反応ゾーン20には、入口部20Aから一定濃度Coinの薬剤を含むフラクチャリング流体が流入する。反応ゾーン20が薬剤を含まないフラクチャリング流体で満たされた状態から、時刻t=0に一定濃度Coinの薬剤を含むフラクチャリング流体の流入が開始する。反応ゾーン20が完全混合型であると仮定すると、出口部20Bでの薬剤の残留濃度の経時変化を示す流出濃度関数F(t)は、下記[数1]で表される。

Figure 2014164517
ここで、tは、薬剤注入開始からの経過時間、τは、入口部20Aから出口部20Bまでの薬剤の滞留時間であり、下記式(1)で表される。
τ=(反応ゾーン20の体積)/(フラクチャリング流体の流量)…(1) FIG. 3 schematically shows the reaction zone 20. A fracturing fluid containing a medicine having a constant concentration Coin flows into the reaction zone 20 from the inlet 20A. From the state in which the reaction zone 20 is filled with the fracturing fluid not containing the medicine, the flow of the fracturing fluid containing the medicine having the constant concentration Coin starts at time t = 0. Assuming that the reaction zone 20 is a complete mixing type, an outflow concentration function F (t) indicating a change with time of the residual concentration of the drug at the outlet 20B is expressed by the following [Equation 1].
Figure 2014164517
Here, t is the elapsed time from the start of drug injection, and τ is the residence time of the drug from the inlet 20A to the outlet 20B, and is expressed by the following formula (1).
τ = (volume of reaction zone 20) / (flow rate of fracturing fluid) (1)

図4は、入口部20Aの薬剤濃度の推移を示す図、図5は、出口部20Bの薬剤濃度の推移を示す図である。図4に示すように、時刻t=0に薬剤を含むフラクチャリング流体の流入が開始すると、入口部20Aで検出される濃度は、一定濃度Coinで推移する。図5の未消費残留濃度Dcは、上記[数1]によって算出された濃度であり、他成分との反応や熱によって薬剤が消費されないと仮定した場合の出口部20Bの薬剤濃度である。実際には、汚濁成分や熱との反応によって、フラクチャリング流体の薬剤濃度は低下する。図5に示す残留濃度測定値Drは、残留濃度測定手段11によって測定される出口部20Bの薬剤濃度の一例である。   FIG. 4 is a diagram showing the transition of the drug concentration at the inlet portion 20A, and FIG. 5 is a diagram showing the transition of the drug concentration at the outlet portion 20B. As shown in FIG. 4, when the inflow of the fracturing fluid containing the medicine starts at time t = 0, the concentration detected at the inlet 20A changes at a constant concentration Coin. The unconsumed residual concentration Dc in FIG. 5 is the concentration calculated by the above [Equation 1], and is the concentration of the drug at the outlet 20B when it is assumed that the drug is not consumed by reaction with other components or heat. In practice, the chemical concentration of the fracturing fluid decreases due to reaction with pollutant components and heat. The residual concentration measurement value Dr shown in FIG. 5 is an example of the drug concentration at the outlet 20 </ b> B measured by the residual concentration measurement unit 11.

残留濃度測定手段11は、薬剤を濃度Aで実際に添加したときの、目標地点における薬剤の残留濃度の経時変化を測定する。本実施形態では、出口部20Bが目標地点である。残留濃度測定手段11は、所定の間隔で残留濃度を測定し測定結果を示す信号を残留濃度演算手段10に出力する。残留濃度演算手段10は、残留濃度測定手段11によって測定された残留濃度が、出口部20Bにおける目標濃度に到達した時点あるいは到達したと推測される時点を検出する。残留濃度演算手段10は、測定された残留濃度が、目標濃度と一致する場合、当該残留濃度が測定された時点を目標濃度に到達した時点として検出する。   The residual concentration measuring means 11 measures a change with time of the residual concentration of the drug at the target point when the drug is actually added at the concentration A. In this embodiment, the exit part 20B is a target point. The residual concentration measuring unit 11 measures the residual concentration at a predetermined interval and outputs a signal indicating the measurement result to the residual concentration calculating unit 10. The residual concentration calculation means 10 detects the time point when the residual concentration measured by the residual concentration measurement means 11 reaches or is estimated to have reached the target concentration at the outlet 20B. When the measured residual density matches the target density, the residual density calculation means 10 detects the time when the residual density is measured as the time when the target density is reached.

また、残留濃度演算手段10は、測定された残留濃度が、目標濃度を超過した場合、残留濃度が目標濃度に到達したと推測される時点を算出する。残留濃度演算手段10は、例えば、補間により残留濃度が目標濃度に到達した時点を推測してもよく、残留濃度の測定結果から残留濃度の推移を示す関数を決定し、当該関数に基づいて残留濃度が目標濃度に到達した時点を推測してもよい。   Further, when the measured residual density exceeds the target density, the residual density calculation means 10 calculates a time point when it is estimated that the residual density has reached the target density. For example, the residual concentration calculation means 10 may estimate the time point when the residual concentration has reached the target concentration by interpolation, determine a function indicating the transition of the residual concentration from the measurement result of the residual concentration, and determine the residual concentration based on the function. It may be estimated when the density reaches the target density.

薬剤添加量制御手段12は、残留濃度測定手段11によって測定された薬剤の残留濃度が、目標濃度に到達したあるいは到達したと推測される時点に対応する時点における、残留濃度演算手段10による残留濃度演算値を求め、該演算値に基づき薬剤の添加量を制御する。以下に説明するように、薬剤添加量制御手段12は、残留濃度が目標濃度に到達したあるいは到達したと推測される時点(以下、単に「目標到達時点t1」と称する。)から添加濃度指令値Dinを決定する。   The drug addition amount control means 12 is configured so that the residual concentration of the medicine measured by the residual concentration measurement means 11 at the time corresponding to the time when the drug reaches the target concentration or is estimated to have reached the target concentration. A calculated value is obtained, and the amount of drug added is controlled based on the calculated value. As will be described below, the drug addition amount control means 12 adds the concentration command value from the time when the residual concentration has reached or is estimated to have reached the target concentration (hereinafter simply referred to as “target reaching time t1”). Determine Din.

図6には、坑井21の体積が20,000[m3]、フラクチャリング流体の出口部20Bにおける流量が10,000[m3/日]、残留濃度目標値Dtが5[mg/L]、濃度Aが10[mg/L]の条件で決定される添加濃度指令値Dinの一例が示されている。目標到達時点t1は、測定された残留濃度が残留濃度目標値Dt(5[mg/L])に到達したあるいは到達したと推測される時点である。図6では、グルタルアルデヒドの添加および残留濃度の測定を開始してから1.4日後に残留濃度が目標濃度に到達している。   In FIG. 6, the volume of the well 21 is 20,000 [m3], the flow rate of the fracturing fluid at the outlet 20B is 10,000 [m3 / day], the residual concentration target value Dt is 5 [mg / L], An example of the addition concentration command value Din determined under the condition that the concentration A is 10 [mg / L] is shown. The target reaching time point t1 is a time point at which the measured residual concentration reaches or is estimated to have reached the residual concentration target value Dt (5 [mg / L]). In FIG. 6, the residual concentration has reached the target concentration 1.4 days after the start of addition of glutaraldehyde and measurement of the residual concentration.

図6によれば、目標到達時点t1に対応する時点における未消費残留濃度Dcの値(8.6[mg/L])が、当該対応する時点における残留濃度演算手段10による残留濃度演算値である。つまり、反応ゾーン20でグルタルアルデヒドの消費がないとすれば、1.4日後の出口部20Bにおける薬剤の残留濃度は8.6[mg/L]であると推測される。これより、入口部20Aで反応ゾーン20に8.6[mg/L]のグルタルアルデヒドを注入すれば、出口部20Bのグルタルアルデヒドの濃度が目標濃度の5[mg/L]になると推定できる。本実施形態では、目標到達時点t1の残留濃度演算値が、添加濃度指令値Dinとされる。薬剤添加量制御手段12は、添加濃度指令値Dinを実現するように、薬剤供給量制御機構6によってフラクチャリング流体に対する薬剤の添加量を制御する。   According to FIG. 6, the value (8.6 [mg / L]) of the unconsumed residual concentration Dc at the time corresponding to the target arrival time t1 is the residual concentration calculation value by the residual concentration calculation means 10 at the corresponding time. is there. That is, if there is no consumption of glutaraldehyde in the reaction zone 20, it is estimated that the residual concentration of the drug at the outlet 20B after 1.4 days is 8.6 [mg / L]. From this, if 8.6 [mg / L] of glutaraldehyde is injected into the reaction zone 20 at the inlet 20A, it can be estimated that the concentration of glutaraldehyde at the outlet 20B becomes the target concentration of 5 [mg / L]. In the present embodiment, the residual concentration calculation value at the target arrival time t1 is set as the addition concentration command value Din. The medicine addition amount control means 12 controls the amount of medicine added to the fracturing fluid by the medicine supply amount control mechanism 6 so as to realize the addition concentration command value Din.

本実施形態に係る薬剤添加量制御装置1−1は、目標到達時点t1に基づいて薬剤の添加量を制御する。これにより、測定される残留濃度が定常状態となったことを確認した時刻t2以降において薬剤の添加量を調節するよりも早いタイミングで薬剤の添加量を調節することができる。よって、薬剤の添加量を速やかに適切な添加量に調節することができる。   The medicine addition amount control device 1-1 according to the present embodiment controls the amount of medicine addition based on the target arrival time t1. Accordingly, the amount of drug added can be adjusted at an earlier timing than the amount of drug added is adjusted after time t2 when it is confirmed that the measured residual concentration has reached a steady state. Therefore, the addition amount of the medicine can be quickly adjusted to an appropriate addition amount.

図1を参照して、本実施形態に係る薬剤添加量制御方法について説明する。図1に示す制御フローは、フラクチャリング流体に対する薬剤の添加量を調節するときに実行されるものであり、例えば、フラクチャリング流体の圧入を開始するときに実行されてもよく、所定の間隔で実行されてもよく、残留濃度測定値Drと残留濃度目標値Dtとの差異に基づいて実行されてもよい。   With reference to FIG. 1, the chemical | medical agent addition amount control method which concerns on this embodiment is demonstrated. The control flow shown in FIG. 1 is executed when the amount of drug added to the fracturing fluid is adjusted. For example, the control flow may be executed when the press-fitting of the fracturing fluid is started, and at a predetermined interval. It may be executed, or may be executed based on the difference between the residual density measurement value Dr and the residual density target value Dt.

まず、ステップS10では、配管への坑水流入が開始される。フラクチャリング流体を圧送するポンプが駆動されて、供給路1を介して坑井21にフラクチャリング流体の圧送が開始される。フラクチャリング流体の供給開始や停止、供給量の制御は、例えば、図示しない流体供給量制御手段によってなされてもよく、薬剤添加量制御手段12によってなされてもよい。本実施形態では、フラクチャリング流体が一定の流量で坑井21に圧入される。ステップS10が実行されると、ステップS20に進む。   First, in step S10, inflow of mine water into the pipe is started. The pump for pumping the fracturing fluid is driven, and the pumping of the fracturing fluid to the well 21 via the supply path 1 is started. The supply start and stop of the fracturing fluid and the control of the supply amount may be performed by, for example, a fluid supply amount control unit (not shown) or may be performed by the drug addition amount control unit 12. In the present embodiment, the fracturing fluid is pressed into the well 21 at a constant flow rate. When step S10 is executed, the process proceeds to step S20.

ステップS20では、薬剤添加量制御手段12により、入口部20Aにおいてグルタルアルデヒドの注入が開始される。薬剤添加量制御手段12は、薬剤供給量制御機構6に対して、フラクチャリング流体に対するグルタルアルデヒドの注入を指令する。薬剤添加量制御手段12は、薬剤供給量制御機構6に対して、フラクチャリング流体中のグルタルアルデヒド濃度を濃度A[mg/L]とするように、薬剤添加量の指令値を出力する。   In step S20, injection of glutaraldehyde is started at the inlet 20A by the drug addition amount control means 12. The medicine addition amount control means 12 instructs the medicine supply amount control mechanism 6 to inject glutaraldehyde into the fracturing fluid. The drug addition amount control means 12 outputs a command value for the drug addition amount to the drug supply amount control mechanism 6 so that the glutaraldehyde concentration in the fracturing fluid is a concentration A [mg / L].

濃度Aは、フラクチャリング流体に対するグルタルアルデヒドの添加量を決定する際に反応ゾーン20に流入させる流体の初期添加濃度であり、残留濃度目標値Dt以上の任意の濃度とすることができる。本実施形態では、残留濃度目標値Dtが5mg/Lであるのに対して、濃度Aは10mg/Lに設定されている。濃度Aは、残留濃度目標値Dtに対する倍率で定められてもよく、残留濃度目標値Dtに対する差分で定められてもよい。例えば、濃度Aは、残留濃度目標値Dtに対して2倍の濃度として定められてもよく、残留濃度目標値Dtに対して所定の濃度(一例として5[mg/L])だけ大きな濃度として定められてもよい。ステップS20が実行されると、ステップS30に進む。   The concentration A is the initial concentration of the fluid that flows into the reaction zone 20 when determining the amount of glutaraldehyde to be added to the fracturing fluid, and can be an arbitrary concentration equal to or higher than the residual concentration target value Dt. In the present embodiment, the residual concentration target value Dt is 5 mg / L, whereas the concentration A is set to 10 mg / L. The density A may be determined by a magnification with respect to the residual density target value Dt, or may be determined by a difference with respect to the residual density target value Dt. For example, the concentration A may be determined as a concentration that is twice as high as the residual concentration target value Dt, and is a concentration that is larger than the residual concentration target value Dt by a predetermined concentration (for example, 5 [mg / L]). It may be determined. When step S20 is executed, the process proceeds to step S30.

ステップS30では、残留濃度測定手段11による出口部20Bの吸光光度の測定が開始される。残留濃度測定手段11は、薬剤添加量制御手段12によってグルタルアルデヒドの注入が開始されると、フラクチャリング流体の吸光光度の測定を開始する。残留濃度測定手段11は、吸光光度(E280)の測定を連続的に実行し、測定結果を示す信号を残留濃度演算手段10に対して出力する。ステップS30は、薬剤を濃度Aで実際に添加したときの、目標地点における薬剤の残留濃度の経時変化を測定する残留濃度測定工程に対応している。ステップS30が実行されると、ステップS40に進む。   In step S30, the measurement of the absorbance at the outlet 20B by the residual concentration measuring means 11 is started. When the injection of glutaraldehyde is started by the drug addition amount control means 12, the residual concentration measurement means 11 starts measuring the absorbance of the fracturing fluid. The residual concentration measuring means 11 continuously performs the measurement of the absorbance (E280) and outputs a signal indicating the measurement result to the residual concentration calculating means 10. Step S30 corresponds to a residual concentration measurement step of measuring a change over time in the residual concentration of the drug at the target point when the drug is actually added at a concentration A. When step S30 is executed, the process proceeds to step S40.

ステップS40では、残留濃度演算手段10により、出口部20Bの残留濃度が残留濃度目標値Dtに到達したか否かが判定される。残留濃度測定手段11によって測定された吸光光度から換算されたグルタルアルデヒドの残留濃度が、残留濃度目標値Dt以上である場合、ステップS40で肯定判定がなされる。ステップS40の判定の結果、出口部20Bにおけるグルタルアルデヒドの残留濃度が残留濃度目標値Dtに到達したと判定された場合(ステップS40−Y)にはステップS50に進み、そうでない場合(ステップS40−N)にはステップS40の判定が繰り返される。   In step S40, the residual concentration calculation means 10 determines whether or not the residual concentration at the outlet 20B has reached the residual concentration target value Dt. If the residual concentration of glutaraldehyde converted from the absorbance measured by the residual concentration measuring means 11 is equal to or greater than the residual concentration target value Dt, an affirmative determination is made in step S40. As a result of the determination in step S40, when it is determined that the residual concentration of glutaraldehyde at the outlet 20B has reached the residual concentration target value Dt (step S40-Y), the process proceeds to step S50, and otherwise (step S40- In N), the determination in step S40 is repeated.

ステップS50では、残留濃度演算手段10により、目標到達時点t1等の演算がなされる。残留濃度演算手段10は、出口部20Bの残留濃度が残留濃度目標値Dtに到達した時点を演算する。ステップS40において肯定判定を行ったときの吸光光度から換算されたグルタルアルデヒドの残留濃度が、残留濃度目標値Dtと等しい場合、当該吸光光度を測定した時点が残留濃度が残留濃度目標値Dtに到達した時点とされる。一方、ステップS40において肯定判定を行ったときの吸光光度から換算されたグルタルアルデヒドの残留濃度が、残留濃度目標値Dtを超えている場合、当該吸光光度を測定した時点よりも前の時点において残留濃度が残留濃度目標値Dtに到達したと推測される。この場合、それまでに測定された残留濃度の推移に基づいて、残留濃度が残留濃度目標値Dtに到達したと推測される時点が決定される。   In step S50, the target concentration time t1 and the like are calculated by the residual concentration calculation means 10. The residual concentration calculation means 10 calculates the time when the residual concentration of the outlet 20B reaches the residual concentration target value Dt. If the residual concentration of glutaraldehyde converted from the absorbance at the time of affirmative determination in step S40 is equal to the residual concentration target value Dt, the residual concentration reaches the residual concentration target value Dt when the absorbance is measured. It is said that it was time. On the other hand, if the residual concentration of glutaraldehyde converted from the absorbance at the time of affirmative determination in step S40 exceeds the residual concentration target value Dt, it remains at a time before the time when the absorbance is measured. It is estimated that the density has reached the residual density target value Dt. In this case, the time point at which the residual density is estimated to have reached the residual density target value Dt is determined based on the transition of the residual density measured so far.

また、残留濃度演算手段10は、反応ゾーン20が完全混合型であり、反応ゾーン20において薬剤の消費がないと仮定した場合に、薬剤を濃度Aで添加したときの、出口部20Bにおける薬剤の残留濃度の経時変化を演算する。すなわち、本実施形態では、ステップS50において残留濃度演算工程が実行される。残留濃度演算手段10によって演算された残留濃度の経時変化は、薬剤添加量制御手段12に出力される。ステップS50が実行されると、ステップS60に進む。   In addition, the residual concentration calculating means 10 assumes that the reaction zone 20 is a complete mixing type and that no drug is consumed in the reaction zone 20, and that the drug at the outlet 20B is added when the drug is added at a concentration A. The change with time of the residual concentration is calculated. That is, in this embodiment, a residual concentration calculation process is performed in step S50. The change over time in the residual concentration calculated by the residual concentration calculation means 10 is output to the drug addition amount control means 12. When step S50 is executed, the process proceeds to step S60.

ステップS60では、薬剤添加量制御手段12によって、最適注入濃度が決定される。薬剤添加量制御手段12は、ステップS40において測定された薬剤の残留濃度が、残留濃度目標値Dtに到達したあるいは到達したと推測される時点に対応する時点における、残留濃度演算工程での残留濃度演算値を求める。図6を参照して説明すると、残留濃度測定値Drが残留濃度目標値Dtに到達したあるいは到達したと推測される時点が、目標到達時点t1である。目標到達時点t1に対応する時点における未消費残留濃度Dcの値が、添加濃度指令値Dinとなる。薬剤添加量制御手段12は、添加濃度指令値Dinに基づき薬剤の添加量を決定する。すなわち、本実施形態では、ステップS60において、薬剤添加量決定工程が実行される。   In step S60, the optimum injection concentration is determined by the drug addition amount control means 12. The drug addition amount control means 12 determines the residual concentration in the residual concentration calculation process at the time corresponding to the time when the residual concentration of the drug measured in step S40 has reached or is estimated to have reached the residual concentration target value Dt. Find the computed value. Referring to FIG. 6, the time point when the residual concentration measurement value Dr reaches or is estimated to have reached the residual concentration target value Dt is the target reaching time point t1. The value of the unconsumed residual concentration Dc at the time corresponding to the target reaching time t1 becomes the addition concentration command value Din. The drug addition amount control means 12 determines the drug addition amount based on the addition concentration command value Din. That is, in the present embodiment, in step S60, a drug addition amount determination step is executed.

薬剤添加量制御手段12は、例えば、供給路1を流れるフラクチャリング流体の流量Q[L/sec]と、添加濃度指令値Din[mg/L]とに基づいて、単位時間あたりの薬剤の添加量W[mg/sec]を下記式(2)により決定する。
W=Din/Q…(2)
The drug addition amount control means 12 adds the drug per unit time based on, for example, the flow rate Q [L / sec] of the fracturing fluid flowing through the supply path 1 and the addition concentration command value Din [mg / L]. The amount W [mg / sec] is determined by the following equation (2).
W = Din / Q (2)

薬剤添加量制御手段12は、薬剤注入口2からフラクチャリング流体に対して注入する薬剤の添加量を決定された添加量Wとするように、薬剤供給量制御機構6を制御する。ステップS60が実行されると、本制御フローは終了する。   The medicine addition amount control means 12 controls the medicine supply amount control mechanism 6 so that the addition amount of the medicine injected from the medicine injection port 2 into the fracturing fluid is the determined addition amount W. When step S60 is executed, the control flow ends.

本実施形態に係る薬剤添加量制御方法によれば、薬剤を濃度Aで添加した場合に目標地点の薬剤の残留濃度が目標濃度に到達した時点で薬剤添加量を決定することが可能となる。これにより、薬剤の残留濃度が定常となる前に適切な薬剤添加量を決定することができる。よって、本実施形態の薬剤添加量制御方法によれば、薬剤の添加量を適量に調節するために要する時間を短縮することができる。   According to the medicine addition amount control method according to the present embodiment, when the medicine is added at the concentration A, the medicine addition amount can be determined when the residual concentration of the medicine at the target point reaches the target concentration. Thereby, it is possible to determine an appropriate drug addition amount before the residual concentration of the drug becomes steady. Therefore, according to the drug addition amount control method of this embodiment, the time required to adjust the drug addition amount to an appropriate amount can be shortened.

また、本実施形態に係る薬剤添加量制御装置1−1によれば、薬剤を濃度Aで添加した場合に目標地点の薬剤の残留濃度が目標濃度に到達した時点で薬剤の添加量を調節することができる。これにより、薬剤の残留濃度が定常となる前に適切な薬剤添加量に制御することができる。よって、本実施形態の薬剤添加量制御装置1−1によれば、薬剤の残留濃度を残留濃度目標値Dtとするための薬剤添加量の制御に要する時間を短縮することができる。   Further, according to the drug addition amount control apparatus 1-1 according to the present embodiment, when the drug is added at the concentration A, the drug addition amount is adjusted when the residual concentration of the drug at the target point reaches the target concentration. be able to. Thereby, it is possible to control the amount of the drug to be added before the residual concentration of the drug becomes steady. Therefore, according to the medicine addition amount control device 1-1 of the present embodiment, the time required for controlling the medicine addition amount for setting the residual concentration of the medicine to the residual concentration target value Dt can be shortened.

なお、添加濃度指令値Dinを決定する際の薬剤の濃度Aに上限が設けられてもよい。例えば、出口部20Bから排出される液体における薬剤の残留濃度に許容される上限が定められている場合、濃度Aは、当該上限の濃度以下とされることが望ましい。   An upper limit may be provided for the concentration A of the medicine when determining the addition concentration command value Din. For example, when an upper limit allowed for the residual concentration of the medicine in the liquid discharged from the outlet 20B is determined, it is desirable that the concentration A be equal to or lower than the upper limit concentration.

残留濃度演算工程と残留濃度測定工程の実行順序は、例示したものには限定されない。本実施形態では、残留濃度測定工程(ステップS30)が残留濃度演算工程(ステップS50)よりも先に実行されたが、これに代えて、残留濃度演算工程が残留濃度測定工程よりも先に実行されてもよい。また、残留濃度測定工程と残留濃度演算工程が並行して実行されてもよい。   The execution order of the residual concentration calculation step and the residual concentration measurement step is not limited to the example illustrated. In the present embodiment, the residual concentration measurement step (step S30) is executed prior to the residual concentration calculation step (step S50). Instead, the residual concentration calculation step is executed prior to the residual concentration measurement step. May be. Further, the residual concentration measuring step and the residual concentration calculating step may be executed in parallel.

[実施形態の第1変形例]
上記実施形態では、残留濃度演算手段10は、目標地点における薬剤の残留濃度の経時変化を演算したが、これに代えて、任意の時点での目標地点における薬剤の残留濃度を演算するようにしてもよい。例えば、残留濃度演算手段10は、目標到達時点t1が与えられると、目標到達時点t1における目標地点の薬剤の残留濃度を演算するものであってもよい。
[First Modification of Embodiment]
In the above embodiment, the residual concentration calculation means 10 calculates the change over time in the residual concentration of the drug at the target point, but instead of this, the residual concentration of the drug at the target point at any point in time is calculated. Also good. For example, the residual concentration calculation means 10 may calculate the residual concentration of the medicine at the target point at the target arrival time t1 when the target arrival time t1 is given.

[実施形態の第2変形例]
上記実施形態では、残留濃度測定手段11が、フラクチャリング流体の吸光光度に基づいてグルタルアルデヒドの残留濃度を測定したが、残留濃度の測定方法はこれには限定されない。残留濃度測定手段11は、他の方法により薬剤の残留濃度を測定するものであってもよい。
[Second Modification of Embodiment]
In the above embodiment, the residual concentration measuring unit 11 measures the residual concentration of glutaraldehyde based on the absorbance of the fracturing fluid, but the method for measuring the residual concentration is not limited to this. The residual concentration measuring means 11 may measure the residual concentration of the drug by other methods.

上記実施形態では、添加される薬剤がグルタルアルデヒドであったが、これには限定されない。また、上記実施形態では、薬剤添加量制御方法および薬剤添加量制御装置1−1がシェールガス随伴水処理システム100のフラクチャリング流体に対する薬剤添加量を制御したが、これには限定されない。薬剤添加量制御方法および薬剤添加量制御装置1−1は、例えば、浄水場において上水に対する塩素等の薬剤の添加量を制御するものであってもよく、バラスト水に対する塩素等の薬剤の添加量を制御するものであってもよい。   In the said embodiment, although the chemical | medical agent added was glutaraldehyde, it is not limited to this. Moreover, in the said embodiment, although the chemical | medical agent addition amount control method and the chemical | medical agent addition amount control apparatus 1-1 controlled the chemical | medical agent addition amount with respect to the fracturing fluid of the shale gas accompanying water processing system 100, it is not limited to this. The chemical addition amount control method and the chemical addition amount control apparatus 1-1 may control, for example, the addition amount of chemicals such as chlorine to clean water at a water purification plant, and the addition of chemicals such as chlorine to ballast water. The amount may be controlled.

[実施形態の第3変形例]
上記実施形態の方法(図1)において、出口部20Bの薬剤の残留濃度が残留濃度目標値Dtに到達しない場合が考えられる。測定される出口部20Bの薬剤の残留濃度が定常となっても残留濃度が目標濃度に到達しない場合、フラクチャリング流体に対する薬剤の添加および残留濃度の測定をはじめからやり直すようにしてもよい。この場合、薬剤の添加を停止すると共にフラクチャリング流体の圧入を継続し、反応ゾーン20内のフラクチャリング流体を薬剤が添加されていない流体で置き換えた後に、再度フラクチャリング流体に対する薬剤の添加および残留濃度の測定を開始する。このときに反応ゾーン20に流入させるフラクチャリング流体の薬剤の濃度Aは、前回の濃度Aよりも高濃度とされる。濃度Aの増分は、前回の定常となった残留濃度と目標濃度との差分に応じて定めることが好ましい。
[Third Modification of Embodiment]
In the method of the above embodiment (FIG. 1), there may be a case where the residual concentration of the medicine at the outlet 20B does not reach the residual concentration target value Dt. If the residual concentration of the outlet 20B to be measured does not reach the target concentration even when the residual concentration of the drug becomes steady, the addition of the drug to the fracturing fluid and the measurement of the residual concentration may be repeated from the beginning. In this case, the addition of the medicine is stopped and the press-fitting of the fracturing fluid is continued, and after the fracturing fluid in the reaction zone 20 is replaced with a fluid to which no medicine is added, the addition and the remaining of the medicine to the fracturing fluid are again performed. Start measuring the concentration. At this time, the concentration A of the medicine of the fracturing fluid that flows into the reaction zone 20 is higher than the previous concentration A. It is preferable that the increment of the density A is determined according to the difference between the residual density and the target density, which was the previous steady state.

上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。   The contents disclosed in the above embodiments and modifications can be executed in appropriate combination.

1−1 薬剤添加量制御装置
1 供給路
2 薬剤注入口
3 薬剤タンク
4 排出路
5 薬剤供給パイプ
6 薬剤供給量制御機構
10 残留濃度演算手段
11 残留濃度測定手段
12 薬剤添加量制御手段
20 反応ゾーン
20A 入口部
20B 出口部
21 坑井
22 頁岩層
100 シェールガス随伴水処理システム
Dc 未消費残留濃度
Din 添加濃度指令値
Dr 残留濃度測定値
Dt 残留濃度目標値
t1 目標到達時点
1-1 Drug addition amount control device 1 Supply path 2 Drug injection port 3 Drug tank 4 Discharge path 5 Drug supply pipe 6 Drug supply amount control mechanism 10 Residual concentration calculation means 11 Residual concentration measurement means 12 Drug addition amount control means 20 Reaction zone 20A Inlet 20B Outlet 21 Well 22 Shale Formation 100 Shale Gas Water Treatment System Dc Unconsumed Residual Concentration Din Addition Concentration Command Value Dr Residual Concentration Measurement Value Dt Residual Concentration Target Value t1 Target Achievement Time

Claims (2)

液体が流通する反応ゾーンの入口部において、前記液体に添加する薬剤の添加量を、前記液体の流通経路上の目標地点における前記薬剤の残留濃度が目標濃度以上となるよう制御する方法であって、(1)前記反応ゾーンが完全混合型であり、該反応ゾーンにおいて前記薬剤の消費がないと仮定した場合に、前記薬剤を前記目標濃度以上の任意の濃度Aで添加したときの、前記目標地点における前記薬剤の残留濃度の経時変化を演算する残留濃度演算工程と、(2)前記薬剤を前記濃度Aで実際に添加したときの、前記目標地点における前記薬剤の残留濃度の経時変化を測定する残留濃度測定工程と、(3)前記残留濃度測定工程において測定された前記薬剤の残留濃度が、前記目標濃度に到達したあるいは到達したと推測される時点に対応する時点における、前記残留濃度演算工程での残留濃度演算値を求め、該演算値に基づき前記薬剤の添加量を決定する薬剤添加量決定工程とを有することを特徴とする薬剤添加量制御方法。   A method of controlling the amount of drug added to the liquid at the inlet of a reaction zone through which the liquid flows so that the residual concentration of the drug at a target point on the flow path of the liquid is equal to or higher than the target concentration. (1) When the reaction zone is a complete mixing type and it is assumed that the drug is not consumed in the reaction zone, the target when the drug is added at an arbitrary concentration A equal to or higher than the target concentration A residual concentration calculating step for calculating a temporal change in the residual concentration of the drug at the point; and (2) measuring a temporal change in the residual concentration of the drug at the target point when the drug is actually added at the concentration A. Corresponding to the time when the residual concentration of the drug measured in the residual concentration measuring step reaches or is estimated to have reached the target concentration. That at the time, determine the residual concentration calculation value at the residual concentration calculating step, the drug amount control method characterized by having a drug loading amount determining step of determining the amount of the drug on the basis of the calculated value. 液体が流通する反応ゾーンの入口部において、前記液体に添加する薬剤の添加量を、前記液体の流通経路上の目標地点における前記薬剤の残留濃度が目標濃度以上となるよう制御する装置であって、(1)前記反応ゾーンが完全混合型であり、該反応ゾーンにおいて前記薬剤の消費がないと仮定した場合に、前記薬剤を前記目標濃度以上の任意の濃度Aで添加したときの、前記目標地点における前記薬剤の残留濃度の経時変化を演算する残留濃度演算手段と、(2)前記薬剤を前記濃度Aで実際に添加したときの、前記目標地点における前記薬剤の残留濃度の経時変化を測定する残留濃度測定手段と、(3)前記残留濃度測定手段によって測定された前記薬剤の残留濃度が、前記目標濃度に到達したあるいは到達したと推測される時点に対応する時点における、前記残留濃度演算手段による残留濃度演算値を求め、該演算値に基づき前記薬剤の添加量を制御する薬剤添加量制御手段とを有することを特徴とする薬剤添加量制御装置。   An apparatus for controlling the amount of drug added to the liquid at the inlet of a reaction zone through which the liquid flows so that the residual concentration of the drug at a target point on the flow path of the liquid is equal to or higher than the target concentration. (1) When the reaction zone is a complete mixing type and it is assumed that the drug is not consumed in the reaction zone, the target when the drug is added at an arbitrary concentration A equal to or higher than the target concentration A residual concentration calculating means for calculating a temporal change in the residual concentration of the drug at the point; and (2) measuring a temporal change in the residual concentration of the drug at the target point when the drug is actually added at the concentration A. (3) corresponding to the time point when the residual concentration of the drug measured by the residual concentration measuring means has reached or is estimated to have reached the target concentration That at the time, determine the residual concentration calculation value by the residual concentration calculating means, the drug amount control apparatus characterized by having a drug loading amount control means for controlling the amount of the drug on the basis of the calculated value.
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