JP3291509B2 - 大深度地下岩盤空洞への液化天然ガスの注入・貯蔵方法 - Google Patents
大深度地下岩盤空洞への液化天然ガスの注入・貯蔵方法Info
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- JP3291509B2 JP3291509B2 JP02118293A JP2118293A JP3291509B2 JP 3291509 B2 JP3291509 B2 JP 3291509B2 JP 02118293 A JP02118293 A JP 02118293A JP 2118293 A JP2118293 A JP 2118293A JP 3291509 B2 JP3291509 B2 JP 3291509B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、大深度地下の岩盤中
に形成した空洞をＬＮＧタンクに利用し液化天然ガスを
注入し貯蔵する方法に関する。
に形成した空洞をＬＮＧタンクに利用し液化天然ガスを
注入し貯蔵する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】地下空間の有効利用の一つとして、図４
に示したように、地下の岩盤層１中に液化天然ガス（以
下、ＬＮＧと略す）の貯蔵タンク１０を建設することが
提案されている。地下にＬＮＧを注入し貯蔵する方法と
しては、タンク天井部が地表面とほぼ同レベルとなる地
下式タンクによる方法と、地下深部に空洞を形成し、こ
れをＬＮＧタンクに利用する完全地下式タンクによる方
法とに大別される。現時点では大深度地下の岩盤層の中
にＬＮＧタンクを設けた完全地下式タンクを実用化した
例はない。
に示したように、地下の岩盤層１中に液化天然ガス（以
下、ＬＮＧと略す）の貯蔵タンク１０を建設することが
提案されている。地下にＬＮＧを注入し貯蔵する方法と
しては、タンク天井部が地表面とほぼ同レベルとなる地
下式タンクによる方法と、地下深部に空洞を形成し、こ
れをＬＮＧタンクに利用する完全地下式タンクによる方
法とに大別される。現時点では大深度地下の岩盤層の中
にＬＮＧタンクを設けた完全地下式タンクを実用化した
例はない。
【０００３】地下式タンクに関しては、連続地中壁で止
水処理をした上で地下を掘削し、地下に貯蔵タンクを構
築してＬＮＧを注入し貯蔵している実例がある。特公昭
６３−３１６３３号公報に記載された地下式貯槽の構築
工法は、ケーソンの先端からウオータージェットを噴射
させ、この噴射エネルギーで地盤を掘削してケーソンを
沈下させ、ケーソンで囲まれた中の排土を行ない、ケー
ソンを利用して貯槽躯体を構築してＬＮＧの注入・貯蔵
に利用する方法である。地下式タンクの一種で凍結工法
を利用した連結土式タンクも知られている。
水処理をした上で地下を掘削し、地下に貯蔵タンクを構
築してＬＮＧを注入し貯蔵している実例がある。特公昭
６３−３１６３３号公報に記載された地下式貯槽の構築
工法は、ケーソンの先端からウオータージェットを噴射
させ、この噴射エネルギーで地盤を掘削してケーソンを
沈下させ、ケーソンで囲まれた中の排土を行ない、ケー
ソンを利用して貯槽躯体を構築してＬＮＧの注入・貯蔵
に利用する方法である。地下式タンクの一種で凍結工法
を利用した連結土式タンクも知られている。
【０００４】従来、ＬＮＧタンクの構造に関しては、金
属製メンブレン壁による構造又はコンクリートライニン
グ壁による構造の他、空洞を掘削したままの状態（素掘
り状態）で貯蔵するタンクも考えられている。前記素掘
り状態のタンクは現在実用化されてはいないが、経済性
等の観点から今後の実用化に期待がかけられている。
属製メンブレン壁による構造又はコンクリートライニン
グ壁による構造の他、空洞を掘削したままの状態（素掘
り状態）で貯蔵するタンクも考えられている。前記素掘
り状態のタンクは現在実用化されてはいないが、経済性
等の観点から今後の実用化に期待がかけられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の連続地中壁で止
水処理を行なって掘削する工法や凍結工法等を応用した
凍結土式タンクの施工は、タンクの構築段階の工期が長
くなり、ＬＮＧ注入・貯蔵方法全体の施工費も高価とな
ってしまう。特公昭６３−３１６３３号公報に開示され
た工法は、施工可能な深度に限度があり、大深度地下の
利用は難しい。
水処理を行なって掘削する工法や凍結工法等を応用した
凍結土式タンクの施工は、タンクの構築段階の工期が長
くなり、ＬＮＧ注入・貯蔵方法全体の施工費も高価とな
ってしまう。特公昭６３−３１６３３号公報に開示され
た工法は、施工可能な深度に限度があり、大深度地下の
利用は難しい。
【０００６】比較的経済的な工法として考えられる、泥
水を用いた水中掘削で空洞を形成する方法は、掘削完了
時の地下空洞は泥水で満たされている。泥水で満たされ
た空洞内に極低温のＬＮＧを注入すると泥水がたちまち
凍結してしまい、注入・貯蔵の実現は困難である。ま
た、空洞の周辺岩盤が凍結していないところへＬＮＧを
注入すると、ＬＮＧ貯蔵の初期においてボイルオフガス
が一時的に多量に発生し、貯蔵タンク内の圧力調節が煩
雑になるという問題もある。
水を用いた水中掘削で空洞を形成する方法は、掘削完了
時の地下空洞は泥水で満たされている。泥水で満たされ
た空洞内に極低温のＬＮＧを注入すると泥水がたちまち
凍結してしまい、注入・貯蔵の実現は困難である。ま
た、空洞の周辺岩盤が凍結していないところへＬＮＧを
注入すると、ＬＮＧ貯蔵の初期においてボイルオフガス
が一時的に多量に発生し、貯蔵タンク内の圧力調節が煩
雑になるという問題もある。
【０００７】従って、本発明の目的は、経済的な水中掘
削によって空洞を施工し、空洞に満たされている泥水の
凍結による弊害を排し、貯蔵初期のボイルオフガスの発
生を少なくして、工期を短く、施工費も低くできる、大
深度地下岩盤空洞への液化天然ガスの注入・貯蔵方法を
提供することである。
削によって空洞を施工し、空洞に満たされている泥水の
凍結による弊害を排し、貯蔵初期のボイルオフガスの発
生を少なくして、工期を短く、施工費も低くできる、大
深度地下岩盤空洞への液化天然ガスの注入・貯蔵方法を
提供することである。
【０００８】
【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、本発明に係る大深度地下岩盤空洞への
液化天然ガスの注入・貯蔵方法は、地上から泥水を用い
た水中掘削工法により大深度地下の岩盤１中に空洞２を
形成する段階と、前記空洞２内の泥水６を抜いて不凍液
７と入れ換える段階と、前記空洞２内の不凍液７を冷却
して前記空洞２の壁面を形成する岩盤層を所定の厚さま
で凍結させる段階と、前記岩盤の凍結後に前記空洞２内
から不凍液７を抜き出し、不凍液を抜き出した後の前記
空洞２内に液化天然ガスを注入し貯蔵する段階と、から
成ることをそれぞれ特徴とする。
めの手段として、本発明に係る大深度地下岩盤空洞への
液化天然ガスの注入・貯蔵方法は、地上から泥水を用い
た水中掘削工法により大深度地下の岩盤１中に空洞２を
形成する段階と、前記空洞２内の泥水６を抜いて不凍液
７と入れ換える段階と、前記空洞２内の不凍液７を冷却
して前記空洞２の壁面を形成する岩盤層を所定の厚さま
で凍結させる段階と、前記岩盤の凍結後に前記空洞２内
から不凍液７を抜き出し、不凍液を抜き出した後の前記
空洞２内に液化天然ガスを注入し貯蔵する段階と、から
成ることをそれぞれ特徴とする。
【０００９】
【作用】泥水６を用いた水中掘削工法で空洞２を形成
し、泥水６は不凍液７と入れ換えるから、この時点で泥
水の凍結という問題はなくなる。不凍液７を冷却して空
洞２の周囲の岩盤層を凍結させ凍結岩盤領域５を形成す
る結果、タンクとしての強度を高められる。その後、不
凍液７を排出した後、凍結岩盤領域５によって形成され
た冷却状態の空洞２にＬＮＧ８を注入し貯蔵するので、
ボイルオフガスの発生を可及的に抑制できる。
し、泥水６は不凍液７と入れ換えるから、この時点で泥
水の凍結という問題はなくなる。不凍液７を冷却して空
洞２の周囲の岩盤層を凍結させ凍結岩盤領域５を形成す
る結果、タンクとしての強度を高められる。その後、不
凍液７を排出した後、凍結岩盤領域５によって形成され
た冷却状態の空洞２にＬＮＧ８を注入し貯蔵するので、
ボイルオフガスの発生を可及的に抑制できる。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。まず図１Ａは泥水６を用いた水中掘削工法によ
って地上から掘削を開始して大深度地下の岩盤１中に空
洞２を形成した段階を示している。一般に地下水位は空
洞２よりも上に位置するため、水中掘削工法を容易に実
施できる。のみならず、止水処理なども全く必要なく、
工期も短くて済み、施工費も安い。
明する。まず図１Ａは泥水６を用いた水中掘削工法によ
って地上から掘削を開始して大深度地下の岩盤１中に空
洞２を形成した段階を示している。一般に地下水位は空
洞２よりも上に位置するため、水中掘削工法を容易に実
施できる。のみならず、止水処理なども全く必要なく、
工期も短くて済み、施工費も安い。
【００１１】掘削完了後の空洞２内は、泥水６で満たさ
れているので、次には図１Ｂに示したように、先端開口
を空洞２の底盤に近接させた不凍液注入パイプ３を設け
ると共に空洞２の上端部分（のど部）に先端開口（吸入
口）をもつ泥水取り出しパイプ４が設けられる。そし
て、前記不凍液注入パイプ３を使って空洞２の底部から
不凍液７を注入して泥水を上方へ押し上げ、他方、泥水
取り出しパイプ４を使って空洞２の上部から泥水６を抜
き出して泥水６と不凍液７との入れ換えを行なう。ここ
で使用される不凍液７は、例えば塩化カルシウム、塩化
ナトリウム、塩化マグネシウム、メチレンクロライド、
エチレングリコール溶液等であり、泥水より比重を大き
く調整した不凍液である。
れているので、次には図１Ｂに示したように、先端開口
を空洞２の底盤に近接させた不凍液注入パイプ３を設け
ると共に空洞２の上端部分（のど部）に先端開口（吸入
口）をもつ泥水取り出しパイプ４が設けられる。そし
て、前記不凍液注入パイプ３を使って空洞２の底部から
不凍液７を注入して泥水を上方へ押し上げ、他方、泥水
取り出しパイプ４を使って空洞２の上部から泥水６を抜
き出して泥水６と不凍液７との入れ換えを行なう。ここ
で使用される不凍液７は、例えば塩化カルシウム、塩化
ナトリウム、塩化マグネシウム、メチレンクロライド、
エチレングリコール溶液等であり、泥水より比重を大き
く調整した不凍液である。
【００１２】かくして図２Ａのように泥水６と入れ換え
て不凍液７で満たされた空洞２が実現するので、その
後、空洞２内の不凍液７を−４０゜Ｃぐらいに強く冷却
することによって空洞２の素掘り壁面を形成する岩盤層
を凍結させて凍結岩盤領域５を形成する。前記岩盤の冷
却作業は、前記泥水取り出しパイプ４を使って空洞２内
の不凍液７を汲み上げ、図示を省略した冷却装置などを
使用して冷却した後、不凍液注入パイプ３を使って冷却
された不凍液７を空洞２内に戻す循環により行なわれ
る。前記不凍液７の冷却によって空洞２の周囲に凍結岩
盤領域５が厚さにして数ｍ程度形成された後に、今度は
不凍液注入パイプ３を使って空洞２内の不凍液７を全て
排出する。その結果、図２Ｂのように凍結岩盤領域５で
囲まれた空の空洞２が形成されるが、凍結岩盤領域５で
空洞２の壁面が強化されているので崩壊の心配はない。
て不凍液７で満たされた空洞２が実現するので、その
後、空洞２内の不凍液７を−４０゜Ｃぐらいに強く冷却
することによって空洞２の素掘り壁面を形成する岩盤層
を凍結させて凍結岩盤領域５を形成する。前記岩盤の冷
却作業は、前記泥水取り出しパイプ４を使って空洞２内
の不凍液７を汲み上げ、図示を省略した冷却装置などを
使用して冷却した後、不凍液注入パイプ３を使って冷却
された不凍液７を空洞２内に戻す循環により行なわれ
る。前記不凍液７の冷却によって空洞２の周囲に凍結岩
盤領域５が厚さにして数ｍ程度形成された後に、今度は
不凍液注入パイプ３を使って空洞２内の不凍液７を全て
排出する。その結果、図２Ｂのように凍結岩盤領域５で
囲まれた空の空洞２が形成されるが、凍結岩盤領域５で
空洞２の壁面が強化されているので崩壊の心配はない。
【００１３】次には前記不凍液注入パイプ３をＬＮＧ注
入管に使用し、ＬＮＧ８の注入・貯蔵を開始する。この
とき、空洞２は凍結岩盤領域５によって十分に冷却され
ており、ＬＮＧ貯蔵初期に注入されたＬＮＧ８が急激に
温められることもないからボイルオフガスの発生量は最
小限度に抑えられる。前記の泥水取り出しパイプ４はそ
のままボイルオフガスの排出管としても利用される。
入管に使用し、ＬＮＧ８の注入・貯蔵を開始する。この
とき、空洞２は凍結岩盤領域５によって十分に冷却され
ており、ＬＮＧ貯蔵初期に注入されたＬＮＧ８が急激に
温められることもないからボイルオフガスの発生量は最
小限度に抑えられる。前記の泥水取り出しパイプ４はそ
のままボイルオフガスの排出管としても利用される。
【００１４】
【本発明の奏する効果】本発明に係るＬＮＧの注入・貯
蔵方法によれば、水中掘削工法で空洞２を形成し、泥水
６を不凍液７と入れ換え、不凍液７を冷却して空洞２を
凍結岩盤領域５によって形成し、しかる後に不凍液排出
後にＬＮＧ８を注入するので、貯蔵初期のボイルオフガ
スの発生を少なくして工期も短く施工費も低くできる。
また、空洞２を形成する凍結岩盤領域５は気密性と液密
性を発揮してタンク壁の適性を期待できるから、メンブ
レン壁やコンクリートライニング壁は必要とせず経済的
である。
蔵方法によれば、水中掘削工法で空洞２を形成し、泥水
６を不凍液７と入れ換え、不凍液７を冷却して空洞２を
凍結岩盤領域５によって形成し、しかる後に不凍液排出
後にＬＮＧ８を注入するので、貯蔵初期のボイルオフガ
スの発生を少なくして工期も短く施工費も低くできる。
また、空洞２を形成する凍結岩盤領域５は気密性と液密
性を発揮してタンク壁の適性を期待できるから、メンブ
レン壁やコンクリートライニング壁は必要とせず経済的
である。
【図１】Ａは地下に形成された空洞を示した断面図であ
り、Ｂは泥水を不凍液と入れ換える状態を示した断面図
である。
り、Ｂは泥水を不凍液と入れ換える状態を示した断面図
である。
【図２】Ａは不凍液で満たされた空洞の断面図であり、
Ｂは凍結岩盤領域を形成後に不凍液を全部排出した空洞
の断面図である。
Ｂは凍結岩盤領域を形成後に不凍液を全部排出した空洞
の断面図である。
【図３】ＬＮＧを注入・貯蔵した空洞の断面図である。
【図４】ＬＮＧの地下岩盤内の貯蔵タンクを示した模式
図である。
図である。
１ 岩盤 ２ 空洞 ３ 不凍液注入パイプ ４ 泥水取り出しパイプ ５ 凍結岩盤領域 ６ 泥水 ７ 不凍液
フロントページの続き (72)発明者 上田 貴夫 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 甲村 雄一 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (56)参考文献 特開 平４−120317（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−5317（ＪＰ，Ａ) 特公 昭44−28431（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B65G 3/00 - 9/00 B65D 88/00 - 90/66 E02D 29/00 - 37/00
Claims (1)
- 【請求項１】地上から泥水を用いた水中掘削工法により
大深度地下の岩盤中に空洞を形成する段階と、前記空洞
内の泥水を抜いて不凍液と入れ換える段階と、前記空洞
内の不凍液を冷却して前記空洞の壁面を形成する岩盤層
を所定の厚さまで凍結させる段階と、前記岩盤の凍結後
に前記空洞内から不凍液を抜き出し、不凍液抜き出した
後の前記空洞内に液化天然ガスを注入し貯蔵する段階
と、から成ることをそれぞれ特徴とする、大深度地下岩
盤空洞への液化天然ガスの注入・貯蔵方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02118293A JP3291509B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | 大深度地下岩盤空洞への液化天然ガスの注入・貯蔵方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02118293A JP3291509B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | 大深度地下岩盤空洞への液化天然ガスの注入・貯蔵方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06234404A JPH06234404A (ja) | 1994-08-23 |
| JP3291509B2 true JP3291509B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=12047804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02118293A Expired - Fee Related JP3291509B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | 大深度地下岩盤空洞への液化天然ガスの注入・貯蔵方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3291509B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3284372B2 (ja) * | 1993-02-09 | 2002-05-20 | 株式会社竹中工務店 | 地下岩盤空洞内への液化天然ガスの注入・取り出し用断熱パイプ |
| JP5877997B2 (ja) * | 2011-10-26 | 2016-03-08 | 鹿島建設株式会社 | 低温液化ガスの地下貯蔵方法及び貯蔵施設の構築方法 |
| JP5888727B2 (ja) * | 2011-12-08 | 2016-03-22 | 鹿島建設株式会社 | 低温液化ガスの地下凍結制御型貯蔵施設 |
| EP2832666A1 (en) * | 2013-08-02 | 2015-02-04 | Park-ID B.V. | Installation for storing compressed air |
-
1993
- 1993-02-09 JP JP02118293A patent/JP3291509B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06234404A (ja) | 1994-08-23 |
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