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もし「ちきゅう」の海底掘削スピードが早ければ、脅威の兵器。

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もし「ちきゅう」の海底掘削スピードが、公表されたことと異なり、格段に早かったとしたら。
「ちきゅう」は恐るべき兵器になりうる。
世界中に10000mの穴を一度の航海であけることが可能になる。
そしてその穴に蓋が閉められ、管理番号が付けられる。
空けられた穴の位置は「ちきゅう」だけが知っている。
「ちきゅう」の活動範囲は全世界に及ぶ。

伝えられる情報によれば。(真実かどうか確かめようがないが・・・)
現在のところ、深度掘削船「ちきゅう」が深さ7000mのゴールに達するには1年以上必要
その間ちきゅうは海上の同じ場所に留まる必要があります。
(ちきゅうは、到達した深度に応じて掘削速度を変化させていきます。
1000mまでは毎時15m、2000mでは毎時8m、それ以上深いところでは毎時3mとなっています。また、摩耗していくドリルビット/ドリル先端の部品/の交換も必要ですが、たとえば深さ4000mになれば、その交換作業に約6時間かかるそうです。)



しかしもし、最新鋭の掘削法が採用されていれば、事情は異なってくる。
例えば、レーザー掘削法。
(レーザー掘削法はロータリー掘削法の限界を打ち破る。)
現在の掘削はほぼ 100 年前から広まったロータリー式掘削。
(ロータリー掘削法はビットの回転による掘削。必然的にビットが消耗し掘り進めなくなる。このため適宜新しいビットに入れ替えるための、掘削とは関係ない作業時間が発生。掘削速度は、ビット性能によるところが大きい。)
http://trc.jogmec.go.jp/merumaga/20080530/Laser_0805.pdf


「ちきゅう」は、1回の航海で海底10000mの深さまで掘削できる装備を搭載。

その空けた穴に蓋をして管理している。
ドリルパイプやライザーパイプは全て認識番号をつけている。
(ケーシングパイプは、海底を掘り終わった後もそのまま穴の中に置いておく。
掘削しているボーリングの穴には安全措置を講じ、その上でBOP(噴出防止装置)で最終的にボーリングの穴を密閉。)

「ちきゅう」は、長期間洋上で活動し、乗員の交代や燃料などの物資の補給も洋上で行うので入港する機会は非常に少なく、活動範囲も全世界に及ぶため、母港は特に定めません。

「ちきゅう」の船籍港は米軍基地のある横須賀港

日本周辺の海底を掘削する場合は、一般に、浅部(海底下0~1,000mぐらい)では300m/day(15m/hr)、中部(海底下1,000~2,000mぐらい)では150m/day(8m/hr)、深部(海底下2,000~3,000mぐらい)では70m/day(3m/hr)程度です。

深海掘削を行うためには、大きく分けて3種類のパイプが必要

ライザーパイプ
1つ目は、「ちきゅう」船体と海底面をつなぐライザーパイプ、これは海底面下を深く掘るために必要なライザーシステムの要になるパイプです。
ドリルパイプ
2つ目は、先端にビット(掘削するための刃)を付けて実際に地層を掘削するためのドリルパイプです。
ケーシングパイプ
3つ目は、掘削した穴が崩れないように保護するために入れるケーシングパイプです。

ライザーパイプは常時、2,500m分の(一本が平均27mですから、約90本)を搭載。
ドリルパイプは、常に1,000本以上搭載しています。一本約9.5mですから、ほぼ10,000m分
ケーシングパイプですが、海底面下7,000m掘削してその穴を維持するのに必要な量のパイプを「ちきゅう」は、搭載することが可能


ケーシングパイプという、掘った穴を保護するために挿入するパイプは、掘り終わった地層とケーシングパイプの隙間にセメントをいれて、固定してしまうので、海底を掘り終わった後もそのまま穴の中に置いておくことになります。

ドリルパイプやライザーパイプは全て認識番号をつけ、年1回程度、パイプ毎に使用状態を検査し基準に合わなくなったものは交換。

作業条件を越えるような台風や嵐が来ると予想される場合は、掘削している孔井に対する安全措置を講じ、その上でBOP(噴出防止装置)で最終的に孔井を密閉します。



直径65cmのビットを使用。
ビットは磨耗すると交換する。
掘削の目的を終えたら、廃坑される。
パイプの内部をセメントで埋め立て、海底に設置したBOPなどを回収する。
ケーシングパイプはカッターで切断され、その上部を引き抜かれ、回収される。


しかしその廃坑の過程は第三者が誰も確認していない。
空いた穴はそのまま放置され、悪用される可能性も否定できない。


http://www.jamstec.go.jp/chikyu/jp/QandA/archives.html



地球深部探査船「ちきゅう」Q&A

掘削およびパイプの引き上げは、どのくらいの速度でおこなわれるのでしょうか?


ドリルパイプを吊るす「ちきゅう」のデリック掘削のスピードは「掘進率:ROP(Rate of Penetration)」と呼びます。これは日本周辺の海底を掘削する場合は、一般に、浅部(海底下0~1,000mぐらい)では300m/day(15m/hr)、中部(海底下1,000~2,000mぐらい)では150m/day(8m/hr)、深部(海底下2,000~3,000mぐらい)では70m/day(3m/hr)程度です。
ビットが磨耗し取り替えるための、全ドリルパイプを引き上げるのに要する時間は、4,000mのドリルパイプ長さで約6時間程度かかります。すなわち、600m/1時間程度です

ちきゅう」に一回で搭載可能なパイプは、掘削何メートル分でしょうか?


CDEXの川村が、忙しい資材担当の小菅に代わり解答します。
深海掘削を行うためには、大きく分けて3種類のパイプが必要です。

1つ目は、「ちきゅう」船体と海底面をつなぐライザーパイプ、これは海底面下を深く掘るために必要なライザーシステムの要になるパイプです。 写真(1)

2つ目は、先端にビット(掘削するための刃)を付けて実際に地層を掘削するためのドリルパイプです。 写真(2)

3つ目は、掘削した穴が崩れないように保護するために入れるケーシングパイプです。詳しい作業手順については、CGアニメーションのある「ちきゅうスペシャル」をご覧ください。

「ちきゅう」は、常時、2,500m分のライザーパイプ(一本が平均27mですから、約90本)を搭載しており、つまり水深2,500mまでの海底から、深く地中を掘り進むことが出来ます。

また、ドリルパイプは、常に1,000本以上搭載しています。一本約9.5mですから、ほぼ10,000m分、と言うことは、「ちきゅう」船上から、10,000m先にとどく、つまり水深2,500mの海底からその先7,000m以上地球を掘削出来ます。

最後にケーシングパイプですが、これは、深く掘削を続けるためには、何種類かの直径のパイプが必要になりますが、一言で言ってしまえば、海底面下7,000m掘削してその穴を維持するのに必要な量のパイプを「ちきゅう」は、搭載することが可能です。

まとめると、「ちきゅう」は、一度に、水深2,500mから、地下7,000mの掘削をするのに必要な全てのパイプを搭載することが出来ます。


掘削に使用するパイプは何度も繰り返し使えるんですか?

ドリルパイプという、海底を掘るために使うパイプや、ライザーパイプという、船と海底をつないでいるパイプは、何度も繰り返し使えます。
ただし、ケーシングパイプという、掘った穴を保護するために挿入するパイプは、掘り終わった地層とケーシングパイプの隙間にセメントをいれて、固定してしまうので、海底を掘り終わった後もそのまま穴の中に置いておくことになります。

ドリルパイプやライザーパイプは全て認識番号をつけ、年1回程度、パイプ毎に使用状態を検査し基準に合わなくなったものは交換します。


台風や嵐がきても、掘削は続けるのですか?


勿論、「ちきゅう」は有る程度の風や波等に耐えて作業が出来るように設計されています。しかし、その限度をこえて作業をすることは出来ません。
「ちきゅう」の船体の安全確保は勿論、作業している人達の安全を最優先しなくてはなりません。従って、常に気象海象予報に注意し、作業条件を越えるような台風や嵐が来ると予想される場合は、掘削している孔井に対する安全措置を講じ、その上でBOP(噴出防止装置)で最終的に孔井を密閉します。

その後、ライザーをLMRP (Lower Marine Riser Package) と呼ばれる部分(BOPの上部)から切離し、ライザーを船上に回収した後、「ちきゅう」は安全な海域に避難します。


「ちきゅう」の船籍、船級はなんですか?また、母港はどこですか?

【船籍港】
船は船籍港を定めるよう法律で規定されています。 船籍港とは本籍地のようなもので、「ちきゅう」の船籍港は横須賀港です。
【母港】
船の本拠地あるいは主要な停泊港である母港は、法律で定められているわけではなく、使用者が自由に決めることができます。
「ちきゅう」は、長期間洋上で活動し、乗員の交代や燃料などの物資の補給も洋上で行うので入港する機会は非常に少なく、活動範囲も全世界に及ぶため、母港は特に定めません。

【船級】
自動車が定期的に車検を受けるように、船も定期的に検査を受けなければなりません。
船を検査し、「法律の要件を満たして安全な船ですよ」と認証する機関が船級協会で、認証した船級協会の名称をその船の船級と言っています。「ちきゅう」の船級は、NK(日本海事協会)です。
世界的に有名な船級協会には、NKの他に、ロイド(イギリス)、DNV(ノルウェー)、ABS(アメリカ)などがあります。



http://www.gizmodo.jp/2011/07/post_9049.html
マントルを目指す科学掘削船「ちきゅう」、津波の被害から復活!

ちきゅうは海底7000mまで掘削でき、これまで人類が到達したことのない地球の深部、マントルをも調査しようとしています。地震断層から岩石のサンプルを収集・観察し、地球の内部構造を解明して地震への影響を研究したり、さらには地球における未発見生命体や深海資源の探索を行うのです。

ちきゅうは全長210m、幅38m、高さ16mの巨体です。いわゆる「超高層ビル」の高さが200mくらいなので、そんなビルが横に寝てるような大きさでしょうか。重量は約5万7087t、スピードは最速12ノット(時速約22km)です。船の真ん中にはデッキからの高さ70m、海面からは100mに達するデリック(貨物を吊り上げる起重機)があり、これは最大1250tの重量に耐え、1万mのドリルストリングが使われています。つまり富士山の3倍の高さ(深さ)にまで達することができるのです。150人が乗船でき、うち50人は研究者が占めます。

ちきゅうは掘削を始めてからは船体を動かせません。そのため乗組員交代や補給にはヘリコプターが使われます。また、先進的なGPSシステムが搭載され、コンピューター制御されたアジマススラスターが潮流に対応して動き、船が掘削地点から流されないようにします。さらに従来は海洋石油掘削で使われていたライザーシステムを使うことで、水深2500mの海底でも掘削することができます。

ちきゅうは、到達した深度に応じて掘削速度を変化させていきます。1000mまでは毎時15m、2000mでは毎時8m、それ以上深いところでは毎時3mとなっています。また、摩耗していくドリルビット(ドリル先端の部品)の交換も必要ですが、たとえば深さ4000mになれば、その交換作業に約6時間かかるそうです。そんなわけで、深さ7000mのゴールに達するには1年以上必要で、その間ちきゅうは海上の同じ場所に留まる必要があります。

実際の掘削プロセスはこんな感じです。まず、ちきゅうはGPSと海底のトランスポンダーを頼りに掘削地点に到着します。そしてちきゅうのシステムが船にかかる外的な力を測定し、その力に対応すべくアジマススラスターを作動させて船体が15メートル以上動かないよう制御します。ドリルストリングが海底に下ろされ、地球の地殻を掘削していきます。数十メートルごとに岩石のサンプルが採取され、その化学的性質が分析されます。このプロセスはチームが7000メートル下のマントルに(願わくば)到着するまで続きます。

ちきゅうは、東日本大震災の被害を受けてしまいました。船は青森の八戸港に停留中でしたが、津波で水位が急激に変化したために底部に傷がつき、6つのアジマススラスターのうちひとつが損傷し、船体には1.5メートルの穴が空いてしまいました。でも、6月末に修復が完了し、現在の予定ではスリランカ沖にいるようです。災害に負けず、むしろ将来の地震や津波の被害を少なくできるように、これからもがんばってほしいですね。
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