JP4421516B2 - 温度勾配付加型コアホルダー装置 - Google Patents
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また、様々な全長のコア試料に簡便に対応できるよう、コアホルダー装置の圧力伝搬機構を改良したものであり、温調機能は持たないものが知られている(特許文献2)。
さらに、コア外側を被うスリーブを改良しコアとスリーブの密着性・気密性を向上させる供試体の製造方法が知られている(特許文献3)。
また、低温から高温まで網羅した温度勾配をコアに付加する装置があるが、地圧・静水圧をコアに付加する機能(コアホルダー機能)は持たない(非特許文献1)。
さらに、地圧・静水圧をコアに作用させつつ、ヒーターにより熱を与える装置があるが、低温の制御機能は持たない(非特許文献2)。
また、賦存原位置(海底下)においては、MH層に地圧・静水圧が作用しているため、実験室でその状態を模擬する必要が生じる。さらには、MHの分解反応は吸熱反応であるため、分解の過程においてコア下端の未分解の領域と、既に分解が完了した上流の領域に温度勾配が生じ、それが時々刻々変化する。したがって、コアの上流側と下流側で異なった温度で温度調整をする必要が生じる。また、その温度域は低温(−10℃以下)から高温(80℃以上)まで網羅する必要がある。
地圧・静水圧をコアに作用させることが可能な装置(コアホルダー装置)は、一般に市販されており(TEMCO.INC)石油業界などでは一般的である。
低温から高温まで網羅した温度勾配をコア試料に付加する装置(コアホルダー機能は持たない)は、坂本らにより開発されている。
地圧・静水圧をコアに作用させつつ、ヒーターにより熱を与える装置は、石油開発における火攻法などの実験で用いられている。
しかしながら、地圧・静水圧をコアに作用させつつ、低温から高温まで網羅した温度勾配をコアに付加する装置はこれまで存在しなかった。
すなわち、本発明は、耐圧構造の温調ジャケットの内側に、弾性体スリーブを保持し、当該弾性体スリーブ中に、2つのエンドキャップで固定された円筒状のコア試料を有し、温調ジャケットの内側に拘束圧加圧用流体を圧入する空間を有し、その外部に拘束圧加圧用流体を圧入・排出できる高圧注入装置を有し、かつ、一方のエンドキャップから他方のエンドキャップに向けて、コア内部成分の相転移、及び成分抽出用の流体を圧入し、コア試料より発生するガス、及び各種成分を抽出して取り出すことを特徴とする温度勾配付加型コアホルダー装置において、拘束圧加圧用流体が接する温調ジャケット中に、所望の箇所に複数の独立空間を形成させ、当該所望の箇所の独立空間にそれぞれ所望の温度の熱媒体を、弁を介して循環させることを特徴とする温度勾配付加型コアホルダー装置である。
また、本発明においては、弁が三方電磁弁とすることができる。
さらに、本発明においては、 弾性体スリーブと温調ジャケット内壁間の空間が、流体対流防止フィンによって幾つかの部分に仕切ることが出来る。
また、本発明は、 耐圧構造の温調ジャケットの内側に、弾性体スリーブを保持し、当該弾性体スリーブ中に、2つのエンドキャップで固定された円筒状のコア試料を有し、温調ジャケットの内側に拘束圧加圧用流体を圧入する空間を有し、その外部に拘束圧加圧用流体を圧入・排出できる高圧注入装置を有し、かつ、一方のエンドキャップから他方のエンドキャップに向けて、内部成分の相転移、及び成分抽出用の流体を圧入し、コア試料より発生するガス、及び各種成分を抽出して取り出すことを特徴とする温度勾配付加型コアホルダー装置において、拘束圧加圧用流体が接する温調ジャケット中に、所望の箇所に複数の独立空間を形成させ、当該所望の箇所の独立空間にそれぞれ所望の温度の熱媒体を、弁を介して循環させることを特徴とする温度勾配付加型コアホルダー装置を用いて、コア試料の特定箇所に対応する独立空間の温度・圧力を、特定物質の分解条件・抽出条件等に調整し、内部成分の相転移、及び成分抽出用の流体を圧入し、コア試料中の熱・物質移動を任意に制御しつつ特定成分産出挙動の時間変化を測定することを特徴とする、成分産出挙動時間変化測定方法である。
さらに、本発明の温度勾配付加型コアホルダー装置は、ゴムスリーブ周囲の高圧流体もジャケットの仕切り部分の位置で仕切られており、高圧流体の対流による熱伝達を最小限に押さえることが出来るので、精密な熱移動の制御が可能である。
また、本発明の、成分産出挙動時間変化測定方法を用いれば、コア試料中の熱・物質移動を任意に制御しつつ精密な特定成分産出挙動の時間変化を測定することができる。
本発明の温度勾配付加型コアホルダー装置は、拘束圧加圧用流体が接する温調ジャケット中に、所望の箇所に複数の独立空間を形成させ、当該所望の箇所の独立空間にそれぞれ所望の温度の熱媒体を、弁を介して循環させることができる。
所望の独立空間には、三方電磁弁7を用いて、所望の温度の冷媒若しくは熱媒を循環させることが出来、それぞれの独立空間を独立に温・冷媒で温調することで、任意の箇所を低温から高温まで任意の温度に温調可能である。
調節可能な温度は、−80℃〜200℃程度を目安とする。
このようにすることにより、コア試料中の熱・物質移動を任意に制御しつつ精密な特定成分産出挙動の時間変化を測定することができる。
次に産出ガス量の時間変化を図4に示す。分解は時間とともに速やかに進み、開始から約180minでコア試料中のMHが完全に分解し、ガスの産出が停止した。
次に産出ガス量の時間変化を図4に示す。時間とともに分解は進行するが、その速度は実施例1の場合と比べて遅く、開始から約180minの時点でMH全量の約1/4〜1/3程度しか分解していない。これにより圧入水の熱が十分にMH分解に使われず、相当量が外部へ流出していることがわかる。
以上により、温度勾配付加型コアホルダー装置及びこれを用いた成分産出挙動時間変化測定方法の有効性が明らかである。
2エンドキャップ
3コア試料
4温度調節用ジャケット
5拘束圧加圧用流体
6加圧流体対流防止フィン
7三方電磁弁
8冷媒又は熱媒体
Claims (3)
- 耐圧構造の温調ジャケットの内側に、弾性体スリーブを保持し、当該弾性体スリーブ中に、2つのエンドキャップで固定された円筒状のコア試料を有し、温調ジャケットの内側に拘束圧加圧用流体を圧入する空間を有し、その外部に拘束圧加圧用流体を圧入・排出できる高圧注入装置を有し、かつ、一方のエンドキャップから他方のエンドキャップに向けて、コア内部成分の相転移、及び成分抽出用の流体を圧入し、コア試料より発生するガス、及び各種成分を抽出して取り出すことを特徴とする温度勾配付加型コアホルダー装置において、拘束圧加圧用流体が接する温調ジャケット中に、所望の箇所に複数の独立空間を形成させ、当該所望の箇所の独立空間にそれぞれ所望の温度の熱媒体を、弁を介して還流させることを特徴とする温度勾配付加型コアホルダー装置。
- 弁が三方電磁弁である請求項1に記載した温度勾配付加型コアホルダー装置。
- 弾性体スリーブと温調ジャケット内壁間の空間が、流体対流防止フィンによって幾つかの部分に仕切られていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載した温度勾配付加型コアホルダー装置。
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