(57)【要約】  コアバレルまたはコアバレル・アッセンブリ用の内部バレルは、使用の際、採取されたコア試料を収容する細長い内部空間を少なくとも部分的に区画する１以上の側壁を有し、前記側壁または各側壁は、前記細長い内部空間から前記内部バレル外への少なくとも１つの流体流路が設けられるように使用されることを特徴とする、内部バレル。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアバレルまたはコアバレル・アッセンブリ用の内部バレルであって、
使用時に、採取されたコア試料を収容する細長い内部空間を、少なくとも部分的に区画する１以上の側壁を有し、前記側壁または各側壁には、前記細長い内部空間から前記内部バレル外へ、少なくとも１つの流体流路が設けられることを特徴とする、内部バレル。
【請求項２】
前記流体流路または各流体流路は、１以上の少なくとも部分的に開放された経路を有することを特徴とする、請求項１に記載の内部バレル。
【請求項３】
前記側壁または各側壁は、内方または外方、例えば、径方向内方または外方に突出する１以上の構造体を有し、前記構造体は前記流体流路または各流体流路の少なくとも一部を少なくとも部分的に区画することを特徴とする、請求項１または２に記載の内部バレル。
【請求項４】
前記側壁または各側壁の少なくとも一部は溝切りされていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内部バレル。
【請求項５】
前記流体流路または各流体流路は、前記側壁または各側壁を通過する経路を有することを特徴とする、請求項１に記載の内部バレル。
【請求項６】
前記側壁または各側壁は複数の流体流路を有することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内部バレル。
【請求項７】
前記複数の流体流路は、互いに一定間隔を空けて離れていることを特徴とする、請求項６に記載の内部バレル。
【請求項８】
前記流体流路または各流体流路は、液体および／または気体を前記細長い内部空間から概して横方向に流れ、その後前記内部バレルの端に向かって概して長さ方向に流れるようにすることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の内部バレル。
【請求項９】
前記流体流路または各流体流路に固形粒子が侵入することを防ぐ、遮る、または妨げるように配置された第１物理的分離手段をさらに有することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の内部バレル。
【請求項１０】
前記第１物理的分離手段は、所定の大きさの固形粒子または堆積物を前記流体流路または各流体流路に侵入させないよう構成されることを特徴とする、請求項９に記載の内部バレル。
【請求項１１】
前記第１物理的分離手段は、バッフル、前記流体流路または各流体流路への比較的狭い入口、フィルタ、スクリーンの内少なくとも１つを有することを特徴とする、請求項９または１０に記載の内部バレル。
【請求項１２】
前記内部バレルは円筒状であることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の内部バレル。
【請求項１３】
前記内部バレルは、互いに結合されることで前記内部バレルを形成する複数のバレル部を有することを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の内部バレル。
【請求項１４】
前記細長い内部空間の端を少なくとも部分的に横切るように伸びるフィルタやスクリーンのような第２物理的分離手段をさらに有することを特徴とする、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の内部バレル。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の内部バレルと、
前記内部バレルの周りの不浸透性スリーブとなる外部バレルと、を有することを特徴とするコアバレル。
【請求項１６】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の内部バレルまたは請求項１５に記載のコアバレルと、
流体流路が通過するキャップを有するキャッピングシステムと、を有することを特徴とするコアバレル・アッセンブリ。
【請求項１７】
前記キャッピングシステムは、前記内部バレルの内部圧力が所定の値に達しないように設計されていることを特徴とする、請求項１６に記載のコアバレル・アッセンブリ。
【請求項１８】
前記キャッピングシステムは流量計を有することを特徴とする、請求項１７に記載のコアバレル・アッセンブリ。
【請求項１９】
前記流量計は三相流量計であることを特徴とする、請求項１８に記載のコアバレル・アッセンブリ。
【請求項２０】
前記流量計はデータロガーと電源とに接続されていることを特徴とする、請求項１８または１９に記載のコアバレル・アッセンブリ。
【請求項２１】
コア試料の気体含有量を判定する方法であって、
・海底の堆積物からコア試料を採取することと、
・請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の内部コアバレルに前記コア試料を収納することと、
・前記海底から前記内部コアバレルおよびコア試料を引き上げ、前記引き上げられたコア試料から発せられる気体量を測定することと、
・前記引き上げられたコア試料から発せられる前記気体量に基づいて前記堆積物の前記気体含有量を判定することと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記内部コアバレルと前記コア試料とは、前記コア試料中のあらゆるガスハイドレート結晶が水および気体に分解される周囲圧力の所定の水深まで引き上げられることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記コア試料はオリエンテッド・コア試料であることを特徴とする、請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
コア試料の気体含有量を判定するシステムであって、
・海底の堆積物から１以上のコア試料を採取するコアサンプリング装置と、
・前記コア試料を収容する１以上の、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の内部コアバレルと、
・前記海底から前記内部コアバレルおよびコア試料を引き上げる手段と、
・前記引き上げられたコア試料から発せられる気体量を測定する気体検知装置と、
・前記引き上げられたコア試料から発せられるメタン量に基づき、前記海底堆積物の前記気体含有量を判定する手段と、を有することを特徴とするシステム。
【請求項２５】
前記気体検知装置は、流量計を有することを特徴とする、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記流量計に接続されたデータロガーをさらに有することを特徴とする、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記コアサンプリング装置はオリエンテッド・コア試料を採取するよう動作可能であることを特徴とする、請求項２４乃至２６のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコア試料の気体含有量を判定する方法と、当該方法に用いられる装置に関する。
【０００２】
特にメタンハイドレートのようなガスハイドレートは、地下層、具体的には深海の例えば海底下の貯留層のような場所で見られる。超低温、超高圧下の貯留層では、ガスハイドレートは安定した結晶形態となる。そこで温度上昇および／または圧力低下が生じると、ガスハイドレートは気化し、大幅に体積が増加する。
【背景技術】
【０００３】
このような体積の膨張は、炭化水素の生成、特に海上深海炭化水素生成において、大きな安全上の脅威となり得る。一般的にこのような場合は、ガスハイドレートを含むあらゆる貯留層への掘削を行わないことが望ましい。しかし、ガスハイドレートを含む貯留層は、通常、従来の対象である石油およびガス貯留層と比較し、圧倒的に海底に近くにあるため、ガスハイドレートを含むあらゆる貯留層を避けるには、信頼できる調査、測定方法が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０８２８７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特にメタンのようなガスは大量にハイドレートとして、北極圏のような寒冷地の、特に海底堆積物内に貯留されている。さらに、ガスハイドレートの相変化特性の解明が大きく進んでいることから、エネルギー源として、現在ガスハイドレートは非常に注目を浴びている。その結果、ガスハイドレート資源の存在を推定、測定するために信頼できる費用対効果の高い技術が求められている。
【０００６】
したがって、ハイドレート資源開発を経済的に行うことが望ましいと考えられる。このような資源は通常深海および／または北極圏に存在する。しかし、浅い位置に存在する、例えばメタンハイドレート堆積物のようなガスハイドレート堆積物を発見、評価するのは困難となり得る。
【０００７】
ガスハイドレートの性質を考えると、例えば電磁（ＥＭ）調査や地震探査のような間接的地球物理学的な方法は信頼性が低い。
【０００８】
また、低塩分化に基づくハイドレート含有量の推定も、基準となる隙間水の塩分濃度が不確定であることから信頼性が低い。
【０００９】
公知の技術は信頼性が低くさらに／または費用が高くなり得るため、海上での採掘で採取されたコアの実際のハイドレート含有量を測定することは特に困難である。
【００１０】
加圧コアバレル内にコア試料を採取し、海面まで引き上げることが知られている。加圧コアバレルは、採取現場の圧力および温度でコア試料を収容する。それにより、コア試料が海面に引き上げられた際の圧力低下および／または温度上昇によるハイドレート結晶の分解を妨げるようにする。その後、試料を海面にて分析可能である。
【００１１】
しかし加圧コアバレルは高価かつ信頼性が低い。例えば、採取現場の圧力よりも低い圧力および／または採取現場の温度よりも高い温度でのコア試料の採取という障害が頻繁に生じる。これにより、採取されたコア試料のハイドレート含有量の報告に構造的バイアスがかかってしまう。したがって、当該コア試料からのコアデータの直接的分析も信頼度が低くなり得る。さらに、ガスハイドレートの分解により、水面に引き上げられている加圧コアバレルに故障が発生する可能性すらある。
【００１２】
さらに、海面で加圧容器を扱うことは、重大な健康上、さらに安全上の問題を伴う。さらに、海上ドリルプラットフォームまたは船舶では、加圧コアバレルを貯蔵および／または扱いの為のスペースが限られている場合があり、潜在的リスクが高まる。
【００１３】
ＷＯ２０１１／０８２８７０にはさらに別の方法が開示されている。本方法は、メタンハイドレート結晶を含む海底試料のメタン含有量を判定する方法であって、深海領域における海底堆積物からコア試料を採取することと、収容容器にコア試料を収容することと、コア内のあらゆるメタンハイドレート結晶が水とメタンに分解される所定の水深まで収容容器を引き上げることと、引き上げられたコア試料から発せられたメタンの量を測定すること、とを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様では、コアバレルまたはコアバレル・アッセンブリの内部バレルであって、使用時に、採取されたコア試料を収容する細長い内部空間を少なくとも部分的に区画する１以上の側壁を有し、前記側壁または各側壁は、前記細長い内部空間から前記内部バレル外への少なくとも１つの流体流路が設けられるように使用される内部バレルが提供される。
【００１５】
気体および／または液体を、前記採取されたコア試料から、前記側壁または各側壁により形成された前記流体流路を介して排出すると利点がある。
【００１６】
従来の内部バレルは、通常、滑らかで連続した側壁を有する。このため、採取されたコア試料からの気体および／または液体は、細長い内部空間の頂部および／または底部を介してしか排出されない。
【００１７】
通常、採取されたコア試料は、例えばメタンハイドレート結晶のようなガスハイドレートを含み得る。採取されたコア試料からの気体および／または液体は、前記流体流路または各流体流路を通過し得る。したがって、細長い内部空間から排出される気体および／または液体が、採取されたコア試料体内を移動する距離はより短くなり得る。これは、細長い空間の内部圧力の低下に寄与し得るという点で有利である。追加的に、または、選択的に、あるコア試料から気体および／または液体が流れる時間を短縮し得る。その結果、あるコア試料からのデータがより速くかつ簡単に収集可能となり得る。さらに、またはあるいは、採取されたコア試料の、気体および／または液体が通過する部分が小さくなるため、コア試料から流れる気体および／または液体に含まれる、例えば石または堆積物の粒子のような固形物の量を抑えることが可能となり得る。
【００１８】
前記流体流路または各流体流路は１以上の少なくとも部分的に開放された経路を有してもよい。
【００１９】
一実施形態において、前記側壁または各側壁は、内方または外方、例えば、径方向内方または外方に突出する１以上の構造体を有し、前記構造体は前記流体流路または各流体流路の少なくとも一部を少なくとも部分的に区画してもよい。
【００２０】
一実施形態において、前記側壁または各側壁の少なくとも一部は、例えば長手方向または螺旋状に溝切りされてもよい。
【００２１】
前記側壁または各側壁は、１以上の穴や貫通部を有してもよい。
【００２２】
前記流体流路または各流体流路は前記側壁または各側壁を通過する経路を有してもよい。例えば、前記側壁または各側壁は少なくとも一部に、多孔質であり、かつ／または、内部経路、例えばネットワーク状のもの、を１つ以上有してもよい。追加的に、または選択的に、前記側壁または各側壁は、少なくとも一部が、ガス透過性の材料、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のようなものとし、前記流体流路または各流体流路の少なくとも一部を構成してもよい。
【００２３】
一実施形態において、前記側壁または各側壁は複数の流体流路を有していてもよい。例えば、複数の流体流路は、互いに一定間隔を空けて離れていてもよい。追加的に、または選択的に、１以上の前記複数の流体流路は別の流体流路と区別されてもよく、および／または、１以上の前記複数の流体流路は少なくとも１つのその他流体流路に相互接続してもよい。
【００２４】
一実施形態において、前記流体流路または各流体流路は、液体および／または気体を前記細長い内部空間から概して横方向に流れ、その後前記内部バレルの端に向かって概して長さ方向に流れるようにしてもよい。
【００２５】
一実施形態において、前記内部バレルは、前記流体流路または各流体流路に固形粒子が侵入することを防ぐ、遮る、または妨げるように配置された第１物理的分離手段をさらに有してもよい。
【００２６】
一実施形態において、前記第１物理的分離手段は、所定の大きさの固形粒子または堆積物を前記流体流路または各流体流路に侵入させないよう構成されてもよい。例えば、第１物理的分離手段は、最小径が２０ｍｍ以上、例えば１０ｍｍ以上または７ｍｍ以上の固形粒子または堆積物を前記流体流路または各流体流路に通さないものとしてもよい。
【００２７】
前記第１物理的分離手段は、バッフル、前記流体流路または各流体流路への比較的狭い入口、フィルタ、スクリーンの内少なくとも１つを有してもよい。フィルタまたはスクリーンは、メッシュまたは膜を有してもよい。
【００２８】
前記流体流路または各流体流路に、例えば石または堆積物のような、固形粒子が侵入することを防ぐ、遮る、または妨げることは、有効であり、このために、前記流体流路または各流体流路が詰まるおそれが少なくなり、これにより、前記採取されたコア試料から液体および／または気体の流れを制限または防がれる。追加的に、または選択的に、前記内部バレルの下流の機器は、複雑および／または高価および／または回復性の高いものである必要がなく、摩耗および／または腐食を低減できる。好適には、このような下流の機器を頻繁に整備、保守、交換する必要がない。
【００２９】
一実施形態において、内部バレルは管状であってもよい。内部バレルは長さ方向全体で均一な断面形状を有してもよい。
【００３０】
一実施形態において、前記内部バレルは円筒状であってもよい。
【００３１】
一実施形態において、前記内部バレルは完全な筒状または管形状に形成されてもよい。
【００３２】
一実施形態において、前記内部バレルは、互いに結合されることで前記内部バレルを形成する複数のバレル部を有してもよい。例えば、前記内部バレルは一対の半管形状を有してもよい。
【００３３】
前記内部バレル、あるいは前記バレル部または各バレル部は、単体、あるいは例えば溶接や接着により結合された、または追加物を介在させることなく組み合わされるような形状に形成された複数の部分から形成されてもよい。
【００３４】
前記内部バレル、あるいは前記バレル部または各バレル部は、押出し成形により形成されてもよい。
【００３５】
前記内部バレル、あるいは前記バレル部または各バレル部は、例えばスチール、アルミニウムまたはアルミニウム合金のような金属、あるいは例えば高密度ポリエチレンのようなプラスチック素材から形成されてもよい。
【００３６】
前記内部バレルは、少なくとも０．５ｍ、通常少なくとも１ｍの長さを有してもよい。前記内部バレルの長さは５ｍまで、通常４ｍまたは３ｍまでであってもよい。一実施形態において、前記内部バレルの長さは１．５ｍから３ｍ、例えば１．５ｍから２ｍであってもよい。
【００３７】
前記内部バレルは、例えば外径である最大幅が０．３ｍ以上であってもよい。前記内部バレルの、例えば外径である最大幅は、１．５ｍまで、例えば１．２ｍまでであってもよい。一実施形態において、前記内部バレルの、例えば外径である最大幅は、少なくとも０．５ｍおよび／または１ｍまでであってもよい。
【００３８】
前記側壁または各側壁は、１００ｍｍまでの最大壁厚、例えば５０ｍｍまでの壁厚を有してもよい。
【００３９】
一実施形態において、前記内部バレルは、前記細長い内部空間の端を少なくとも部分的に横切るように伸びるフィルタやスクリーンのような第２物理的分離手段をさらに有してもよい。前記第２物理的分離手段は、ＨＤＰＥのようなポリマー材料により形成されてもよい。好適には、前記第２物理的分離手段は、採取されたコアから流出する液体および／または気体に含まれる固形粒子が、前記細長い内部空間の端を通り抜けることを遮る、妨げる、または防ぐものであってもよい。前記内部バレルは、前記細長い内部空間の両端にわたって設けられる第２物理的分離手段を有してもよい。
【００４０】
一実施形態において、前記内部バレルは、前記流体流路または各流体流路からの出口にわたって設けられる第３物理的分離手段を有していてもよい。前記流体流路または各流体流路が前記側壁または各側壁の端で終端する実施形態では、前記第３物理的分離手段は好適には、前記第２物理的分離手段の一部であっても、または前記第２物理的分離手段に結合していてもよい。
【００４１】
一実施形態において、前記内部バレルには、流体流路を通したキャップを有する、キャッピングシステムを設けてもよい。さらに、または好ましくは、前記キャッピングシステムは、前記内部バレルの内部圧力が所定の値に達しないように設計してもよい。
【００４２】
本発明の第２の態様では、本発明の第１の態様に係る内部バレルと、前記内部バレルの周りの不浸透性スリーブとなる外部バレルと、を有するコアバレルが提供される。
【００４３】
一実施形態において、コアバレルには流体流路を通したキャップを有する、キャッピングシステムを設けてもよい。さらに、または好ましくは、前記キャッピングシステムは、前記内部バレルの内部圧力が所定の値に達しないように設計してもよい。
【００４４】
一実施形態において、前記キャッピングシステムは流量計を有してもよい。前記流量計は三相流量計であってもよい。前記流量計はデータロガーと電源とに接続されていてもよい。例えば、電源は電池のようなオンボード電源であってもよい。
【００４５】
選択的に、または追加的に、前記キャッピングシステムは非接触コネクタを有してもよい。使用時、キャッピングシステムからのデータ送信が非接触コネクタにより行われることは有利である。非接触コネクタは音波システムまたは高周波システムの一部であってもよい。非接触コネクタを有する一実施形態においては、オンボード・データロガーおよび／またはオンボード電源である必要はない。
【００４６】
本発明のさらなる態様では、コア試料の気体含有量を判定する方法であって、
・海底の堆積物からコア試料を採取することと、
・本発明の第１の態様に係る内部コアバレル内に前記コア試料を収納することと、
・前記海底から前記内部コアバレルおよびコア試料を引き上げることと、
・前記引き上げられたコア試料から出た気体量を測定することと、
・前記引き上げられたコア試料から出た前記気体量に基づいて前記堆積物の前記気体含有量を判定することと、を含むことを特徴とする方法が提供される。
【００４７】
一実施形態において、前記内部コアバレルと前記コア試料とを、前記コア試料中のあらゆるガスハイドレート結晶が水および気体に分解される周囲圧力の所定の水深まで引き上げてもよい。内部コアバレルおよびコア試料を、例えば引き上げられたコア試料から排出される気体が非常に少なくなるまたはなくなるまでの所定の時間、所定の水深で保持してもよい。
【００４８】
一実施形態において、内部コアバレルおよびコア試料を所定の水深に保持するのではなく、例えば船舶またはプラットフォームのデッキのような水面部まで引き上げてもよい。
【００４９】
一実施形態において、排出された気体量は例えば内部コアバレルとコア試料とが引き上げられている間に連続的に測定してもよい。
【００５０】
本発明のさらなる態様では、コア試料の気体含有量を判定するシステムであって、
・海底の堆積物から１以上のコア試料を採取するコアサンプリング装置と、
・前記コア試料を収容する１以上の、本発明の第１の態様に係る内部コアバレルと、
・前記海底から前記内部コアバレルおよびコア試料を、例えば前記コア試料中のあらゆるガスハイドレート結晶が水および気体に分解される周囲圧力の所定の水深まで引き上げる手段と、
・前記引き上げられたコア試料から流出する気体量を測定する気体検出装置と、
・前記引き上げられたコア試料から流出するメタン量に基づき、前記海底堆積物の前記気体含有量を判定する手段と、を有することを特徴とするシステムが提供される。
【００５１】
本発明のさらなる態様では、コアバレル用のキャッピングシステムが提供され、前記キャッピングシステムは、流体流路が通るキャップを有し、前記内部バレルの内部圧力が所定の値に達しないように構成されている。
【００５２】
本発明がよりよく理解されるよう、本発明の例示的実施形態を以下の添付された図を参照に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る内部コアバレルの半体を示す図である。
【図２】図１に示す半体の端部の拡大図である。
【図３】図１の半体の断面図である。
【図４】本発明に係るキャッピングシステムの例示的実施形態の第１斜視図である。
【図５】図４のキャッピングシステムの第２斜視図である。
【図６】図４のキャッピングシステムの正面図である。
【図７】図４のキャッピングシステムの平面図である。
【図８】図６の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図９】本発明に係るキャッピングシステムの第２例示的実施形態を示す図である。
【図１０】図９のキャッピングシステムの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１は、本発明に係る内部コアバレルの半体１を示す。半体１は、１６４４ｍｍの長さを持つアルミニウム押出し成形品である。半体１は、全体的に半管形状を有し、２つの半体１が結合されて管状の内部コアバレルとして使用される。
【００５５】
図２は、図１に示す半体１の端部の拡大図である。半体１は滑らかな外面２を有する。半体１の内部は、長手方向の溝切が形成されている。それぞれネック部４とより大きなヘッド部３を有する、一定間隔で並ぶ９つの全体的にＴ字型の構造体が、半体１の長さ方向に沿って延びる。
【００５６】
図３は、半体１の断面図である。半体１は、３３ｍｍの外径と、ヘッド部３上面間で測定される２６ｍｍの内径を有する。長手方向溝切を形成するパターンをなす構造体間の間隔は弧度２０°である。隣接するヘッド部３間の間隔は、約２．４ｍｍまたは弧度約５°である。各ヘッド部３は弧度約１５°の幅を有する。各ネック部４は弧度約５°の幅を有する。
【００５７】
半体１の各端は曲状舌部５となっている。曲状舌部５は、２つの半体１同士を結合して本発明に係る内部コアバレルを形成する際、一致するような形状および寸法となっている。曲状舌部５は、半体の各端として適切な形状の一例に過ぎない。当業者であれば、例えば直線状、曲状、または曲線状のようなその他数多くの適切な形状を想到できる。あくまで重要なのは、本発明に係る内部コアバレルを形成するよう、例えば２つの半体のようなバレル部が結合される際に、例えば半体のようなバレル部の端部が一致することである。
【００５８】
使用の際、２つの半体１が結合されることで本発明に係る内部コアバレルが形成される。長手方向の溝切により、内部コアバレル内に保持されたコア試料から発せられる気体用の複数の流体流路が形成される。気体はコア試料から、ヘッド部３間の間隙を通じて、コア試料の長手方向の実質的に任意の位置から径方向外方に流れることが可能である。その後、気体は構造体間経路内で、内部コアバレル長手方向に沿って流れることができる。ヘッド部３下の隣接するネック部４間の間隙よりも、ヘッド部３間の間隙の厚さの方が小さい。これにより、例えば石や堆積物のような大きな固形粒子が、気体の流れる流体流路に侵入することが防止される。
【００５９】
使用時、本発明に係る内部コアバレルは外部コアバレル内に収容されてもよい。外部コアバレルと、その内部の内部コアバレルとの組み合わせをコアバレルと称する。
【００６０】
図４、図５、および図６は、本発明に係る内部コアバレルまたはコアバレルの一端を封止する、本発明に係るキャッピングシステム６の実施例を示す。キャッピングシステム６は、開放端を備え、コアバレルの端を収容するような形状および寸法のウジング７を有する。
【００６１】
図５に示すように、ハウジング７内部に、ハウジング７の開放端の比較的近くに位置する一対の封止リング１１ａ、１１ｂが設けられる。使用の際、封止リング１１ａ、１１ｂは、ハウジング７内に収容されるコアバレルの外面と、気密封止体を形成する。
【００６２】
キャッピングシステムはさらに、トップキャップ８と、流量計を収容する計器ブロック９とを有する。後述するように、使用の際、ハウジング７内部空間から流体がトップキャップ８のネック部１２と、計器ブロック９とを通じて流れる。
【００６３】
図７は、トップキャップ８上の計器ブロック９の平面図である。計器ブロックは出口１０を有する。出口１０は、海面上のドリルプラットフォームまたは船舶につながるさらなる管（図示せず）に接続可能である。
【００６４】
計器ブロック９は、コア試料からの流体の流量を計測する流量計を有する。流量計は、データロガーと、流量計および／またはデータロガーに電力を供給する電池とに接続される。データロガーおよび／または電池は計器ブロック９内に収容されてもよい。流量計はコリオリ流量計であってもよい。流量計は、液体、気体、ならびに液体および気体の混合物の流量を測定し、それらを区別するための三相流量計であってもよい。流量計はブロンコスト製であってもよい。
【００６５】
データロガーは、周囲圧力が所定の範囲内である場合に限り電池から電力が供給されるよう配置された圧力センサに対応付けられてもよい。これにより電池寿命が長くなり得る。したがって、データロガーは海底または海面に設けられてもよいが、所定の周囲圧力下でのみ動作開始する。所定の周囲圧力は、ガスハイドレートが気体および水へ分解される圧力に対応するよう選択される。
【００６６】
選択的に、または追加的に、水面からデータロガーに電力を供給してもよい。例えば、データロガーから水面上の施設へのケーブルや、音波や高周波接続のような非接触接続等のデータリンクを設けてもよい。これにより、フローデータのリアルタイム分析が可能となる。
【００６７】
図８は、図６の線Ａ−Ａに沿った断面図である。ハウジング７は内部スリーブ２１を有する。内部スリーブ２１は、頂部からハウジング７内に嵌り、リップ２２によりハウジング７の底から滑り落ちることが防がれる。ハウジング７の開口部は、内部空洞１３よりも若干狭い。使用の際、封止リング１１ａ、１１ｂは、コアバレル外面（図示せず）とともに、気密封止体を形成する。さらにコアバレルの端は内部空洞１３内に位置する。
【００６８】
内部空洞１３は、その端面の中心に位置する出口１６を有する。出口１６は、ハウジング７の長ネック部１８を通過する経路１７につながる。トップキャップ８のネック部１２は、ハウジング７の長ネック部１８の端部を囲う。使用の際、経路１７はトップキャップ８内に導入され、計器ブロック９が接続される出口２０まで延びる。
【００６９】
キャッピングシステム６により、ハウジング７内に収容されたコアバレル内のコア試料から流量計への流体流が形成される。キャッピングシステムは、ハウジング７の内部圧力が所定の値に達しないように設計されている。ばね１５またはその他弾性付勢手段が、内部空洞１３の頂部の外面と、閉鎖部材１４の下側との間に設けられる。閉鎖部材１４は、ネック部１８周囲かつ、ネック部１２の下に設けられる。閉鎖部材１４はハウジング７上のリップ１９により、位置決めされる。内部空洞１３の内部圧力が上昇すると、ばね１５はスリーブ２１を押し上げ、閉鎖部材１４をハウジング７外に押し出す。これにより、内部空洞１３から気体を排出することができる。
【００７０】
図９および図１０は、本発明に係る内部コアバレルまたはコアバレルの一端を封止する、本発明に係るキャッピングシステム６’の第２例示的実施形態を示す。キャッピングシステム６’は、開放端を備え、コアバレルの端を収容するような形状、サイズを持つハウジング７’を有する。
【００７１】
ハウジング７’は、閉鎖端において、流量計（図示せず）を収容する機器ハウジング２３に接続される。使用の際、流体はハウジング７’の内部空間から、ネック部１２’、長ネック部１８’、基礎部２４を介して機器ハウジング２３の内部空間２５に流れる。
【００７２】
図１０に示すように、ハウジング７’内部に、ハウジング７’の開放端の比較的近くに位置する一対の封止リング１１ａ’、１１ｂ’が設けられる。使用の際、封止リング１１ａ、’１１ｂ’は、ハウジング７内に収容されるコアバレルの外面と、気密封止体を形成する。
【００７３】
ハウジング７’は内部スリーブ２１’を有する。内部スリーブ２１’は、頂部からハウジング７’内に嵌り、リップ２２’によりハウジング７’の底から滑り落ちることが防がれる。ハウジング７’の開口部は、内部空洞１３’よりも若干狭い。使用の際、封止リング１１ａ’、１１ｂ’は、コアバレル外面（図示せず）とともに、気密封止体を形成する。コアバレルの端は内部空洞１３’内に位置する。
【００７４】
内部空洞１３’は、その端面の中心に位置する出口１６’を有する。出口１６’は、ハウジング７’の長ネック部１８’を通過する経路１７’につながる。ネック部１２’は、ハウジング７’の長ネック部１８’の端部を囲う。経路１７’は機器ハウジング２３の基礎部２４内へと延びる。
【００７５】
キャッピングシステム６’により、ハウジング７’内に収容されたコアバレル内のコア試料から機器ハウジング２３の内部空間２５に位置する流量計への流体流が形成される。キャッピングシステムは６’、ハウジング７’の内部圧力が所定の値に達しないように設計されている。ばね１５’またはその他弾性付勢手段が、内部空洞１３’の頂部の外面と、閉鎖部材１４’の下側との間に設けられる。閉鎖部材１４’は、長ネック部１８’周囲かつ、ネック部１２’の下に設けられる。閉鎖部材１４’はハウジング７’上のリップ１９’により、位置決めされる。内部空洞１３’の内部圧力が上昇すると、ばね１５’はスリーブ２１’を押し上げ、閉鎖部材１４’をハウジング７’外に押し出す。これにより、内部空洞１３’から気体を排出することができる。
【００７６】
機器ハウジング２３は出口２６を有する。出口２６は海面上のドリルプラットフォームまたは船舶につながるさらなる管（図示せず）に接続可能である。図１０に示すように、出口２６はねじ切りされており、機器ハウジング２３はねじ切りされた管やパイプの端に螺合可能となる。機器ハウジング２３は任意の適切な手段でさらなる管に接続可能である。
【００７７】
機器ハウジング２３の内部空間２５は、コア試料からの流体の流量を計測する流量計を収容する。流量計は、データロガーと、流量計および／またはデータロガーに電力を供給する電池とに接続される。データロガーおよび／または電池は機器ハウジング２３内に収容されてもよい。流量計はコリオリ流量計であってもよい。流量計は、液体、気体、ならびに液体および気体の混合物の流量を測定し、それらを区別するための三相流量計であってもよい。流量計はブロンコスト製であってもよい。
【００７８】
データロガーは、周囲圧力が所定の範囲内である場合に限り、電池から電力が供給されるよう配置された圧力センサに対応付けられてもよい。これにより電池寿命が長くなり得る。したがって、データロガーは海底または海面に設けられてもよいが、所定の周囲圧力下でのみ動作開始する。所定の周囲圧力は、ガスハイドレートが気体および水へ分解される圧力に対応するよう選択される。
【００７９】
あるいは、またはそれに加えて、水面からデータロガーに電力を供給してもよい。例えば、データロガーから水面上の施設へのケーブルや、音波や高周波接続のような非接触接続等のデータリンクを設けてもよい。これにより、フローデータのリアルタイム分析が可能となる。
【００８０】
本発明に係る方法の一例を以下に説明する。
【００８１】
コアサンプリング装置は海底で、複数のコア試料を採取するよう動作する。コアサンプリング装置は、各コア試料を、本発明の内部コアバレルと、不浸透性スリーブとしての外部バレルとを有するコアバレルに送るよう動作可能である。本発明のキャッピングシステムは各コアバレルの頂端部上に載置される。各コアバレルの底端も、例えばキャップにより、封止される。
【００８２】
コアバレルと、キャッピングシステムとの組み合わせは、コアバレル・アッセンブリとも称される。
【００８３】
コアサンプリング装置が担持する全てのコアバレル・アッセンブリがコア試料を収容する場合、コアサンプリング装置は海底から所定の深度まで引き上げられる。通常、所定の深度とはガスハイドレート安定領域（ＧＨＺ）よりも浅い。
【００８４】
コア試料内のあらゆるガスハイドレート結晶が気体および水に分解する間、コアサンプリング装置は所定の深度に保持される。
【００８５】
各キャッピングシステムは流量計とデータロガーとを備える。したがって、各コア試料から発せられる気体の量は、個別に測定および記録される。コアサンプリング装置内に保持される各コア試料用に流量計とデータロガーとを設けることで、より精確なデータの収集が可能となる。
【００８６】
流量計を通過した気体は、チューブや配管を通じて水面まで浮上する。
【００８７】
流量計を通過した気体量が、コア試料から全ての、または実質的に全ての気体が排出されたと示唆する場合、コアサンプリング装置は海面のドリルプラットフォームや船舶に回収される。その後、回収されたコア試料はさらなる分析のため搬送されてもよい。
【００８８】
キャッピングシステムはコアバレル・アッセンブリに対し、海面で結合し、海底で分離されてもよい。これにより、回収されたコア試料を、海底からコアサンプリング装置を引き上げるに当たって戻される前にコアバレル・アッセンブリ内に設置できる。
【００８９】
海底の領域を調査するため、複数の異なる地点で当該方法は繰り返してもよい。このような調査は、比較的迅速かつ安価に実行可能である。特に加圧されたコアバレルを使用した技術との比較で顕著である。通常、加圧されたコアバレルを海面に運ぶことを含む技術を使用すると、調査はコア試料ごとに１５日かかり得る。一方、本発明の装置および方法を利用した調査は、穴または地点ごと約２４時間程度という大幅に短い時間ででき得る。したがって、本発明は海底領域を急速かつ正確にマッピング可能となる。
【００９０】
本発明に係る内部コアバレルおよび／またはキャッピング・アッセンブリを使用することで、ＷＯ２０１１／０８２８７０に開示された方法の速度と正確さを改善し得る。例えば、ある領域のハイドレートの分布をより急速かつ正確に特定および／またはマッピングすることが可能となり得る。
【００９１】
様々な方向のコア試料を採取することが望ましい。例えば、英国特許出願公開第ＧＢ２４６５８２９号に開示されたような柱状採泥器を使用して、柱状採泥器を水面まで引き上げる前に複数の様々な方向のコアを回収してもよい。
【００９２】
実施形態によっては、コア試料は気体が全て流出する前に海面に引き上げられてもよい。海面においてガスハイドレートが完全に分解する間に、さらなる測定や分析が実行されてもよい。
【００９３】
実施形態によっては、コア試料は所定の深度で保持されなくてもよく、直接水面に引き上げられて測定や分析が実行されてもよい。コア試料を直接水面に引き上げる場合、キャッピングシステム内に流量計とデータロガーとを設ける必要はなくなり得る。
【００９４】
コアサンプリング装置により回収される複数のコア試料の各コア試料に流量計とデータロガーとを設けるのではなく、全コアバレル・アッセンブリを接続する接続チューブの下流で流量計とデータロガーとをそれぞれ１つ使用して、全てのコア試料からの気体流量をまとめて測定してもよい。
【００９５】
コアバレル・アッセンブリを水面で減圧する必要がある場合、キャッピングシステムに安定点を設けてもよい。
【００９６】
本発明に係る別の方法では、水深および／または周囲圧力に対する気体と流体の流量を記録しながら、コア試料を水柱として引き上げてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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