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PROMORE社の坑内圧力温度観測システム
■圧力・温度測定用二重管システム
坑内圧力温度観測システム
 
圧力・温度測定用二重管システム

圧力・温度測定用二重管システム−PROVisionシステム
図3 圧力・温度測定用二重管システム
−PROVisionシステム
ここでは、300℃耐熱の圧力・温度測定用二重管システム−PROVisionシステムをご紹介いたします。

本システムでは、従来の方式に比べて、二重管システムの熱電対の信頼性を向上させております。



従来用いられてきたMgO粉末を絶縁体に用いたシース熱電対と比較して、PROMORE社のOS-TK熱電対には、多くの長所があります。従来方式(MgO)のシース熱電対では、ステンレスやインコロイ等の耐腐食合金製のシース管の中にMgOを絶縁体とする熱電対(写真1の上)を封入して、圧力用の耐腐食合金製のチューブの中を貫通した二重管を坑内に降下させております。

従って、外側の圧力用チューブの内径より細いシース管入り熱電対を用いる必要があり、シース管自体の管厚が非常に薄くなります。この場合、坑内圧力の急激な上昇やガスのリークにより、キャピラリーチューブ内部への坑内流体の逆流等による熱電対のシース管と坑内流体の接触、あるいはチューブの曲げ過ぎ等により、長期間の観測で部分腐食等によるピンホールが発生した場合、内部のMgOに水が浸入してしまい、簡単に絶縁不良が起こります。このため、坑内環境によっては、設置後1〜数年で温度データが不調になる場合がありました。

PROMORE社のOS-TK熱電対は、熱電対の二本の金属線自身をそれぞれ耐熱300℃のポリイミドコーティングで絶縁して、その外側をポリイミド絶縁体で覆い、さらに外側をステンレス鋼線で編み上げたアーマーで機械的に保護する三重構造になっております(写真1の下)。これにより、カナダのオイルサンドにおける蒸気圧入による強制回収法の現場のような、地熱坑井環境以上に過酷な高温サワー(高塩化物・高硫化水素・300℃)環境において、飛躍的に熱電対の寿命を延長することに成功致しました。

従来型(MO)シース熱電対(上)とPROMORE社製OS-TK熱電対(下)の比較
写真1 従来型(MO)シース熱電対(上)とPROMORE社製OS-TK熱電対(下)の比較



写真2に、従来型(MO)シース熱電対で生じた腐食の例を示しました。このような例では、内部のMgO粉末は全くなくなってしまい、熱電対先端の温度を測ることは不可能です。このような極端な例ではなくとも、シース管にほんの少しのピンホールが生じて、そこが多少湿る程度でも、熱電対先端の温度は測定できなくなります。

従来型(MO)シース熱電対の極端な腐食の例
写真2 従来型(MO)シース熱電対の極端な腐食の例



写真3は、実際に用いる1/2”外径管(外側材質Incoloy825,単位重量0.389 kg/m)の構造です。管径は太くなっておりますが、他社の従来型(MO)シース熱電対を用いた二重管と同程度まで価格を抑えております。熱電対はK型を用いております。

同じ管厚でやや細い3/8”外径INCOLOY825管は、森および奥会津地熱で薬注管として生産中の坑井中で既に2年以上の長期にわたり連続使用されて耐用性が実証されており、静止中の観測井では問題なく使用可能です。
PROMORE社の二重管方式圧力・温度測定用チューブの構造
写真3 PROMORE社の二重管方式圧力・温度測定用チューブの構造
(外部管:外径1/2”,管厚0.049”, 材質:Incoloy825)


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