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ボーリングホールは、地面に垂直または水平に掘られた狭い縦坑です。ボーリングホールは、 水（掘削井戸や管井戸）、その他の液体（石油など）、またはガス（天然ガスなど）の抽出を含む、さまざまな目的で建設されます。また、地質調査、環境サイト評価、鉱物探査、温度測定、橋脚や地下設備の設置のためのパイロットホール、地熱施設、または炭素回収・貯留などの不要物質の地下貯蔵の一部となる場合もあります。
重要性
エンジニアや環境コンサルタントは、地質調査や環境サイトアセスメント（いわゆるフェーズ II ESA）の一環として掘削されるさまざまな種類の穴を総称して「ボーリングホール」という用語を使用します。これには、土壌サンプル、水サンプル、岩石コアの収集、現場サンプリング機器の設置、監視井戸や圧力計の設置のために掘削される穴が含まれます。ボーリングホールから収集されたサンプルは、物理的特性を判定したり、さまざまな化学成分や汚染物質のレベルを評価したりするために、実験室でテストされることがよくあります。
通常、水井戸として使用されるボーリングホールは、ボーリングホールが陥没しないように垂直パイプ (ケーシング) とウェル スクリーンを設置して完成します。これにより、表面の汚染物質がボーリングホールに入るのを防ぎ、設置されたポンプが砂や堆積物を吸い込むのを防ぎます。石油井戸や天然ガス井戸も同様の方法で完成しますが、通常はより複雑です。
プロキシ（気候）で詳しく説明されているように、一連の異なる深さでのボーリング孔温度測定値は、効果的に「逆転」（行列方程式を解く数式）して、過去の地表温度を推定するのに役立ちます。
プラスチック製 PEX パイプで作られた熱交換器を備えた小径のボーリング孔のクラスターは、季節の変わり目の間に天然岩石の塊に熱や冷気を蓄えるために使用できます。この技術は季節熱エネルギー貯蔵と呼ばれます。この技術に使用できる媒体は、砂利から岩盤まで多岐にわたります。ボーリング孔の数は数個から数百個までで、実際の深さは 50 メートルから 300 メートル (150 フィートから 1,000 フィート) です。[1] [2]
歴史
ボーリングの歴史は古い。少なくとも漢代（紀元前202年～紀元後220年）には、中国人は採掘やその他のプロジェクトに深井戸掘削を採用していた。英国の中国学者で歴史家のマイケル・ローエは、ボーリングサイトの深さは600メートル（2,000フィート）にも達する可能性があると述べている。[3] KSトムは掘削プロセスを次のように説明している。「中国式の深井戸掘削法は、水牛や牛が掘削ツールを回転させている間に、数人の男性が梁に飛び乗ったり飛び降りたりして掘削ビットに衝撃を与えるという方法だった。」[4]これは、1860年代にカリフォルニアで石油を採掘する際に使用されたのと同じ方法である（つまり「蹴り落とす」）。[4] [5]河北省興隆で発見された西漢時代の青銅鋳造所の近くには、深さ100メートル（330フィート）に達する広々とした採掘エリアのある採鉱立坑があった。坑道と部屋には木枠、はしご、鉄の道具が完備されていた。[6] [7]紀元前1世紀までには、中国の職人は鉄のドリルビットと掘削機を鋳造し、深さ1,500メートル（4,900フィート）までの掘削孔を掘ることができた。[8] [9] [10]紀元後11世紀までには、中国人は深さ900メートル（3,000フィート）までの掘削孔を掘ることができた。掘削孔の掘削には時間がかかり、長い時間がかかった。穴の深さは様々であったため、1つの井戸を掘るのにほぼ10年かかることもあった。[4]ヨーロッパと西洋が古代中国の掘削孔掘削技術に追いつき、匹敵したのは19世紀になってからだった。[10] [5]
長年、世界最長の掘削孔はロシアのコラ超深度掘削孔であった。2011年から2012年8月まで、記録を保持していたのはロシアのサハリン沖合にある長さ12,345メートル（40,502フィート）のサハリン-IオドプトゥOP-11掘削孔であった。[11]チャイヴォZ-44大偏距井は2012年8月27日に世界最長の掘削孔の称号を獲得した。Z-44の総測定深度は12,376メートル（40,604フィート）である。しかし、ERDの井戸は水平方向の変位が大きいため、コラ掘削孔よりも浅い。中国は2023年7月に深井戸の掘削を開始した。四川盆地では深さ10,520メートル（34,510フィート）に達する予定で、タリム盆地では深さ11,100メートル（36,400フィート）に達する予定である。[12] [13]
方法論
掘削者は、掘削装置または手動の掘削装置を使用してボーリングホールを掘ります。ボーリングホールを掘削するための機械と技術は、メーカー、地質条件、および目的によって大きく異なります。海洋掘削の場合、掘削装置には海底に支えられた浮体式ユニットまたはプラットフォームが使用されます。
手掘り
特に発展途上国では、多くのボーリング井戸が手作業で掘られています。掘削は、シャベル、つるはし、バールなどの基本的な道具を使った手作業から始まります。作業員は層ごとに土を掘り、円を描くようにしてきれいな形の穴を掘ります。この作業は時間がかかり、チームワークと協調性が必要です。壁の崩壊を防ぎ、水質を確保するため、ボーリング井戸はレンガ、石、コンクリートリングなどの材料で覆われています。この補強により、ボーリング井戸の構造の完全性が維持され、汚染を防ぐことができます。底にコンクリート製のプラットフォームまたはスラブを設置して、堆積物が水に入るのを防ぐことができます。ボーリング井戸の上部は、破片や汚染から保護するために蓋がされています。[14]
参照
- ペンシルバニア州のアスカムボーリング孔
- ケーシングカッター
- 深井戸の処分
- ホールオープナー
- 水平掘削孔の処分
- コラ超深度掘削孔
- 垂直地震プロファイル
参考文献
- ^ Hellström G. (2008). スウェーデンにおける地中熱ヒートポンプの大規模応用。IEA HP Annex 29 ワークショップ、チューリッヒ、2008 年 5 月 19 日。
- ^ Stiles, Lynn (1998年6月). 「米国における地下熱エネルギー貯蔵」. IEAヒートポンプセンターニュースレター. 16 (2): 22–23.
- ^ ローウェ（1968）、194。
- ^ abc トム（1989）、103。
- ^ ab ホブソン、ジョン・M. (2004)。西洋文明の東洋起源。ケンブリッジ大学出版局。p. 215。ISBN 978-0521547246。
- ^ ローエベ（1968）、191。
- ^ 王（1982）、105。
- ^ Hossain, ME; Abdullah Al-Majed, Abdulaziz (2015).持続可能な掘削工学の基礎. Wiley-Scrivener (2015年3月2日発行). ISBN 978-0470878170。
- ^ Rezende, Lisa (2007). Chronology of Science . Checkmark Books (2007年4月1日発行). pp. 40. ISBN 978-0816071197。
- ^ ab コナー、クリフォード D. (2005)。『民衆の科学史：鉱夫、助産婦、低賃金労働者』ネイションブックス。pp. 175。ISBN 978-1560257486。
- ^ サハリン 1 プロジェクトが世界最長の遠距離掘削井を掘削 2011 年 1 月 31 日、Wayback Machineにアーカイブ
- ^ Lau, Chris (2023-07-21). 「中国は天然資源を求めて世界最深部の穴を掘削中」CNN . 2023年7月23日閲覧。
- ^ 「中国は天然資源を求めて最も深い穴のいくつかを掘削している」www.9news.com.au 2023年7月23日2023年7月23日閲覧。
- ^ 「変革的なボーリング掘削プロジェクト：カーボンクレジットイニシアチブの強化 - 2050年パリ |」。2023年8月1日。 2024年1月3日閲覧。
外部リンク
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ウィキメディア・コモンズには、ボーリングに関連するメディアがあります。
- ボーリング：スイス地質調査所