JP-2026515017-A - 流体漏れ経路の封止方法

Abstract

本発明は、構造体の壁部を貫通する流体漏れ経路などの流体漏れ経路を封止する方法に関する。一実施形態において、本方法は、流体漏れ経路を有する構造体の壁部の領域に損失制御組成物を供給し、当該損失制御組成物を上記流体漏れ経路の少なくとも一部に侵入させ、かつ上記流体漏れ経路の少なくとも一部に沿って進行させることを含む。上記損失制御組成物は、少なくとも１種類の流体と、上記流体中に懸濁された材料粒子とを含む混合物である。上記材料粒子は、上記損失制御組成物が上記流体漏れ経路の少なくとも一部に沿って進行する際に上記流体漏れ経路内に捕捉されるよう構成されており、これにより上記材料粒子が上記流体漏れ経路内に蓄積して上記流体漏れ経路を封止する。 【選択図】図６

Inventors

• ジョン マーズデン

Assignees

• オリジン テック リミテッド

Dates

Publication Date

20260513

Application Date

20240425

Priority Date

20230427

Claims (20)

1. 構造体の壁部を貫通する流体漏れ経路を封止する方法であって、 流体漏れ経路を有する構造体の壁部の領域に損失制御組成物を供給する工程と、 前記損失制御組成物を、前記流体漏れ経路の少なくとも一部に侵入させ、かつ前記流体漏れ経路の少なくとも一部に沿って進行させる工程と、を含み、前記損失制御組成物は、少なくとも１種類の流体と、前記流体中に懸濁された材料粒子とを含む混合物であり、前記材料粒子は、前記損失制御組成物が前記流体漏れ経路の少なくとも一部に沿って進行する際に、前記流体漏れ経路内に捕捉されるよう構成されており、これにより前記材料粒子が前記流体漏れ経路内に蓄積して前記流体漏れ経路を封止する、 流体漏れ経路を封止する方法。
2. 前記損失制御組成物は、前記流体と結合してゲルを形成するゲル化剤をさらに含むものである、請求項１に記載の方法。
3. 前記流体は液体を含むものである、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記液体は水を含むものである、請求項３に記載の方法。
5. 前記損失制御組成物は、質量基準で水１以上、粒子０.１以上、ゲル化剤０.０５以上を含むものである、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記損失制御組成物は、質量基準で水１以上、粒子０.８以下、ゲル化剤０.２５以下を含むものである、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記ゲル化剤は、水溶性ゲル化剤、油性ゲル化剤およびポリマー系ゲル化剤の少なくとも１つを含むものである、請求項２～６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記材料粒子は、弾性率５ＧＰａ以上、好ましくは２０ＧＰａ以上の材料粒子を含むものである、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記材料粒子は、鉱物粒子を含むものである、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記損失制御組成物は、粒径５ｍｍ以下の材料粒子を含む組成物である、請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記損失制御組成物は、第１の所定範囲内の粒径を有する材料粒子を含む第１のサブ組成物と、第２の所定範囲内の粒径を有する材料粒子を含む第２のサブ組成物とを含むものである、請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記第１の所定範囲および前記第２の所定範囲は互いに非重複範囲である、請求項１１に記載の方法。
13. 前記損失制御組成物は、前記第１のサブ組成物を１０質量％以上含むものである、請求項１１または１２に記載の方法。
14. 前記損失制御組成物は、前記第１のサブ組成物を５０質量％以下含むものである、請求項１１～１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記損失制御組成物は、前記第２のサブ組成物を３０質量％以上含むものである、請求項１１～１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記第１のサブ組成物は、粒径５ｍｍ以下かつ５００μｍ以上の粒子を含むものである、請求項１１～１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記第２のサブ組成物は、粒径２５０μｍ以下かつ１５μｍ以上の粒子を含むものである、請求項１１～１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記流体漏れ経路は所定寸法を有し、前記第１のサブ組成物の材料粒子は、前記所定寸法以下かつその５０％以上の粒径範囲を有するものとされる、請求項１１～１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記第２のサブ組成物の材料粒子は、前記所定寸法の５％以下の粒径を有するものである、請求項１８に記載の方法。
20. 前記材料粒子は、密度２７００ｋｇ／ｍ ３ 以上の材料からなる粒子である、請求項１～１９のいずれか１項に記載の方法。

Description

本発明は、流体漏れ経路の封止方法に関し、これに限定されるものではないが、特に、管路（例えば、パイプ）や容器（例えば、タンク）などの構造体の壁部を貫通する流体漏れ経路の封止方法に関する。 流体漏れ経路、例えば、構造体の壁部を貫通する漏れ経路は、その位置を特定することや修理のために当該位置にアクセスすることが困難である場合が多い。例えば、地中に埋設されたパイプ、液中に没したパイプ、または壁体内部などの構造体を貫通して延びるパイプにおいては、パイプ壁部を貫通する漏れ経路の位置を特定し、修理を行うために当該位置にアクセスすることが困難である。 埋設パイプの場合、漏れ位置を特定するために内部から調査を行い、その後、修理を行うために掘削作業を行う必要がある。同様に、パイプが貫通して延びる構造体については、漏れを特定し修理を行うために、構造体を解体するか、遠隔アクセスシステムを用いてアクセスする必要がある。 貯蔵タンクなどの他の構造体であっても、漏れ位置にアクセスすることが困難な場合がある。例として、地中に完全または部分的に埋設されたタンクや、有害廃棄物を収容するタンクなどが挙げられる。 したがって、管路（例えば、パイプ）や容器（例えば、タンクの壁部）などの構造体の壁部を貫通する流体漏れ経路などに対して、改良された流体漏れ経路の封止方法が求められている。 本発明の第１の態様によれば、構造体の壁部を貫通する流体漏れ経路を封止する方法が提供される。本方法は、流体漏れ経路を有する構造体の壁部の領域に損失制御組成物を供給する工程と、当該損失制御組成物を上記流体漏れ経路の少なくとも一部に侵入させ、かつ該流体漏れ経路の少なくとも一部に沿って進行させる工程と、を含む。上記損失制御組成物は、少なくとも１種類の流体と、当該流体中に懸濁された材料粒子とを含む混合物であり、該材料粒子は、上記損失制御組成物が上記流体漏れ経路に沿って進行する際に当該流体漏れ経路内に捕捉されるよう構成されており、これにより上記材料粒子が当該流体漏れ経路内に蓄積して当該流体漏れ経路を封止する。 任意に、上記損失制御組成物は、上記流体と結合してゲルを形成するゲル化剤をさらに含む。任意に、上記流体は液体を含む。任意に、上記液体は水を含む。 任意に、上記損失制御組成物は、質量基準で水１以上、粒子０.１以上、ゲル化剤０.０５以上を含む。 任意に、上記損失制御組成物は、質量基準で水１以上、粒子０.８以下、ゲル化剤０.２５以下を含む。 任意に、上記ゲル化剤は、水溶性ゲル化剤、油性ゲル化剤およびポリマー系ゲル化剤の少なくとも１つを含む。 任意に、上記材料粒子は、弾性率５ＧＰａ以上、任意には２０ＧＰａ以上の材料粒子を含む。さらに任意には、鉱物粒子として、弾性率７０ＧＰａ以上、または弾性率７０ＧＰａ以上９０ＧＰａ以下の材料からなる粒子を選択し得る。 任意に、上記材料粒子は鉱物粒子を含む。 任意に、上記損失制御組成物は、粒径５ｍｍ以下の材料粒子を含む。 任意に、上記損失制御組成物は、第１の所定範囲内の粒径を有する材料粒子を含む第１のサブ組成物と、第２の所定範囲内の粒径を有する材料粒子を含む第２のサブ組成物とを含む。 任意に、上記第１および第２の所定範囲は互いに非重複範囲である。 任意に、上記損失制御組成物は、第１のサブ組成物を１０質量％以上含む。 任意に、上記損失制御組成物は、第１のサブ組成物を５０質量％以下含み、任意には５０質量％以上含む。 任意に、上記損失制御組成物は、第２のサブ組成物を３０質量％以上含み、任意には６０質量％以上含む。 任意に、第１のサブ組成物は、粒径５ｍｍ以下の粒子を含み、さらに任意には粒径５００μｍ以上の粒子を含む。 任意に、第２のサブ組成物は、粒径２５０μｍ以下の粒子を含み、さらに任意には粒径１５μｍ以上の粒子を含む。 任意に、上記流体漏れ経路は所定寸法を有し、第１のサブ組成物の材料粒子は、当該所定寸法以下かつその５０％以上の粒径範囲を有し得る。当該寸法は、漏れ経路の幅、例えば、平均幅であってよい。 任意に、第２のサブ組成物の材料粒子は、上記所定寸法の５％以下、さらに任意には１.５％以下の粒径を有し得る。 任意に、上記材料粒子は、密度２７００ｋｇ／ｍ３以上の材料からなる粒子を含む。 任意に、上記損失制御組成物を上記流体漏れ経路の少なくとも一部に沿って進行させる工程は、当該損失制御組成物を所定圧力以上に加圧する工程を含む。 任意に、上記流体漏れ経路は、その深さが上記損失制御組成物の材料粒子の最大粒径以上である。 本発明の第２の態様によれば、有害物質を収容するタンクを貫通する流体漏れ経路を封止する方法が提供される。上記流体漏れ経路は有害物質およびタンク壁部を貫通して延び、本方法は、当該有害物質の上方の領域に損失制御組成物を供給して、当該組成物の層が少なくとも漏れ経路の領域で有害物質の上面に蓄積するようにする工程と、当該層を所定期間以上保持して損失制御組成物が漏れ経路に侵入し、かつ当該経路に沿って進行するようにする工程と、を含む。上記損失制御組成物は、第１の態様と同様に流体および材料粒子を含む混合物であり、該粒子は漏れ経路内に捕捉されて経路を封止し得る。 任意に、上記タンクは、有害物質の上方に保護液の層を有する。 任意に、上記保護液は水である。任意に、有害物質はスラッジを含む。任意に、当該スラッジは水酸化マグネシウムを含む放射性スラッジである。 上記損失制御組成物は、第１の態様で用いられる損失制御組成物と同様であってもよい。また、粒径およびゲル化剤量を適切に選択することにより、タンクを貫通する流体漏れ経路を封止するように構成され得る。第１の態様の任意の特徴は、適宜、第２の態様にも適用し得る。 パイプの壁部を貫通する流体漏れ経路を有するパイプの模式図である。図１ａに示すパイプのＡ－Ａ断面の模式図である。図１ａに示すパイプの一部を拡大して示すものであり、流体漏れ経路をより詳細に示す図である。図１ｂに示すパイプの一部を拡大して示すものであり、流体漏れ経路をより詳細に示す図である。パイプの壁部を貫通する流体漏れ経路を封止する方法の工程を示すフローチャートである。図３に示す方法が適用可能なパイプおよび流体漏れ経路の例を示す表である。図３に示す方法の工程を示す模式図である。図３に示す方法の工程を示す模式図である。図３に示す方法の工程を示す模式図である。図３に示す方法により封止された流体漏れ経路を示す模式図である。有害物質を収容するタンクを模式的に示す図であり、当該タンクおよび有害物質を貫通する流体漏れ経路を示す図である。図７に示すタンクを貫通する流体漏れ経路を封止する方法の工程を示すフローチャートである。図８に示す方法の工程を示す模式図である。図８に示す方法の工程を示す模式図である。 図１ａおよび図１ｂには、パイプ壁１０４を有するパイプ１０２が示されている。パイプ壁１０４は局所的なパイプ壁厚ｔＷを有する。パイプ壁厚ｔＷは、パイプ１０２の長手方向に沿って一定であっても、変化していてもよい。パイプ１０２は、プラスチック（例えば、ポリウレタン、アルカシーンまたは塩化ビニル）、金属（例えば、鋳鉄、延性鋳鉄、亜鉛メッキ鋼、ＡＣ、銅または鉛）、コンクリートその他の適切な材料から製造され得る。パイプ１０２は、水道用パイプであってもよく、その他の流体を一地点から別の地点へ搬送するためのパイプであってもよい。 パイプ壁１０４には流体漏れ経路１０６が形成されている。水などの流体を搬送するパイプ１０２から、上記流体は流体漏れ経路１０６に沿ってパイプ１０２の外側環境、例えば、周囲の土壌、水または空気へ漏れ出す。流体漏れ経路１０６は、パイプ壁１０４の孔、亀裂または割れであってよいが、パイプの結合部、例えば継手、フランジ接続部、継手部またはねじ付きカラーなどの間に生じる漏れ経路であってもよい。 図２ａおよび図２ｂは、図１ａおよび図１ｂに示すパイプ１０２のうち、流体漏れ経路１０６を有する領域をより詳細に示すものである。本例では、流体漏れ経路１０６は、パイプ１０２の周方向の一部に沿って延びる亀裂である。流体漏れ経路１０６は、パイプ１０２の内壁に入口開口を有し、外壁に出口開口を有する。 亀裂（クラック）のような流体漏れ経路を特徴付けることは、漏れ経路が不規則な形状であることや、当該経路へのアクセスが困難であることから、一般に正確にはできない。そこで、通常は、流体漏れ経路を、その最小流通面積などの流通面積、または漏れ経路の一つ以上の寸法によって特徴付けるのが一般的である。例えば、流体漏れ経路の流通面積は、パイプや構造体の種類、亀裂の発生しやすい位置、さらにパイプ１０２から当該漏れ経路を通じて流出する流体の漏れ量などに基づいて推定することができる。 本例の亀裂１０６は、パイプ１０２の長手方向に平行に延びる第１軸Ｘと、パイプ１０２の周方向の接線方向に延びる第２軸Ｙとを有する。また亀裂１０６は、パイプ１０２の長手方向に対して直交する深さ方向に延びる深さ軸Ｚを有する。亀裂１０６は、亀裂の最も狭い部分における流通面積である最小流通面積ＡＭを有する。 図３は、パイプ壁を貫通する漏れ経路を封止する方法の工程を示すフローチャートである。 図４は、種々のパイプおよび漏れ経路に対する本方法の適用可能性が期待される例を示す表である。実証済みのパイプ／漏れ経路の組み合わせには「Ｘ」が付されている。「Ｘ」が付されていない組み合わせについても、本方法が適用可能であると考えられる。流体漏れ経路は複雑な形状であってもよい。 工程１００２では、通常の漏れ検知方法、例えば、パイプ外側環境の観察や、漏れが疑われる箇所におけるパイプ１０２内部の調査によって、疑わしい漏れ経路１０６の存在を確認することができる。 工程１００４では、漏れを有するパイプ１０２またはその区間が特定されると、図５ａに示すように、ピグ１０８を流体漏れ経路１０６から離れた位置に配置する。ピグ１０８は、例えば、バルブ（図示せず）を閉じることにより漏れ区間を隔離した後に挿入してもよい。その他の隔離方法として、パイプ１０２の別の区間で水を凍結させ、その凍結区間の間に漏れ位置を閉じ込める方法を用いてもよい。場合によっては、アクセス点からピグ１０８を挿入できれば、区間の隔離は不要である。 本実施形態に示すピグ１０８は、ボディ部１１０と環状シール部１１２とを含む。環状シール部１１２はボディ部１１０に取り付けられ、ボディ部１１０の周囲を取り囲むように設けられる。環状シール部１１２は、ボディ部１１０とパイプ壁１０４との間にシールを形成するよう構成される。 工程１００６では、ピグ１０８がパイプ１０２に挿入された後、図５ａに示すように、ピグ１０８の後方のパイプ１０２の領域に損失制御組成物１１４を供給する。 損失制御組成物１１４は、液体の形態である少なくとも１種類の流体、ゲル化剤および材料粒子を含む混合物である。上記流体と上記ゲル化剤とが結合してゲルを形成し、当該ゲル中に材料粒子が懸濁される。 図示の実施形態において、上記液体は水である。ゲル化剤は、水溶性ゲル化剤（図示の実施形態と同様）、油性ゲル化剤、またはポリマー系ゲル化剤であってよい。ゲル化剤としては、飲料水設備で安全に使用できる無害なキサンタングムを用いることができる。キサンタングムは、損失制御組成物をシア・シックニング性（せん断増粘性）とし、パイプ１０２内を移送する際に材料粒子を懸濁状態で保持するのに特に適しているため、好ましい。その他のゲル化剤であって、損失制御組成物をシア・シックニング性にするものも使用できる。 材料粒子は、鉱物粒子から選択され得る。鉱物粒子としては、密度２７００ｋｇ／ｍ３以上の鉱物からなる粒子を用いることができる。好ましくは、材料粒子は炭酸カルシウムなどの無害な鉱物からなる。 鉱物粒子は、弾性率５ＧＰａ以上、好ましくは２０ＧＰ