メキシコ湾原油流出事故対策についての雑感

かなり大規模な流出が続いている事故となっているようです。
流出量は約80万kL/日ということらしく、過去最悪の事故のようです。

＞米原油流出事故、関係企業が責任の押し付け合い　写真3枚　国際ニュース : AFPBB News


全くの素人考えで申し訳ないですが、ちょっと考えてみましたよ（笑、いつも、か）。ごめんなさいね。


まず、スティーブン・セガールを呼んできたらいいのではないかな。「沈黙の海底」とか（*）。これは冗談です。


13日16時頃補足
（*）：昔あったセガール主演映画の『沈黙の要塞』というのがあり、丁度石油掘削施設を舞台にした爆発事故などを扱ったものだったので。



①事故の状況を大まかに整理すると

海上施設が爆発沈没して、掘削のライザーパイプが沈底、破断？部分がある所から漏出しているのと、断端部分からの漏出がある、ということだろうと思われます。パイプが折れ曲がっているので、いってみればストローの一部に裂け目ができて穴が空いているのであろう、ということかと。一番根元側の裂け目からの漏出が一番多いのであろうな、と思われます。

海底の地面部分にはblowout preventer（BOP）と呼ばれる暴噴防止装置が設置されていたようであるが、これの閉鎖が実行できないという特殊な状況に陥っているようである。通常であれば、緊急時には直ぐに閉鎖されて流出が防がれる、それでも作動しない場合にはROV（remotely operated vehicle）による閉鎖が行われるはずだが、今回の事故ではこれら防止装置のバックアップは機能していない。

そこで、ドーム状構造物で封鎖することを試みたようであるが、原油を回収しようとして、回収パイプの部分に結晶沈着で閉塞されてしまったようで（メタンハイドレードのようなもの？）、このプランは中止となった（←今ココ）ようです。


②日本の掘削船「ちきゅう」は使えるかな？

海底油田開発には直接関係あるかどうか不明であるが、日本には海底掘削船があって、「ちきゅう」というハイテク船だそうです。

＞CHIKYU HAKKEN｜ちきゅうの科学技術

これを派遣できるなら派遣して、作業協力してみては？
移動に数ヶ月とかかかってしまう、とかでしょうか？


③具体的な対策はどうするか

BOPが作動していないのが一番の難点ですね。それは閉鎖バルブが動かない、というようなことなんだろうと思うのですが、詳細は不明のままです。

で、全く個人的推測に基づいて素人考えを書いてみる。


問題は「ライザーパイプの穴」から漏れてるのを防ぐのが難しいってことなんだろうと思うんですよ。血管みたいに弾力性のあるものであれば、結紮すると閉鎖できるということはあるかもしれないが、いかんせん1500m以上の深海なので強圧なんですよね。ライザーパイプの強度も、当然それに耐えられる程度のものだろうと。なので、ライザーパイプを閉じるのは結構難しそう。


じゃあ、どうするか？

現在付いているライザーパイプを離断する
→新たなライザーパイプを接続する

というのは、どうでしょうか？という提案です。これであれば、新たに別な油井を掘るよりは期間が短縮できるのではないか、ということです。


破損して海底に沈んだパイプはどの道使えないことに代わりはないと思うので、BOPのライザーパイプ緊急離断を行うのはどうか、ということなんですよ。これまでBOPは閉鎖機能が失敗に終わっているので、後は切り離しが可能かどうかというのがポイントになるかと思います。

ライザーパイプを除去できるのであれば、海底面に板を被せて封鎖できるのではないか、と考えたわけです。
ライザー掘削しているとして、穴の面積をsとします。ここから原油が流出しているので、海底の水圧よりは高い、ということになるかと思います。1500mであれば150気圧以上の圧で噴出しているということになるかと思います。穴のある地点の水圧をPとすると、これよりも高い噴出圧であれば原油が漏れるということになるので、噴出圧を（P+kP）とします。

地面の空けた穴から噴出するのを防ぐのに、穴に板でフタをする時の条件を考えてみる。

　穴から噴出する力f＝（P+kP）×s　　…（）

これに板でフタをする場合に必要となる面積Sを考えると、

　上に乗せる板の力F＝P×S　　…（）

漏れないようにするには、F＞f　が成り立つので、（）（）より

　P×S＞（P+kP）×s

が成り立つので、穴の大きさとの面積比は、両辺を整理すると

　S/s＞1＋k

ということになります。kの大きさにもよりますが、150気圧の2倍であればk=1なので、穴の大きさの2倍のフタを被せればよい、ということになります。

問題は、
・板の強度が圧に耐えられなければならない
・穴に乗せる時、うまく乗せることが必要
・BOPの上に水平に乗せるのができるか

といったことがあります。

メリットとしては、板にかかる水圧を封鎖力とできるので、これまでの複雑なパッチやシーリング方法に比べれば単純であろう。ただ、1500m以上の深さでうまく操作できるか、水平になった板を動かす（海上の船の操作含む）ことが可能なのか、といった不安もある。
縦方向ないし、斜めに鉄板を吊り下げて、次第に降ろしてゆき、うまく穴の位置にあった場所に一辺が海底についたら、そこで板を水平方向にパタンと降ろせばいい、とは思うけれど、そんなにうまくできるかどうかは判らない。


けれども、これまでライザーパイプの穴を塞ぐのがうまくできなかったので、それならいっそ切り離せばいいんじゃないのかな、構造の単純な板ではダメなのかな、と思った次第です。


で、板での封鎖ができた後は、海上から新たなライザーパイプを伸ばしてゆき、BOPの穴にリエントリーさせる、ということになります。
稀だろうと思いますけれども、ライザーパイプを緊急時に切り離すことはある（BOPは緊急封鎖され漏れを防ぐ）ので、その後に再びライザーパイプを穴に戻す作業は行われるということだと思います。それと同じ作業をやる、ということになります。難しいとは思いますけれども、別な穴を新たに掘るよりは早く作業ができるのではないかと思います。


以上が、ド素人の私の案です。
可能かどうかは、専門家によく考えてもらってください。