1500メートル地下から汲み上げるポンプとは。

質問

温泉を地下1500メートルから汲み上げるにはどんな性能のポンプを
使ってるのかしら。先日の爆発事故でニュース番組では図解入りで
解説してますがどの局もポンプが書いてありませんね。ガスとともに
吹き上がってくる？吸い上げるとしてもパイプの中が水の重さで真空状態になるように思いますが。

回答No.3

info22 · ベストアンサー

#1さんも言われているようにポンプだけでは1気圧の所では高々10m強の地下水しか吸い上げられません。地下水に200気圧の圧力がかかっているとすれば200×10m=2000mの地下から一気圧の地下水が噴出して押しあがってきます。
地下に溜まったメタンガスなどが地層の重みで高圧になり地下水に圧力をかけたり、地層の重みが直接地下水にかかって水圧を上げます。

石油の掘削も同じ原理です。掘削初期は自噴する油井のパイプも石油（原油）を大量に汲み上げると石油の油層の圧力が弱まって原油が自噴して来なくなります。そうなった以降は、油層の上の空間に高圧ガスを送り込んだり、石油より重い水や泥水を圧力をかけて送り込んで、油層に圧力をかけて、強制自噴させて原油を汲み出します。決してポンプで吸い上げるわけでなく、吸い上げでは採掘の深さに限界があります。
温泉などは地下のマグマなどの地熱で高温の蒸気圧が加わって地下水に大きな圧力がかかっています。石油などの場合は石油層の上に高圧の天然ガスなどが溜まっています。

お礼

ご回答ありがとうございました。
良く分りました。

回答No.5

myeyesonly

お尋ねですね。
地下の圧力のお話ですが、ちょっと難しい資料ですが、こんなのを参考にしてみましょう。

http://www.rite.or.jp/Japanese/H15seikahoukoku/15jigyou/15chichu4.pdf
これは炭酸ガスを地下に圧力をかけて押し込む実験をした結果です。
これによると、ほぼ１ｋｍの深さでの数字ですが、地層圧として１８．６ＭＰａという数字が出てます。
ＭＰａは圧力の単位で、メガパスカルといいます。
大気圧は大体０．１ＭＰａですので１８６気圧（非常におおざっぱな計算なので、大体２００気圧程度でいいでしょう）がかかってる事になります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%97%E5%9C%A7

２００気圧分の水の深さ（水柱の重さ）は、１気圧でほぼ１０ｍですので、パイプを縦に繋ぐと２０００ｍまでは水が噴出すだけの圧力がかかってる事になります。
これは地面を１０００ｍ掘った時の数字ですので、当然地面ではすごい勢いで（ほぼ半分の１００気圧程度）で噴出すことになります。

石油や温泉のような液体なら頑丈なバルブで閉めればいいのですが、問題はガスが含まれてる場合で、バルブを取り付けるまでに高圧のガスが噴出したり、パイプの外側に亀裂が出来て噴出する事故は「ブローアウト」と言って、石油掘削などの現場では非常に危険な現象として知られており、採掘用の巨大な仕掛け（リグといいます）をひっくり返したり破壊したり、引火すれば爆発します。
東京北区での温泉採掘でブローアウトと同時に燃え上がり暫く燃えつづけたニュースが同報されてますね。

ついでに２００ＭＰａがどういう数字かというと、
http://www.mre.aist.go.jp/db-uwt1/DUCK/full/uwc255.html
で判るように５０ＭＰａの圧力で噴射する水を人体に直撃すると人間が真っ二つになってしまいます。
２００ＭＰａなら、アスファルトやコンクリートをちょん切れる圧力になります。

No4 さんの回答に温泉にポンプが入ってるとの事ですが、浅い温泉や水量が少ない温泉、水を循環するタイプの温泉（地熱加熱式？）などではポンプが必要でしょうけど、こういう深い温泉で使ってたとすると、
●激しく噴出すると危ないので、車のエンジンブレーキみたいな使い方。
●ガスが混ざるので、吸い上げるときに回転させてガスと分離するセパレータとしての使用。
ではないでしょうか。

お礼

ご回答ありがとうございました。
参考になります。

回答No.4

otto0001otto

温泉をどんなポンプでくみ上げるか、ということですよね。

温泉では、水中ポンプを使います。
温泉をくみ上げるパイプを地価に入れるわけですが、
その先端にポンプを取り付けてあります。

回答No.2

bhoji

確か、事故発生後の早い頃のニュースで、地下３００メートの所にポンプがあると図付きで、言っていたと思います。
放送局はどこだったか？

回答No.1

myeyesonly

こんにちは。
地下１５００メートルにもなると、地面の重さが液体部分にかかってますので、ものすごい圧力になってます。
そこに更に、コーラやサイダーに炭酸ガスが溶けてるのと同じ理屈で、メタンガスが溶けてるので更に圧力は高くなっています。

液体は自由に動く事が出来ますので、地面から穴を掘るとその圧力で噴出してきます。
なので必要なのはポンプではなくて、噴出を止めたり、少しづつ出すためのバルブ（弁、水道の蛇口の大きい物）です。

補足

ご回答ありがとうございます。やはり噴出するのですか？
今回の事故は関東のガス田地帯と報道されています。
ではガス出ない地方ではどうやって1500メートルから温泉を汲み上げるのか、やはりどんな強力なポンプか知りたいのですが。
それともガスが溶け込んで無くても地表の圧力で水が噴出すのでしょうか。石油も噴出すと聞いたことありますね。そうすると大気の圧力とバランスが取れるところというのが無いように思いますが！ウーン考えるとちょっと難しくなってきました。