JP4564306B2 - Tracer test apparatus and tracer test method - Google Patents
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Description
本発明は、試料の物質移行特性を把握するためのトレーサー試験装置およびトレーサー試験方法に関する。 The present invention relates to a tracer test apparatus and a tracer test method for grasping a mass transfer characteristic of a sample.
単一亀裂を有する岩石中の物質移行特性(例えば、物質移行開口幅、亀裂内の分散長)を把握するための試験方法としては、トレーサー物質を含むトレーサー溶液を岩石試料の注水面から浸透させ、岩石試料の排水面から流出したトレーサー溶液におけるトレーサー濃度の経時変化(破過曲線)を測定し、この測定結果を理論曲線と比較することで岩石試料の物質移行特性を把握するトレーサー試験がある(例えば、非特許文献1参照)。 As a test method for grasping the mass transfer characteristics (for example, the mass transfer opening width and the dispersion length in the crack) in rocks with a single crack, a tracer solution containing the tracer material is infiltrated from the water injection surface of the rock sample. There is a tracer test to measure the mass transfer characteristics of a rock sample by measuring the change over time (breakthrough curve) of the tracer concentration in the tracer solution flowing out from the drainage surface of the rock sample, and comparing this measurement result with the theoretical curve (For example, refer nonpatent literature 1).
前記トレーサー試験に用いられるトレーサー試験装置としては、図2に示すように、 トレーサー物質を含むトレーサー溶液を貯留可能であるとともに、単一亀裂53を有する岩石試料50の注水面51にトレーサー溶液を供給可能な供給タンク60と、岩石試料50の排水面52から流出したトレーサー溶液を回収して貯留可能な測定槽70とを備えているトレーサー試験装置1’がある。このトレーサー試験装置1’では、トレーサー濃度を測定可能な濃度測定手段(図示せず)が測定槽70に設けられており、測定槽70と岩石試料50の排水面52とが排水配管71を介して接続されている。
As shown in FIG. 2, the tracer test apparatus used for the tracer test is capable of storing a tracer solution containing a tracer substance and supplying the tracer solution to a
前記トレーサー試験装置1’を用いたトレーサー試験では、まず、供給タンク60からトレーサー溶液を岩石試料50の注水面51に供給して浸透させる。そして、岩石試料50を通過して排水面52から流出したトレーサー溶液を、排水配管71を通じて測定槽70に貯留し、測定槽70に設けられた濃度測定手段によってトレーサー濃度の経時変化を測定する。
しかしながら、前記トレーサー試験装置1’では、岩石試料50から流出したトレーサー溶液が排水配管71内を移動して測定槽70に貯留されるため、排水配管71内でトレーサー溶液の分散現象が発生している可能性があり、測定結果の信頼性を著しく損なってしまうという問題がある。
However, in the
また、空隙率が比較的高い試料を対象としたトレーサー試験においては、亀裂から基質部への拡散現象(マトリクス拡散現象)による遅延効果を考慮して、トレーサー溶液を低流量で供給している。このような場合において、前記トレーサー試験装置1’では、排水配管71内におけるトレーサー溶液の滞留時間を短縮するために、岩石試料50の排水面52側にトレーサー溶液のフラッシング機構(図示せず)を設けているが、フラッシングによるトレーサー溶液の希釈によって、測定誤差が大きくなってしまうという問題がある。
Further, in a tracer test for a sample having a relatively high porosity, a tracer solution is supplied at a low flow rate in consideration of a delay effect due to a diffusion phenomenon (matrix diffusion phenomenon) from a crack to a substrate portion. In such a case, in the
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、試料の排水面から測定位置までの間におけるトレーサー溶液の分散現象を考慮することなく測定することができ、さらに、トレーサー溶液のフラッシング機構を設けることなく、低流量でトレーサー溶液を試料に供給することにより、正確な測定結果を得ることができるトレーサー試験装置およびトレーサー試験方法を提供することを課題とする。 Therefore, in the present invention, the above-described problems can be solved, measurement can be performed without considering the dispersion phenomenon of the tracer solution between the drainage surface of the sample and the measurement position, and a flushing mechanism for the tracer solution is provided. It is an object of the present invention to provide a tracer test apparatus and a tracer test method capable of obtaining an accurate measurement result by supplying a tracer solution to a sample at a low flow rate.
前記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、トレーサー試験装置であって、トレーサー物質を含むトレーサー溶液を貯留可能であるとともに、試料の注水面にトレーサー溶液を供給可能な供給手段と、試料の排水面に接して配置される測定槽とを備え、測定槽には、試料の排水面を臨む排出開口部が形成されており、供給手段から試料の注水面に供給されたトレーサー溶液が、試料を通過して排水面から測定槽に直接流入するように構成されていることを特徴としている。
また、請求項5に記載の発明は、前記したトレーサー試験装置を用いたトレーサー試験方法であって、測定槽の内部を脱イオン脱気水によって満たす段階と、供給手段から試料の注水面にトレーサー溶液を供給する段階と、試料を通過したトレーサー溶液が排水面から測定槽に直接流入する段階と、測定槽内でトレーサー濃度を測定する段階と、を備えていることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
The invention according to claim 5 is a tracer test method using the above-described tracer test apparatus, the step of filling the inside of the measurement tank with deionized deaerated water, and the tracer from the supply means to the water injection surface of the sample. It is characterized by comprising a step of supplying a solution, a step of allowing the tracer solution that has passed through the sample to directly flow into the measurement tank from the drainage surface, and a step of measuring the tracer concentration in the measurement tank.
ここで、試料の構成は限定されるものではなく、各種組成の試料を試験対象とすることができ、例えば、単一亀裂を有する岩石を用いることができる。 Here, the structure of a sample is not limited, The sample of various compositions can be made into a test object, for example, the rock which has a single crack can be used.
このように、本発明では、試料を通過したトレーサー溶液を貯留する測定槽が試料に接して配置されており、試料から流出したトレーサー溶液は測定槽内に直接流入することになる。これにより、測定槽内のトレーサー溶液のトレーサー濃度を測定する場合に、試料から測定位置までの間におけるトレーサー溶液の分散現象を考慮する必要がなくなるため、測定結果の信頼性を高めることができる。 Thus, in this onset bright, measuring tank for storing the tracer solution that has passed through the sample is arranged in contact with the sample, the tracer solution flowing out from the sample would directly flow into the measuring tank. Thereby, when measuring the tracer concentration of the tracer solution in the measurement tank, it is not necessary to consider the dispersion phenomenon of the tracer solution between the sample and the measurement position, and thus the reliability of the measurement result can be improved.
また、試料から流出したトレーサー溶液が測定槽に直接流入するため、低流量でトレーサー溶液を試料に供給した場合であっても、試料から測定位置までの間におけるトレーサー溶液の滞留時間を考慮する必要がなくなる。これにより、試料の排水面側にトレーサー溶液のフラッシング機構を設けることなく、低流量でトレーサー溶液を試料に供給し、試料内での拡散現象(マトリクス拡散現象)による遅延効果の影響を考慮した正確な測定結果を得ることができる。 In addition, since the tracer solution flowing out from the sample flows directly into the measurement tank, it is necessary to consider the residence time of the tracer solution from the sample to the measurement position even when the tracer solution is supplied to the sample at a low flow rate. Disappears. As a result, the tracer solution is supplied to the sample at a low flow rate without providing a flushing mechanism for the tracer solution on the drain side of the sample, and the accuracy of the delay effect due to the diffusion phenomenon (matrix diffusion phenomenon) in the sample is taken into account. Measurement results can be obtained.
なお、トレーサー濃度の測定方法としては、例えば、測定槽からトレーサー溶液を抽出し、この抽出したトレーサー溶液に対して濃度分析を行うことにより、トレーサー濃度を測定する方法があるが、その測定方法は限定されるものではない。 In addition, as a method of measuring the tracer concentration, for example, there is a method of measuring the tracer concentration by extracting a tracer solution from a measurement tank and performing a concentration analysis on the extracted tracer solution. It is not limited.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のトレーサー試験装置であって、測定槽には、トレーサー溶液のトレーサー濃度を測定可能な濃度測定手段が設けられており、測定槽に流入したトレーサー溶液のトレーサー濃度を、濃度測定手段によって測定するように構成されていることを特徴としている。
The invention according to claim 2 is the tracer test apparatus according to
ここで、測定槽に設けた濃度測定手段によるトレーサー濃度の測定方法とは、例えば、トレーサー物質を含むトレーサー溶液をヨウ化カリウム水溶液によって構成し、試料を通過させたヨウ化カリウム水溶液におけるヨウ化物イオン濃度の経時変化を、濃度測定手段であるイオンメータによって測定することにより、試料の物質移行特性を把握することができる。 Here, the measurement method of the tracer concentration by the concentration measuring means provided in the measurement tank is, for example, a iodide ion in an aqueous potassium iodide solution in which a tracer solution containing a tracer substance is composed of an aqueous potassium iodide solution and the sample is passed through. By measuring the change in concentration over time with an ion meter, which is a concentration measuring means, it is possible to grasp the material transfer characteristics of the sample.
このように、本発明のトレーサー試験装置では、トレーサー溶液のトレーサー濃度を測定する濃度測定手段を測定槽に設けることにより、試料から流出したトレーサー溶液を即座に測定することができるため、トレーサー溶液の分散現象を考慮することなく、正確な測定結果を得ることができる。 Thus, in the tracer test apparatus of the present invention, the tracer solution flowing out of the sample can be measured immediately by providing the measurement tank with the concentration measuring means for measuring the tracer concentration of the tracer solution. Accurate measurement results can be obtained without considering the dispersion phenomenon.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のトレーサー試験装置であって、供給手段は、試料の注水面に接して配置される供給槽と、供給槽に貯留されたトレーサー液を試料の注水面に供給するための送液ポンプとから構成され、供給槽には、試料の注水面を臨む供給開口部が形成されており、供給槽内のトレーサー溶液が試料の注水面に直接供給されることを特徴としている。
The invention according to claim 3 is the tracer test apparatus according to
このように、本発明のトレーサー試験装置では、試料の注水面に接して供給槽を配置することにより、試料の注水面全体に対して均一な圧力で一様にトレーサー溶液を供給することができる。 Thus, in the tracer test apparatus of the present invention, the tracer solution can be uniformly supplied to the entire water injection surface of the sample at a uniform pressure by arranging the supply tank in contact with the water injection surface of the sample. .
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のトレーサー試験装置であって、送液ポンプは、設定された流量を連続して送液可能なシリンジポンプであることを特徴としている。 The invention according to claim 4 is the tracer test apparatus according to claim 3, wherein the liquid feeding pump is a syringe pump capable of continuously feeding a set flow rate. .
このように、本発明のトレーサー試験装置では、試料から流出したトレーサー溶液が測定槽に直接流入し、試料から測定位置までの間におけるトレーサー溶液の滞留時間を考慮する必要がないことから、設定された流量を連続して送液可能なシリンジポンプを用いて、低流量でトレーサー溶液を試料に供給した場合であっても、試料の排水面側にトレーサー溶液のフラッシング機構を設けることなく、試料内での拡散現象(マトリクス拡散現象)による遅延効果の影響を考慮した正確な測定結果を得ることができる。 Thus, in the tracer test apparatus of the present invention, the tracer solution that has flowed out of the sample flows directly into the measurement tank, and it is not necessary to consider the residence time of the tracer solution from the sample to the measurement position. Even if the tracer solution is supplied to the sample at a low flow rate using a syringe pump that can continuously feed the flow rate, the inside of the sample is not equipped with a flushing mechanism for the tracer solution on the drain side of the sample. It is possible to obtain an accurate measurement result in consideration of the influence of the delay effect due to the diffusion phenomenon (matrix diffusion phenomenon).
このような本発明によれば、試料の排水面から測定位置までの間におけるトレーサー溶液の分散現象を考慮することなく測定することができるとともに、フラッシング機構を設けることなく、低流量でトレーサー溶液を試料に供給して正確な測定結果を得ることができるため、試料の物質移行特性を的確に把握することができる。 According to the present invention, it is possible to measure without considering the dispersion phenomenon of tracer solution in until the assay position from the drainage surface of the sample, without providing a flushing mechanism, the tracer solution at low flow rates Since it can supply to a sample and an exact measurement result can be obtained, the mass transfer characteristic of a sample can be grasped exactly.
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態のトレーサー試験装置の全体構成を示した概略図である。
本実施形態では、単一亀裂を有する岩石中の物質移行特性を把握するトレーサー試験に用いる場合を例として説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the tracer test apparatus of the present embodiment.
In the present embodiment, a case where the present invention is used for a tracer test for grasping a mass transfer characteristic in a rock having a single crack will be described as an example.
[トレーサー試験]
まず、トレーサー試験について説明する。
トレーサー試験とは、トレーサー物質を含むトレーサー溶液を試料の注水面から浸透させ、試料を通過して排水面から流出したトレーサー溶液におけるトレーサー濃度の経時変化(破過曲線)を測定し、この測定結果を理論曲線と比較することで、試料の物質移行特性(例えば、物質移行開口幅、亀裂内の分散長)を把握する試験方法である。
なお、本実施形態のトレーサー溶液は、非吸着性のヨウ化カリウム水溶液であり、試料を通過させた後に、ヨウ化物イオン濃度の経時変化を測定することにより、試料の物質移行特性を把握することができる。
[Tracer test]
First, the tracer test will be described.
The tracer test is the measurement result of the tracer solution containing tracer substance penetrating from the water injection surface of the sample, measuring the time-dependent change (breakthrough curve) of the tracer concentration in the tracer solution flowing through the sample and flowing out from the drainage surface. Is a test method for grasping the mass transfer characteristics of the sample (for example, the mass transfer opening width and the dispersion length in the crack).
In addition, the tracer solution of this embodiment is a non-adsorbing potassium iodide aqueous solution, and after passing through the sample, the mass transfer characteristics of the sample are grasped by measuring the change in iodide ion concentration over time. Can do.
[岩石試料]
次に、本実施形態のトレーサー試験装置を用いたトレーサー試験において、試験対象となる岩石試料について説明する。
岩石試料50は、図1に示すように、調査対象となる土壌から採取されたコア試料である。この岩石試料50は、円柱状の部材であり、一方の端部(図1における左側)に注水面51が形成され、他方の端部(図1における右側)に排水面52が形成されている。さらに、岩石試料50の略中心部には、注水面51から排水面52に連通するようにして、単一亀裂53が形成されている。なお、本実施形態では、直径が3cm、軸方向の長さが5cm、亀裂の直径が約3cmの岩石試料50を用いているが、これに限定されるものではなく、各種形状および組成の試料を用いることができる。
[Rock specimen]
Next, a rock sample to be tested in the tracer test using the tracer test apparatus of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the rock sample 50 is a core sample collected from the soil to be investigated. This rock sample 50 is a cylindrical member, and has a
また、岩石試料50は、エポキシ系樹脂による円筒状の被覆部材54によって、その外周面が被覆されている。この被覆部材54を設けることにより、岩石試料50の注水面51から浸透したトレーサー溶液が外周面から流出することなく、排水面52から流出するようになっている。なお、本実施形態では、厚さが1cmの被覆部材54によって、岩石試料50の外周面を被覆している。
The rock sample 50 is covered on its outer peripheral surface by a cylindrical covering
[トレーサー試験装置]
次に、本実施形態のトレーサー試験装置について説明する。
トレーサー試験装置1は、図1に示すように、岩石試料50の注水面51に接して配置される供給槽10と、岩石試料50の排水面52に接して配置される測定槽20とを備えており、供給槽10と測定槽20との間に形成された試料設置領域30に岩石試料50を設置し、供給槽10に貯留されたトレーサー溶液が岩石試料50を通過して測定槽20に貯留されるように構成されている。
[Tracer testing equipment]
Next, the tracer test apparatus of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the
供給槽10は、トレーサー溶液の貯留タンク11から送液ポンプ12によって供給されたトレーサー溶液を密閉状態で貯留可能であり、試料設置領域30側に配置された取付側壁14には、岩石試料50の注水面51と同一形状に形成された供給開口部13が形成されている。これにより、試料設置領域30に岩石試料50を設置した場合には、供給槽10の内部から供給開口部13を通じて岩石試料50の注水面51を臨むようになっており、供給槽10内のトレーサー溶液が岩石試料50の注水面51に直接供給されるように構成されている。このようにして、トレーサー溶液は、岩石試料50の注水面51全体に対して均一な圧力で一様に供給される。
The supply tank 10 can store the tracer solution supplied from the
また、供給槽10の取付側壁14には、岩石試料50の注水面51側の端部が嵌合可能な凹部15が、供給開口部13の外周に沿って環状に形成されており、試料設置領域30に岩石試料50を設置した場合に、岩石試料50の被覆部材54の端部が凹部15に係合することにより、供給槽10と岩石試料50のズレが防止されている。
さらに、取付側壁14の外縁部には、フランジ部16が突出して形成されており、このフランジ部16には、均等間隔で複数の取付孔17・・・が貫通している。
In addition, the mounting
Further, a
なお、貯留タンク11から供給槽10内にトレーサー溶液を送液するための送液ポンプ12は、低流量でトレーサー溶液を連続して送液するように構成されており、本実施形態では、最小流量が0.5μl/min程度のシリンジポンプを用いている。また、この送液ポンプ12と供給槽10を接続する配管には、給水バルブ18が設けられている。
The
測定槽20は、岩石試料50から流出したトレーサー溶液を密閉状態で貯留可能であり、測定用貯水槽20aと排水用貯水槽20bとに区分されており、測定用貯水槽20aが試料設置領域30に接して配置され、区画壁21を介して排水用貯水槽20bが形成されている。そして、測定用貯水槽20aと排水用貯水槽20bとは区画壁21の上方で連通しており、測定用貯水槽20a内に貯留されたトレーサー溶液がオーバーフローして排水用貯水槽20bに流入するように構成されている。
The measurement tank 20 can store the tracer solution flowing out from the rock sample 50 in a sealed state, and is divided into a
測定用貯水槽20aの試料設置領域30側に配置された取付側壁22には、岩石試料50の排水面52と同一形状に形成された排出開口部23が形成されている。これにより、試料設置領域30に岩石試料50を設置した場合には、測定槽20の内部から排出開口部23を通じて岩石試料50の排水面52を臨むようになっており、岩石試料50から流出したトレーサー溶液が測定槽20内に直接流入するように構成されている。
A
また、測定用貯水槽20aの取付側壁22には、供給槽10の取付側壁14と同様にして、岩石試料50の排水面52側の端部が嵌合可能な凹部24が、排出開口部23の外周に沿って環状に形成されており、試料設置領域30に岩石試料50を設置した場合に、岩石試料50の被覆部材54の端部が凹部24に係合することにより、測定槽20と岩石試料50のズレが防止されている。
さらに、取付側壁22の外縁部には、フランジ部25が突出して形成されており、このフランジ部25には、供給槽10のフランジ部16に形成された各取付孔17・・・に対峙するようにして、均等間隔で複数の取付孔26・・・が貫通している。
Further, in the same manner as the mounting
Further, a
また、測定槽20の上板27において、測定用貯水槽20aの上方に対応する位置には、貫通孔27cが設けられている。この貫通孔27cには、トレーサー溶液におけるトレーサー濃度(本実施形態ではヨウ化物イオン濃度)の経時変化を連続的に測定可能なイオンメータ40(請求項における「濃度測定手段」)が外部から挿入されており、このイオンメータ40によって、測定用貯水槽20a内のトレーサー溶液のトレーサー濃度を測定可能となっている。なお、イオンメータ40の測定結果は、図示しない出力手段によって表示および記録されるように構成されている。
Further, in the
さらに、測定槽20の上板27において、測定用貯水槽20aの上方に対応する位置には、測定用貯水槽20aに貯留したトレーサー溶液をサンプリング用として抽出するためのサンプリング用開口部27aが設けられており、このサンプリング用開口部27aに被せられた蓋27bを外して、注射器やスポイト等を挿入することにより、測定用貯水槽20a内のトレーサー溶液を抽出することができるように構成されている。そして、本実施形態のトレーサー試験装置1では、サンプリング用開口部27aから抽出したトレーサー溶液(以下、「サンプリング溶液」という場合がある)のトレーサー濃度をICP発光分光分析によって測定し、その測定結果を図示しない出力手段によって表示および記録するように構成されている。
なお、測定用貯水槽20aには、貯留したトレーサー溶液を常時撹拌するための撹拌手段であるマグネチックスターラー(図示せず)が設けられている。
Further, on the
The
また、排水用貯水槽20b内は、測定槽20の外部に設けられた排水槽28内と排水配管29によって連通しており、この排水配管29は、排水用貯水槽20bおよび排水槽28の各底板に接続されているため、排水用貯水槽20bおよび排水槽28に貯留されたトレーサー溶液の液面は、サイホンの原理によって同一高さとなる。そして、排水槽28内の最大貯水量に達したトレーサー溶液は排水槽28からトレーサー試験装置1の外部に排水されるように構成されている。なお、排水配管29には、排水バルブ29aが設けられている。
Further, the inside of the drainage
そして、岩石試料50は、供給槽10の取付側壁14と、測定槽20の取付側壁22との間に設置され、その両端部を各取付側壁14,22の凹部15,24に嵌合させた状態で、各取付側壁14,22のフランジ部16,25に形成された取付孔17,26に挿通させたボルト31にナット32が螺着されることにより、各取付側壁14,22の間で挟まれた状態でトレーサー試験装置1に固定されている。
And the rock sample 50 was installed between the
次に、本実施形態のトレーサー試験装置1を用いたトレーサー試験について説明する。
まず、岩石試料50を供給槽10と測定槽20との間の試料設置領域30に設置し、供給槽10および測定槽20の各取付側壁14,22で挟み込むようにして固定する。
さらに、供給槽10内に脱イオン脱気水を貯留し、供給開口部13を通じて岩石試料50の注水面51に脱イオン脱気水を供給する。このとき、給水バルブ18および排水バルブ29aは開放されている。
これにより、脱イオン脱気水は注水面51から岩石試料50に浸透し、岩石試料50を通過して、排水面52から排出開口部23を通じて測定槽20内に流入する。このようにして、供給槽10、岩石試料50、および測定槽20の内部を脱イオン脱気水によって満たした後に、給水バルブ18および排水バルブ29aを閉じた状態にする。
Next, a tracer test using the
First, the rock sample 50 is installed in the
Furthermore, deionized deaerated water is stored in the supply tank 10, and deionized deaerated water is supplied to the
Thereby, deionized deaerated water permeates the rock sample 50 from the
続いて、排水バルブ29aを閉じた状態で、供給槽10内の脱イオン脱気水を排水し、排水後の供給槽10内にトレーサー溶液を貯留する。
さらに、送液ポンプ12を駆動させて、貯留タンク11内のトレーサー溶液を低流量で供給槽10に供給するとともに、給水バルブ18および排水バルブ29aを開放する。
Subsequently, with the
Further, the
これにより、トレーサー溶液は注水面51から岩石試料50に浸透し、岩石試料50を通過して、排水面52から排出開口部23を通じて測定槽20内に流入する。このようにして、岩石試料50を通過したトレーサー溶液を測定槽20の測定用貯水槽20a内に貯留する。
Thereby, the tracer solution penetrates into the rock sample 50 from the
そして、測定用貯水槽20a内でトレーサー濃度の経時変化をイオンメータ40によって測定し、その測定結果を図示しない出力手段によって表示および記録する。
このとき、本実施形態のトレーサー試験装置1では、測定槽20が岩石試料50に接して配置されており、岩石試料50から排出されたトレーサー溶液は、トレーサー溶液のトレーサー濃度を測定するイオンメータ40が設けられた測定用貯水槽20a内に直接流入することになる。これにより、岩石試料50から測定位置までの間におけるトレーサー溶液の分散現象を考慮する必要がなくなるため、測定結果の信頼性を高めることができる。
Then, the change with time of the tracer concentration is measured by the ion meter 40 in the measuring
At this time, in the
また、岩石試料50から流出したトレーサー溶液が測定槽20の測定用貯水槽20aに直接流入するため、低流量でトレーサー溶液を岩石試料50に供給した場合であっても、岩石試料50から測定位置までの間におけるトレーサー溶液の滞留時間を考慮する必要がなくなる。これにより、岩石試料50の排水面52側にトレーサー溶液のフラッシング機構を設けることなく、低流量でトレーサー溶液を岩石試料50に供給し、岩石試料50内での拡散現象(マトリクス拡散現象)による遅延効果の影響を考慮した正確な測定結果を得ることができる。
In addition, since the tracer solution flowing out from the rock sample 50 directly flows into the
また、測定用貯水槽20a内のトレーサー溶液は、測定用貯水槽20aから順次にオーバーフローして排水用貯水槽20b内に流入し、排水用貯水槽20bから排水配管29を通じて排水槽28に流入した後に、外部に排水されることになる。すなわち、測定槽20の密閉状態を保ちながらトレーサー溶液を順次に排水することができるため、測定槽20内におけるトレーサー溶液の揮発を防止することができる。これにより、トレーサー溶液の揮発によってトレーサー濃度が変化することがないため、トレーサー濃度の微細な変化も確実に把握することができる。
In addition, the tracer solution in the
さらに、本実施形態のトレーサー試験装置1では、イオンメータ40によってトレーサー濃度の経時変化を測定するとともに、1日に3回程度の頻度で、測定槽20のサンプリング用開口部27aを通じて、測定用貯水槽20a内のトレーサー溶液から約5mlのサンプリング溶液を注射器等によって抽出し、この抽出したサンプリング溶液のトレーサー濃度をICP発光分光分析によって測定して、その測定結果を図示しない出力手段によって表示および記録する。
なお、サンプリング溶液を抽出した際には、同量の脱イオン脱気水を測定用貯水槽20aに補充するとともに、この希釈による影響を抽出量とその濃度から把握して、測定用貯水槽20a内のトレーサー溶液のトレーサー濃度を補正する。
Furthermore, in the
When the sampling solution is extracted, the same amount of deionized degassed water is replenished to the
このサンプリング溶液におけるトレーサー濃度の測定においても、測定槽20内のトレーサー溶液の分散現象を考慮することなく、測定結果の信頼性を高めることができるとともに、低流量でトレーサー溶液を岩石試料50に供給し、岩石試料50内での拡散現象による遅延効果の影響を考慮した正確な測定結果を得ることができる。 In the measurement of the tracer concentration in the sampling solution, the reliability of the measurement result can be improved without considering the dispersion phenomenon of the tracer solution in the measurement tank 20, and the tracer solution is supplied to the rock sample 50 at a low flow rate. Thus, an accurate measurement result can be obtained in consideration of the influence of the delay effect due to the diffusion phenomenon in the rock sample 50.
このようにして、本実施形態のトレーサー試験装置1を用いて測定したトレーサー濃度の経時変化を理論曲線と比較することで、岩石試料50の物質移行特性を把握する。
Thus, the mass transfer characteristic of the rock sample 50 is grasped by comparing the change with time of the tracer concentration measured using the
したがって、本発明によれば、岩石試料50の排水面52から測定位置までの間におけるトレーサー溶液の分散現象を考慮することなく測定することができるとともに、フラッシング機構を設けることなく、低流量でトレーサー溶液を試料に供給して正確な測定結果を得ることができるため、岩石試料50の物質移行特性を的確に把握することができる。
Therefore, according to this onset bright, it is possible to measure without considering the dispersion phenomenon of tracer solution between the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されるものではない。例えば、本実施形態では、岩石中の物質移行特性を求めたが、本発明のトレーサー試験装置1を用いて各種試料の物質移行特性を把握することができる。
また、トレーサー溶液の構成も限定されるものではなく、試料の組成に対応させて適宜に変更することができる。
さらに、本実施形態では、トレーサー溶液のトレーサー濃度を、イオンメータ40およびサンプリングによる分析によって測定したが、一方の測定手段のみによってトレーサー濃度を測定してもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the present embodiment, the substance transfer characteristics in rocks are obtained, but the substance transfer characteristics of various samples can be grasped using the
Further, the configuration of the tracer solution is not limited, and can be appropriately changed according to the composition of the sample.
Furthermore, in the present embodiment, the tracer concentration of the tracer solution is measured by analysis using the ion meter 40 and sampling, but the tracer concentration may be measured by only one measuring means.
1 トレーサー試験装置
10 供給槽
20 測定槽
20a 測定用貯水槽
20b 排水用貯水槽
28 排水槽
30 試料設置領域
40 イオンメータ(濃度測定手段)
50 岩石試料
51 注水面
52 排水面
53 単一亀裂
54 被覆部材
DESCRIPTION OF
50
Claims (5)
前記試料の排水面に接して配置される測定槽と、を備え、
前記測定槽には、前記試料の前記排水面を臨む排出開口部が形成されており、
前記供給手段から前記試料の前記注水面に供給された前記トレーサー溶液が、前記試料を通過して前記排水面から前記測定槽に直接流入するように構成されていることを特徴とするトレーサー試験装置。 A supply means capable of storing a tracer solution containing a tracer substance, and capable of supplying the tracer solution to a water injection surface of a sample;
A measuring tank disposed in contact with the drainage surface of the sample,
In the measurement tank, a discharge opening facing the drainage surface of the sample is formed,
The supplied from the supply means to the water injection surface of the sample was the tracer solution, the tracer test apparatus characterized by being configured to pass through the sample to flow directly into the measuring tank from the waste water surface .
前記測定槽に流入した前記トレーサー溶液の前記トレーサー濃度を、前記濃度測定手段によって測定するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のトレーサー試験装置。 The measuring tank is provided with a concentration measuring means capable of measuring the tracer concentration of the tracer solution,
The tracer test apparatus according to claim 1, wherein the tracer concentration of the tracer solution that has flowed into the measurement tank is configured to be measured by the concentration measuring unit.
前記供給槽に貯留された前記トレーサー液を前記試料の前記注水面に供給するための送液ポンプと、から構成され、
前記供給槽には、前記試料の前記注水面を臨む供給開口部が形成されており、
前記供給槽内の前記トレーサー溶液が前記試料の前記注水面に直接供給されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトレーサー試験装置。 The supply means includes a supply tank disposed in contact with the water injection surface of the sample;
And liquid feed pump for feeding the tracer liquid stored in the supply tank to the water injection surface of said sample is composed of,
In the supply tank, a supply opening facing the water injection surface of the sample is formed,
The tracer test apparatus according to claim 1 or 2, wherein the tracer solution in the supply tank is directly supplied to the water injection surface of the sample .
前記測定槽の内部を脱イオン脱気水によって満たす段階と、Filling the inside of the measuring tank with deionized deaerated water;
前記供給手段から前記試料の前記注水面に前記トレーサー溶液を供給する段階と、Supplying the tracer solution from the supply means to the water injection surface of the sample;
前記試料を通過した前記トレーサー溶液が前記排水面から前記測定槽に直接流入する段階と、The tracer solution that has passed through the sample flows directly from the drainage surface into the measuring tank;
前記測定槽内でトレーサー濃度を測定する段階と、Measuring the tracer concentration in the measuring tank;
を備えていることを特徴とするトレーサー試験方法。A tracer test method comprising:
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