一种用于地震勘探的多角度转动式砂箱物理模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于地震勘探的多角度转动式砂箱物理模拟装置，其包括模型模块、动力模块、实验边界模块和控制模块；模型模块用于设置和承托模型；动力模块用于为模型的砂体施加多期次多方向的变形动力，包括伸展、挤压和走滑；实验边界模块用于为模型提供各种所需的边界条件；控制模块用于按照预定的实验方案，控制各组挡板按照预定的方向和速度移动，同时进行或者先后叠加都能够实现。应用该物理模拟实验装置，大幅度提高了实验设备的利用率，降低了单次实验的成本。其结构模块化，便于拆卸组装，操作简单，具有经济性和模型多样化的特点，弥补了现有技术中实验装置设计复杂，制造容易浪费的不足之处。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种用于地震勘探的多角度转动式砂箱物理模拟装置本申请为申请号2015100623030，申请日为2015年2月3日的“一种用于地震勘探的多角度转动式砂箱物理模拟装置”的分案申请。
本专利技术地球物理勘探
，具体涉及一种用于地震勘探的多角度转动式砂箱物理模拟装置。
技术介绍
由横波特有的运动学和动力学特征决定，其对于产布有砾卵石层和第四纪天然气藏的复杂地层具有较高的分辨率和穿透力，常被应用于工程地震勘探中，能较好地反映勘探场地的地质一地球物理表征。常规使用的震源枪、可控震源、人力震源等各有利弊，如震源枪激发能量大，但不安全且使用环境受限制；可控震源工作安全，但成本高且不适用于建构筑物密集城区；人力震源使用便利，但激发能量小且能量输出不稳定等等。在常规地震勘探中，地质构造是地壳中的岩石体因受到上部沉积、板块运动或地幔柱影响导致岩石体应力场改变发生变形，形成褶皱或断裂，断裂构造的演化对沉积具有控制作用，对先存地质体也具有改造作用，因此断裂对油气成藏的源岩和储层有重要控制作用。此外，断裂在不同时期活动，作用也具有差异性，在油气成藏时活动的断裂可作为油源断裂或气源断裂，对油气成藏是十分必要的，油气藏形成之后的部分不活动断裂也可作为遮挡断裂，是圈闭形成的因素之一，而在油气藏形成之后的活动断裂对油气藏多起到了破坏作用，对油气成藏是十分不利的，叠合盆地中断裂的形态特征和变形机制更为复杂，对油气成藏的控制也更为复杂。因此叠合盆地构造演化的研究能够有效的指导油气藏勘探。砂箱物理模拟实验与实际地层必须具有时间、材料和几何相似性，国内外学者多根据实际工区设计砂箱物理模拟实验装置，装置的功能与实际工区对应，比较单一，实验完成后的装置不能用于其他实验，可再利用价值低，造成了大量浪费。目前，国内外还没有单台砂箱物理模拟实验装置能够实现所有类型的叠合盆地构造模拟实验。基于现实油气勘探的需要，针对多期不同性质变形场叠加演化的模拟越发显得迫切。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于地震勘探的多角度转动式砂箱物理模拟装置，其目的在于基于多期不同性质变形场叠加演化的多角度转动式砂箱物理模拟，能够进行多期不同性质变形场叠加演化的叠合盆地构造变形物理模拟实验，实验结束后部件可拆卸重组继续进行下一个实验，是一项创新的技术。依据本专利技术的第一方面，提供一种用于地震勘探的多角度转动式砂箱物理模拟装置，其包括模型模块、动力模块、实验边界模块和控制模块；模型模块用于设置和承托模型；动力模块用于为模型的砂体施加多期次多方向的变形动力，包括伸展、挤压和走滑；实验边界模块用于为模型提供各种所需的边界条件，模型的边界条件是影响实验结果的最重要因素之一；控制模块用于按照预定的实验方案，控制各组挡板按照预定的方向和速度移动，同时进彳丁或者先后置加都能够实现。其中，模型模块包括实验台桌1、第一轨道1001和第二轨道1002，其中实验台桌I为正方形，边长1.6m*厚度0.02m，钢铁材质；以实验台桌I中心为圆心画一个正圆形，直径1.4m，沿此正圆形安放第一轨道1001和第二轨道1002，第一轨道1001和第二轨道1002为在实验台桌上开的弧形轨道，弧形直径1.4m ;第一轨道1001和第二轨道1002的弧度都为90°，第一轨道1001和第二轨道1002的位置对称，分别位于实验台桌I正方形的两条对边方向。其中，动力模块包括六组驱动器，分别为第一驱动器801、第二驱动器802、第三驱动器803、第四驱动器804、第五驱动器805和第六驱动器806 ;其中第一驱动器801由第一驱动器底座901、第一步进电机201、第一减速箱301、第一传动螺杆401、第一传动光杆501、第一连接部件601、第一移动挡板701组成；第一驱动器底座901为钢铁材质，长15cm*高15cm，宽15cm，第一驱动器底座中部开两个直径4cm的孔洞，两个孔洞沿第一驱动器底座901竖直中轴线对称，位于水平中轴线上，两个孔洞圆心距离7cm，孔洞方向水平并垂直于第一轨道1001，孔洞内壁抛光以减小摩擦阻力，第一驱动器底座901上部安装第一步进电机201，第一步进电机201能够根据输入的电脉冲信号稳定输出转速，而不受功率和力的影响。进一步地，第一步进电机201与第一减速箱301互相垂直连接，第一减速箱301内部为齿轮传动，第一减速箱301连接第一传动螺杆401，第一传动螺杆401为钢铁材质的圆柱形螺纹杆，长度1.2m，直径4cm，螺距0.5cm，第一传动螺杆401水平指向实验台桌I外侧，并且第一传动螺杆401的方向与第一轨道1001垂直，利用第一减速箱301将第一步进电机201的输出转速降低并输出至第一传动螺杆401，第一连接部件601连接第一传动螺杆401和第一传动光杆501，第一连接部件601为钢铁材质，尺寸为长1cm*宽2cm*高15cm，有一个螺纹孔，直径4cm*螺距0.5cm，能够与第一传动螺杆401咬合。 更近一步地，第一传动光杆501为两根完全相同的钢铁材质的圆柱形杆，第一传动光杆501表面抛光以减小摩擦阻力，第一传动光杆501长度1.2m*直径4cm，第一传动光杆501方向平行于第一传动螺杆401，第一传动螺杆401穿过第一连接部件601的螺纹孔与第一连接部件601相连，同时第一连接部件601通过螺丝与第一传动光杆501的末端紧密固定连接，第一传动光杆501穿过第一驱动器底座901的孔洞，与第一移动挡板701通过螺丝紧密连接，第一移动挡板701厚度2cm*长30cm*高20cm，沿竖直方向放置，水平方向上与第一传动光杆501垂直。又进一步地，当第一步进电机201转动时，通过第一减速箱301传动使第一传动螺杆401旋转，第一传动螺杆401逆时针旋转时第一连接部件601向实验台桌I内部方向水平运动。优选地，第一传动螺杆401顺时针旋转时第一连接部件601向实验台桌I外部方向水平运动，第一连接部件601通过第一传动光杆501带动第一移动挡板701水平运动，即起到了为实验提供动力的作用。更优选地，第二驱动器802、第三驱动器803、第四驱动器804、第五驱动器805和第六驱动器806的部件及组合方式与第一驱动器801完全一致，都分别由驱动器底座(分别对应902、903、904、905、906)、步进电机(分别对应202、203、204、205、206)、减速箱(分别对应302、303、304、305、306)、传动螺杆(分别对应402、403、404、405、406)，传动光杆(分别对应502、503、504、505、506)，连接部件(分别对应602、603、604、605、606)，移动挡板(分别对应702、703、704、705、706)组合而成；其中第一驱动器801与第二驱动器802通过活动螺栓固定于第一轨道1001，能够沿第一轨道1001滑动并且旋转；第三驱动器803与第四驱动器804通过活动螺栓固定于第二轨道1002，能够沿第二轨道1002滑动并且旋转；第五驱动器805与第六驱动器806分别安装于实验台桌I正方形没有轨道的两条边缘的正中间，使用螺栓固定于实验台桌I边部，第五驱动器805和第六驱动器806不可旋转，不可移动；整个动力模块的运行方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于地震勘探的多角度转动式砂箱物理模拟装置，其特征在于，其包括模型模块，动力模块、实验边界模块和控制模块；模型模块用于设置和承托模型；动力模块用于为模型的砂体施加多期次多方向的变形动力，包括伸展、挤压和走滑；实验边界模块用于为模型提供各种所需的边界条件；控制模块用于按照预定的实验方案，控制挡板按照预定的方向和速度移动，同时进行或者先后叠加都能够实现。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：柳波，
申请(专利权)人：芦慧，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23