物理模型自动化制模设备制造技术

本发明专利技术提供一种物理模型自动化制模设备，包括：备料单元、控制单元和真空浇注单元；所述备料单元包括备料筒、电机、搅拌装置、加热装置、真空泵和出料口，搅拌装置和加热装置设置在所述备料筒内，所述电机和真空泵设置在备料筒外部，所述电机与搅拌装置连接；所述真空浇注单元具有密封箱体、设置在所述密封箱体内的模具及可移动的浇注头，所述浇注头与所述出料口通过管道连接；控制单元与所述备料单元和真空浇注单元相连，控制所述电机、加热装置、真空泵、出料口和浇注头的运行。本发明专利技术从研制自动化制模设备入手，形成了快速制模新设备，保证了模型质量，缩短了制模周期，为地震物理模拟技术的快速发展提供了更好地技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化制模工艺，具体地涉及制作复杂地表物理模型和复杂构造物理模型的方法及设备。
技术介绍
随着石油勘探工作的深入，勘探难度也越来越大，许多地质现象及波场传播理论需要得到进一步的验证与完善，勘探方法也有待进一步发展，物理模型模拟技术是地球物理研究的关键技术之一，是从事理论问题研究的重要“助手”。地震物理模型实验研究投资小，与数学模型相比，其最大的优点就是地震物理模型模拟结果的真实性，不受计算方法、假设条件的限制，因而地震物理模型受到国内外各石油公司和大学的高度重视。地震物理模型实验在石油天然气勘探、开发中的应用越来越广泛。在地震波理论研究和复杂构造、裂缝带检测、井间地震研究及油藏动态监测等石油天然气勘探、开发工作中发挥重要的作用。在地震勘探技术发展的过程中，地震物理模拟在地震波场的研究方面发挥了巨大作用，特别是在二维复杂构造波场的研究领域，取得了丰硕成果，在孔、缝、洞等研究方面也发挥了巨大作用，作为地震物理模拟的载体—地震物理模型，模型的制作工艺的稳定性也决定了地震物理模型的好坏，而在模型制作过程中，模型材料的配比、搅拌时间、抽真空时间等参数极为重要，而现有制模工艺主要以手工为主，每批次制作的模型质量很难保证，手工制作模型的劳动量大，制作周期长等因素也困扰着地震物理模拟技术的发展。
技术实现思路
为了保证模型质量，缩短制模周期，本专利技术从研制自动化制模设备入手，形成了快速制模设备，为地震物理模拟技术的快速发展提供了更好地技术支持。本公开提出了一种物理模型自动化制模设备，包括：备料单元、控制单元和真空浇注单元；所述备料单元包括备料筒、电机、搅拌装置、加热装置、真空泵和出料口，搅拌装置和加热装置设置在所述备料筒内，所述电机和真空泵设置在备料筒外部，所述电机与搅拌装置连接；所述真空浇注单元具有密封箱体、设置在所述密封箱体内的模具及可移动的浇注头，所述浇注头与所述出料口通过管道连接；控制单元与所述备料单元和真空浇注单元相连，控制所述电机、加热装置、真空泵、出料口和浇注头的运行。进一步地，所述真空浇注单元的密封箱体与所述备料单元共用所述真空泵。可选地，真空浇注单元的密封箱体与备料单元可以分别具有真空泵。进一步地，所述真空浇注单元的密封箱体内设置有XYZ轴自动浇注龙门架，包括平行框架、水平横梁和垂直杆，其中水平横梁设置在平行框架上，垂直杆设置在水平横梁上，所述浇注头设置在所述垂直杆的下端。进一步地，所述出料口设置有齿轮计量泵。进一步地，所述管道具有加热装置。进一步地，所述备料单元包括多个备料筒，每个备料筒具有各自的电机和/或真空泵，每个备料筒内设置有搅拌装置和加热装置。进一步地，所述备料单元包括6个备料筒。进一步地，所述密封箱体内设置有多个模具。进一步地，所述电机为步进电机。进一步地，所述齿轮计量泵与所述步进电机连接。本专利技术围绕建立自动化制模工艺、大模型材料制备，改进现有的制备工艺，针对油气勘探开发中复杂地表复杂构造的实际问题，通过自动化制模设备，结合物理模型特征，建立自动化操作流程，自动化制模设备的工艺参数需量化分析，实现设备与现有材料配方的有机结合，明确工艺流程中的控制参数，实现自动化配料、混合以及真空浇注制模工艺，并在大模型的制作中验证设备及工艺的稳定性，并且在制作大模型专利技术取得了一些新的成果，从而更好地为复杂地表、复杂构造及复杂储层地震物理模拟提供技术支撑，并且制作复杂地表物理模型和复杂构造物理模型。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了自动化制模设备的外观参考图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的自动化制模设备的实物图。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的手动制模和自动制模环氧树脂和硅橡胶复合材料的速度对比分析图。图4示出了根据本专利技术的一个实施例的自动化制模技术速度稳定性趋势图。图5示出了根据本专利技术的一个实施例的环氧树脂和硅橡胶不同配比多层地震物理模型。图6示出了根据本专利技术的一个实施例的多层地震物理模型的叠加剖面。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本专利技术围绕建立自动化制模工艺、大模型材料制备，改进现有的制备工艺，针对油气勘探开发中复杂地表复杂构造的实际问题，通过自动化设备，结合物理模型特征，建立自动化操作流程，自动化制模设备的工艺参数需量化分析，实现设备与现有材料配方的有机结合，明确工艺流程中的控制参数，实现自动化配料、混合以及真空浇注制模工艺，并在大模型的制作中验证设备及工艺的稳定性，并且在制作大模型专利技术取得了一些新的成果，从而更好地为复杂地表、复杂构造及复杂储层地震物理模拟提供技术支撑，并且制作复杂地表物理模型和复杂构造物理模型。地震物理模型实验研究投资小，与数学模型相比，其最大的优点就是地震物理模型模拟结果的真实性，不受计算方法、假设条件的限制，因而地震物理模型受到国内外各石油公司和大学的高度重视。地震物理模型实验在石油天然气勘探、开发中的应用越来越广泛。在地震波理论研究和复杂构造、裂缝带检测、井间地震研究及油藏动态监测等石油天然气勘探、开发工作中发挥重要的作用。针对地震物理模型材料和制备工艺的特点，结合地震物理模型的制备需求，本专利技术设计并制造了自动化浇注设备，从而从手工制模向自动化制模转变，实现了智能化、简单化和实用化。根据本专利技术的一个实施方式，提供了一种物理模型自动化制模设备，所述设备包括备料单元、控制单元和真空浇注单元。备料单元包括备料筒、电机、搅拌装置、加热装置、真空泵和出料口，搅拌装置和加热装置设置在所述备料筒内，所述电机和真空泵设置在备料筒外部，所述电机与搅拌装置连接；所述真空浇注单元具有密封箱体、设置在所述密封箱体内的模具及可移动的浇注头，所述浇注头与所述出料口通过管道连接；控制单元与所述备料单元和真空浇注单元相连，控制所述电机、加热装置、真空泵、出料口和浇注头的运行。控制单元同时与备料单元和真空浇注单元相连，通过控制备料筒的温度、搅拌速度、真空度，以及浇注速率、固化温度等，实现对所制备模型的可控调节。可选地，控制单元可以采用PLC控制系统实现，实验参数均可通过触摸屏装置设定完成，操作简单方便。可选地，备料单元包含6个圆柱形备料筒(备料筒的尺寸可以是相同或不同的)，备料筒可配有独立的搅拌装置和加热装置，分别与6台步进电机及6台真空泵相连，最多可以实现6种不同材料相互独立浇注。出料口设置有齿轮计量泵，齿轮计量泵与步进电机连接。控制单元启动真空泵对备料筒进行抽真空处理之后，控制电机带动搅拌装置对模型材料进行搅拌，并启动加热装置(例如，热电偶)将模型材料加热到预设温度，边搅拌边加热，使得模型材料加热均匀呈液体状。再通过控制单元控制步进电机的转速，带动出料口的齿轮计量泵转动，将模型材料导入真空浇注单元所包含的模具中，固化成型后制备得到所需的物理模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物理模型自动化制模设备，其特征在于，包括：备料单元、控制单元和真空浇注单元；所述备料单元包括备料筒、电机、搅拌装置、加热装置、真空泵和出料口，搅拌装置和加热装置设置在所述备料筒内，所述电机和真空泵设置在备料筒外部，所述电机与搅拌装置连接；所述真空浇注单元具有密封箱体、设置在所述密封箱体内的模具及可移动的浇注头，所述浇注头与所述出料口通过管道连接；控制单元与所述备料单元和真空浇注单元相连，控制所述电机、加热装置、真空泵、出料口和浇注头的运行。

【技术特征摘要】
1.一种物理模型自动化制模设备，其特征在于，包括：备料单元、控制单元和真空浇注单元；所述备料单元包括备料筒、电机、搅拌装置、加热装置、真空泵和出料口，搅拌装置和加热装置设置在所述备料筒内，所述电机和真空泵设置在备料筒外部，所述电机与搅拌装置连接；所述真空浇注单元具有密封箱体、设置在所述密封箱体内的模具及可移动的浇注头，所述浇注头与所述出料口通过管道连接；控制单元与所述备料单元和真空浇注单元相连，控制所述电机、加热装置、真空泵、出料口和浇注头的运行。2.根据权利要求1所述的物理模型自动化制模设备，其特征在于，所述真空浇注单元的密封箱体与所述备料单元共用所述真空泵。3.根据权利要求1所述的物理模型自动化制模设备，其特征在于，所述真空浇注单元的密封箱体内设置有XYZ轴自动浇注龙门架，包括平行框架、水平横梁和垂直杆，其中水平横梁设置在平行框架上，垂直杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴宇翀，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11