一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置制造方法及图纸

一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，包括透明的柱体，其特征在于：柱体的顶面开设一个通透的第一孔，每个第三孔另一端内壁固定安装第二挡环，第二挡环位于第二弹簧伸缩杆靠近第二孔一侧，柱体顶部固定安装调节球阀，调节球阀出水端与第一孔互通，调节球阀的进水端固定连接进水装置，柱体的底部固定安装支撑腿。本装置用于水力压裂模拟实验，本装置能够模拟在不同注液方向与第一孔竖向中心线之间的角度对分裂缝产生的造成的影响和不同的注液方向对分裂缝的延伸进行产生的影响，本装置能够通过转动调节盘来模拟不同的岩层调节，本装置能够进行多次使用，使用寿命长，本装置所使用的零部件常见且价格低廉，成本低，便于生产制造。

【技术实现步骤摘要】
一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置
本专利技术属于物料模拟实验装置领域，具体地说是一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置。
技术介绍
现今水力压裂技术是油气田开发过程中广泛使用的油气井增产措施，尤其是在煤层气、低渗超低渗油藏的开发中，水力压裂是必不可少的方法，故研究地层压裂过程的规律尤为重要。我们通常在实验室中通过压裂装置来模拟地层在高压注入水条件下的压裂情况，进而得出不同地层条件下的压裂规律。在压裂过程中裂缝缝宽缝高缝长是决定压裂增产效果的重要评价参数，而其影响因素较多规律较为复杂，在压开主裂缝之后分裂缝的发育规律无从得知，各分裂缝之间的相互影响作用规律也没有准确的结论。现今实验室中广泛使用的压裂装置大多为过程不可视，公开号为CN107219127B的现有技术公开了实验室用可视化水力压裂物理模拟装置及方法，注水方向对分裂缝的延伸方向的影响，该装置无法进行探测，注水方向对分裂缝的产生有无影响，该装置同样无法探测。
技术实现思路
本专利技术提供一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，用以解决现有技术中的缺陷。本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，包括透明的柱体，其特征在于：柱体的顶面开设一个通透的第一孔，第一孔内壁底部固定安装出液阀门，柱体外周开设数个均匀分布的通透的方形的第二孔，第二孔均与第一孔互通，每个第二孔内设有一根第一弹簧伸缩杆，每根第一弹簧伸缩杆的固定端一端固定连接一个第一活塞一侧，每个第一活塞外周与对应的第二孔紧密接触配合，靠近第一孔的每个第二孔一端内壁固定安装第一挡环，每个第二孔内壁开设数个均匀分布的不通透的第三孔，每根第一弹簧伸缩杆的活动端外周开设外螺纹，柱体外周通过轴承安装数个调节盘，调节盘与第二孔数量相同，每个调节盘的一侧开设螺孔，螺孔分别与对应的第一弹簧伸缩杆的活动端上的外螺纹螺纹配合，每个第三孔内壁一端固定连接一根第二弹簧伸缩杆的固定端一端，每根第二弹簧伸缩杆的活动端一端固定连接第二活塞一侧，每个第二活塞外周与对应的第三孔内壁接触配合，每个第三孔另一端内壁固定安装第二挡环，第二挡环位于第二弹簧伸缩杆靠近第二孔一侧，柱体顶部固定安装调节球阀，调节球阀出水端与第一孔互通，调节球阀的进水端固定连接进水装置，柱体的底部固定安装支撑腿。如上所述的一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，所述的进水装置由液压泵、单向阀门、进水管道、水箱、出液管道组成，调节球阀的进水端固定连接液压泵的出水端，液压泵的进水端固定连接单向阀门的出水端，单向阀门的进水端通过进水管道连接水箱，水箱内装有压裂水，出液阀门通过出液管道与水箱一侧底部固定连接，出液管道与水箱内部互通。如上所述的一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，所述的压裂水的颜色优选为草绿色。如上所述的一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，所述的调节盘的外周开设防滑纹。如上所述的一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，所述的第一活塞另一侧和第二活塞的另一侧分别固定安装防水并带有电源的压力传感器，压力传感器电路连接电脑。如上所述的一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，所述的调节球阀与液压泵连接管道处固定安装液压表。如上所述的一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，所述的支撑腿分别固定安装吸盘。本专利技术的优点是：本装置用于水力压裂模拟实验，使用者通过进水装置经过调节球阀向第一孔内加压裂液，使用者调节调节球阀从而改变本装置的注液方向与第一孔竖向中心线之间的角度，使用者调节球阀使得注液方向与第一孔竖向中心线之间的角度为０°，当压裂液填满第一孔后，使用者继续注入压裂液，压裂液的液压力会使得各个第一活塞沿对应的第二孔移动向外，各个第一活塞移动使得对应的第一弹簧伸缩杆压缩，当有压裂液快要进入任意一个第三孔时，使用者观察各个方向上的各个位置的第一活塞的移动情况，并进行拍照，使用者继续注液使得第一活塞继续移动并使得压裂液进入各个第三孔内，在压裂液的液压力作用下，每个第二活塞沿对应的第三孔移动，使用者在任意一个第二弹簧伸缩杆压缩至最短时，使用者使用手机或相机等进行拍照，使用者停止注液，并通过出液阀门将本装置内的压裂液排出，使用者调节球阀使得注液方向与第一孔竖向中心线之间的角度为３０°，使用者重复上述操作，经过多组实验后，使用者对每组实验的第一次拍照进行观察，并观察各个第一活塞移动的距离，第一活塞移动的距离越大，其位置所受到的液压力越大，从而模拟在不同注液方向，主裂缝加入注液后下各个位置所受到的液压力，在岩层质地均匀的情况下，受到的液压力越大越容易出现分裂缝，从而观察注液方向与第一孔竖向中心线之间的角度对分裂缝产生的造成的影响，使用者对每组的第二次拍照，使用者观察第二活塞所移动的距离进行观察，通过对一个第二孔内的第一活塞的移动距离和与该第二孔互通的不同方向的数个第三孔内的第二活塞的移动距离的观察，能够观察到第二孔在不同方向上所受到的液压力，模拟不同的注液方向与第一孔竖向中心线之间的角度对分裂缝的延伸进行产生的影响，分裂缝在延伸的过程中，在岩层质地均匀的情况下，分裂缝会向所受不同方向上的液压力的合力的方向上延伸，使用者调节调节盘，调节盘转动使得螺孔转动，螺孔转动第一弹簧伸缩杆的活动端移动，第一弹簧伸缩杆的活动端移动使得其活动端位于其固定端内的部分长度改变，使得第一弹簧伸缩杆内的弹簧形变量改变，使得与第一伸缩杆活动端连接的第一活塞在移动相同距离的情况所受到的液压力大小改变，从而能够模拟不同的岩层受到水力压裂时的情况，本装置设有多个调节盘，通过能够模拟在两者或多种不同岩层条件下，注液方向对主裂缝与分裂缝的影响，本装置使用透明的柱体，使用者能够观察到压裂液的流动情况，能够进行观看，本装置能够模拟在不同注液方向与第一孔竖向中心线之间的角度对分裂缝产生的造成的影响和不同的注液方向对分裂缝的延伸进行产生的影响，本装置能够通过转动调节盘来模拟不同的岩层调节，本装置能够进行多次使用，使用寿命长，本装置所使用的零部件常见且价格低廉，成本底，便于生产制造。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的电路模块框图；图3是图1的Ⅰ局部放大图；图4是图1的Ⅱ局部放大图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，如图所示，包括透明的柱体1，其特征在于：柱体1的顶面开设一个通透的第一孔2，第一孔2与柱体1中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，包括透明的柱体（1），其特征在于：柱体（1）的顶面开设一个通透的第一孔（2），第一孔（2）内壁底部固定安装出液阀门（3），柱体（1）外周开设数个均匀分布的通透的方形的第二孔（4），第二孔（4）均与第一孔（2）互通，每个第二孔（4）内设有一根第一弹簧伸缩杆（5），每根第一弹簧伸缩杆（5）的固定端一端固定连接一个第一活塞（6）一侧，每个第一活塞（6）外周与对应的第二孔（4）紧密接触配合，靠近第一孔（2）的每个第二孔（4）一端内壁固定安装第一挡环（7），每个第二孔（4）内壁开设数个均匀分布的不通透的第三孔（8），每根第一弹簧伸缩杆（5）的活动端外周开设外螺纹，柱体（1）外周通过轴承安装数个调节盘（11），调节盘（11）与第二孔（4）数量相同，每个调节盘（11）的一侧开设螺孔（12），螺孔（12）分别与对应的第一弹簧伸缩杆（5）的活动端上的外螺纹螺纹配合，每个第三孔（8）内壁一端固定连接一根第二弹簧伸缩杆（9）的固定端一端，每根第二弹簧伸缩杆（9）的活动端一端固定连接第二活塞（10）一侧，每个第二活塞（10）外周与对应的第三孔（8）内壁接触配合，每个第三孔（8）另一端内壁固定安装第二挡环（22），第二挡环（22）位于第二弹簧伸缩杆（9）靠近第二孔（4）一侧，柱体（1）顶部固定安装调节球阀（13），调节球阀（13）出水端与第一孔（2）互通，调节球阀（13）的进水端固定连接进水装置，柱体（1）的底部固定安装支撑腿（18）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种大学物理实验室用可视化物理模拟装置，包括透明的柱体（1），其特征在于：柱体（1）的顶面开设一个通透的第一孔（2），第一孔（2）内壁底部固定安装出液阀门（3），柱体（1）外周开设数个均匀分布的通透的方形的第二孔（4），第二孔（4）均与第一孔（2）互通，每个第二孔（4）内设有一根第一弹簧伸缩杆（5），每根第一弹簧伸缩杆（5）的固定端一端固定连接一个第一活塞（6）一侧，每个第一活塞（6）外周与对应的第二孔（4）紧密接触配合，靠近第一孔（2）的每个第二孔（4）一端内壁固定安装第一挡环（7），每个第二孔（4）内壁开设数个均匀分布的不通透的第三孔（8），每根第一弹簧伸缩杆（5）的活动端外周开设外螺纹，柱体（1）外周通过轴承安装数个调节盘（11），调节盘（11）与第二孔（4）数量相同，每个调节盘（11）的一侧开设螺孔（12），螺孔（12）分别与对应的第一弹簧伸缩杆（5）的活动端上的外螺纹螺纹配合，每个第三孔（8）内壁一端固定连接一根第二弹簧伸缩杆（9）的固定端一端，每根第二弹簧伸缩杆（9）的活动端一端固定连接第二活塞（10）一侧，每个第二活塞（10）外周与对应的第三孔（8）内壁接触配合，每个第三孔（8）另一端内壁固定安装第二挡环（22），第二挡环（22）位于第二弹簧伸缩杆（9）靠近第二孔（4）一侧，柱体（1）顶部固定安装调节球阀（13），调节球阀（13）出水端与第一孔（2）互通，调节球阀（13）的进水端固定连接进水装置，柱体（1）的底部固定安装支撑腿（18）。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王丽丽，李明亮，谭安安，熊少琴，
申请(专利权)人：长沙学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43