一种走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置及实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置及实验方法，涉及地质构造模拟领域；包括走滑模拟系统、控制系统；走滑模拟系统分为结构相同的左右两部分，每部分均包括矩形钢框架，矩形钢框架上设有无牙螺杆，两个无牙螺杆之间设有丝杠，无牙螺杆上方连接有实验板，实验板上用于放置实验材料；左右两部分的实验板相贴合的侧边下方焊接有带毛刷翻板，实验板其他侧边的边缘上方均垂直焊接有挡板；实验板下部通过伺服电机模块与其相对应的丝杠相连；走滑模拟系统上方活动设有喷水头和相机；控制系统用于控制并监测喷水头、相机、伺服电机模块。本发明专利技术基于上述装置及其实验方法能够根据需要进行不同程度和形式的走滑断层沉积模拟实验。积模拟实验。积模拟实验。

【技术实现步骤摘要】
一种走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置及实验方法


[0001]本专利技术涉及地质构造模拟
，特别是涉及一种走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置及实验方法。

技术介绍

[0002]在石油地质勘探领域中，断层封闭性一直是一个热门且复杂的难题，在复杂而漫长的地质历史时期中，一个含油气盆地内部会经历多期次构造运动，其中还会伴随着同沉积作用。在走滑构造运动中，同沉积作用的强度直接影响上覆地层的厚度，上覆地层的厚度直接影响走滑断层在垂向上的传播，进而影响油气的垂向疏导。由此可见正确的模拟同沉积作用的重要性和必要性。然而目前国内外在模拟同沉积过程都是采用人为撒砂的方式来实现同沉积模拟，这种方式的人为因素太多，是极不可靠的。
[0003]综上所述，现在急需一台能够满足实际勘探需要，针对走滑构造同沉积作用的砂箱物理模拟实验装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置及实验方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够根据需要进行不同程度和形式的走滑断层沉积模拟实验。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置，包括走滑模拟系统、控制系统；所述走滑模拟系统分为结构相同的左右两部分，每部分均包括矩形钢框架，所述矩形钢框架上设有两个平行布置的无牙螺杆，两个所述无牙螺杆之间设有丝杠，两个所述无牙螺杆上方通过环形卡扣连接有一个实验板，所述实验板上用于放置实验材料；左右两部分的所述实验板相贴合的侧边下方焊接有带毛刷翻板，所述实验板其他侧边的边缘上方均垂直焊接有挡板；所述实验板下部通过伺服电机模块与其相对应的丝杠相连；通过控制伺服电机模块的转速和转向能够控制实验板的运动速度和运动方向；所述走滑模拟系统上方活动设有喷水头和相机；所述控制系统用于控制并监测所述喷水头、相机、伺服电机模块。本专利技术采用的是两实验板独立设计，即可根据需要选择活动盘；并提供了符合实际沉积作用的沉积模拟结构，如河流沉积、雨水沉积，还可根据需要调整喷头的开度和位置用以模拟不同形式和不同程度的沉积作用；本专利技术装置将记录实验数据的相机也纳入其中，其位置可根据需要自行调整，方便在最佳位置进行拍照记录并通过测控模块连接到了上位控制端，即可通过上位界面直接给予指令，让其自动记录，增加了数据记录的可靠性和便捷性。整个实验装置安全、可靠、实验精度高、操作简单、便于拆装和设备清理且生产成本廉价。
[0007]可选的，还包括设备基础系统、实验辅助系统；所述设备基础系统包括顶部开口的底缸，所述底缸内部一侧固定设有储水缸；所述实验辅助系统包括对称设置于所述底缸两侧顶部的实验辅助系统支撑架，两个所述实验辅助系统支撑架之间滑动设有多个导杆，位
于一侧的所述导杆上设有所述相机，其他所述导杆上设有所述喷水头，所述喷水头通过水管与所述储水缸内的水泵连接；所述走滑模拟系统固定设置于所述底缸内，且所述走滑模拟系统位于所述导杆下方。
[0008]可选的，所述控制系统包括电连接的上位机和测控模块；所述上位机用于提供计算机上位操作界面，显示设备当前工作状态和提供操作命令输入窗口；所述测控模块包括可编程逻辑控制器和A/D转换器以及D/A转换器，所述伺服电机模块包括分别设置于所述走滑模拟系统左右两部分上的第一伺服电机和第二伺服电机，所述测控模块分别通过导线与相机、水泵、第一伺服电机以及第二伺服电机相连。可编程逻辑控制器内预置有控制程序，实验操作人员通过上位机的操作界面输入控制指令，上位机输出的数字信号传输至测控模块，测控模块经D/A转换器将上位机的数字量信号转换为模拟量信号，传输至各驱动模块，各驱动模块按照输入指令要求的状态进行运行；同时测控模块接收各驱动模块的状态信号，经A/D转换器，将驱动状态的模拟量信号转换为数字量信号传输至上位机，在操作界面进行状态实时显示；测控模块中PLC的程序，PLC内预置有控制程序，所述程序按照如下方式控制伺服电机模块、相机和水泵：
[0009]系统上电后电机自动同时判别左实验板和右实验板是否启动，因为左实验板和右实验板的控制方式是相同的，且均是独立的，在此以左实验板为例进行叙述，当判定左实验板为非启动状态则第一伺服电机静止，若判定左实验板为启动状态则开始轴运动初始化配置，即第一伺服电机轴运动模块清错、标记坐标零点；读取预设的左实验板运动时间、运动速度参数，并赋值到对应功能模块；计算目标距离，并赋值到下一功能模块，目标距离＝速度*时间；将计算所得的线性距离转换为轴距；将该轴距赋值到对应功能模块进行当前应走距离与零的关系判别，
①
.判断当前应走距离是否大于零，如是，则伺服电机正转；
②
.判断当前应走距离是否大于零，如否，再判断当前应走距离是否小于零，如是，则伺服电机反转；
③
.判断当前应走距离是否大于零，如否，再判断当前应走距离是否小于零，如否，则伺服电机静止。在第一伺服电机运转的过程中不断的判定是否到达目标点，若到了，则电机立即停止，若未到，则电机保持原来的运转状态；若未预设运动时间参数则系统默认为时间无限大，需要操作人员通过上位机操作界面给出停止命令或断电来使得电机停止。系统上电后在判别左实验板和右实验板是否启动的同时，还判定相机是否开启；若相机未开启，则相机不得电，若相机开启，则读取预设的拍照时间间隔参数，并赋值到对应功能模块；相机快门触发一次，拍下一张照片；然后计时模块开始工作，并将值实时地赋值到对应功能模块；判定伺服电机是否停止，若是，则计时器停止计时，被实时赋值的计时模块数据清零，相机快门触发一次，拍下一张照片，相机断电；若否，则接着判定时间间隔是否已达到，若未达到，则接着计时，并判定电机是否停止，若时间间隔已达到，则计时器停止计时，被实时赋值的计时模块数据清零，相机快门触发一次，拍下一张照片，接着计时，周而复始，直到电机停止，计时器停止计时，被实时赋值的计时模块数据清零，相机快门触发一次，拍下一张照片，相机断电。系统上电后在判别左实验板和右实验板是否启动以及相机是否开启的同时，还判定水泵是否启动，若未启动，则水泵处于停止状态；若启动，则读取预设的水泵运转时间参数，并赋值到对应功能模块；水泵开始运转；计时器开始计时并实时赋值到对应功能模块；判定运转时间是否已达到预设值，若已达到，则水泵停止，计时器停止计时，被实时赋值的计时模块数据清零；若未到达，则继续计时，直到运转时间已达到预设值，水泵停止，计时
器停止计时，被实时赋值的计时模块数据清零。第一伺服电机、第二伺服电机、相机、水泵，均是独立控制，不存在互锁关系，既可单独控制，也可同时控制。
[0010]可选的，所述伺服电机模块下部正中心镶嵌安装有指示灯；所述矩形钢框架下部的四个顶点位置分别焊接有走滑机构脚架；每个走滑机构脚架下粘有一块防滑垫。
[0011]可选的，所述设备基础系统还包括底缸脚架；四个所述底缸脚架分别位于所述底缸下方四个顶点位置处；所述底缸脚架底部通过移动轮连接件连接有移动轮；所述移动轮上连接有一手动刹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置，其特征在于：包括走滑模拟系统、控制系统；所述走滑模拟系统分为结构相同的左右两部分，每部分均包括矩形钢框架，所述矩形钢框架上设有两个平行布置的无牙螺杆，两个所述无牙螺杆之间设有丝杠，两个所述无牙螺杆上方通过环形卡扣连接有一个实验板，所述实验板上用于放置实验材料；左右两部分的所述实验板相贴合的侧边下方焊接有带毛刷翻板，所述实验板其他侧边的边缘上方均垂直焊接有挡板；所述实验板下部通过伺服电机模块与其相对应的丝杠相连；通过控制伺服电机模块的转速和转向能够控制实验板的运动速度和运动方向；所述走滑模拟系统上方活动设有喷水头和相机；所述控制系统用于控制并监测所述喷水头、相机、伺服电机模块。2.根据权利要求1所述的走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置，其特征在于：还包括设备基础系统、实验辅助系统；所述设备基础系统包括顶部开口的底缸，所述底缸内部一侧固定设有储水缸；所述实验辅助系统包括对称设置于所述底缸两侧顶部的实验辅助系统支撑架，两个所述实验辅助系统支撑架之间滑动设有多个导杆，位于一侧的所述导杆上设有所述相机，其他所述导杆上设有所述喷水头，所述喷水头通过水管与所述储水缸内的水泵连接；所述走滑模拟系统固定设置于所述底缸内，且所述走滑模拟系统位于所述导杆下方。3.根据权利要求2所述的走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置，其特征在于：所述控制系统包括电连接的上位机和测控模块；所述上位机用于提供计算机上位操作界面，显示设备当前工作状态和提供操作命令输入窗口；所述测控模块包括可编程逻辑控制器和A/D转换器以及D/A转换器，所述伺服电机模块包括分别设置于所述走滑模拟系统左右两部分上的第一伺服电机和第二伺服电机，所述测控模块分别通过导线与相机、水泵、第一伺服电机以及第二伺服电机相连。4.根据权利要求1所述的走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置，其特征在于：所述伺服电机模块下部正中心镶嵌安装有指示灯；所述矩形钢框架下部的四个顶点位置分别焊接有走滑机构脚架；每个走滑机构脚架下粘有一块防滑垫。5.根据权利要求2所述的走滑断层同沉积变形过程模拟实验装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕丁友，黄江波，李才，张参，揣媛媛，王改卫，胡志伟，邓辉，侯栋甲，康琳，任云鹏，谢祥，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司天津分公司，
类型：发明
国别省市：