【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及构造地质学和石油地质学，具体地说，涉及一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟装置及方法。
技术介绍
1、砂箱物理模拟实验是目前研究地质构造重要手段之一，其应用非常广泛，能通过简单到复杂的地质模型来模拟和再现各种地质构造的形成演化过程，以便分析地质构造的成因机理，能为地质构造研究提供可靠的、可视化的实验依据。
2、断裂是含油气盆地中最为常见且重要的构造样式之一，影响着油气的生成、运聚和保存，在油气成藏各环节中起着极为关键的作用。经统计，我国沉积盆地中与断裂有关或受断层控制的圈闭占80％以上。因此，理清断裂的形成演化过程和断裂的成因机制在油气勘探开发中至关重要。
3、以往砂箱物理模拟实验多集中在挤压或剪切构造物理模拟实验，缺少系统的和可对比分析的伸展构造物理模拟实验。且在断-坳陷盆地深部断裂对浅部沉积盖层断裂密集带的控制作用研究方面仅局限在理论对比和分析，缺乏有效地实验论证和精细刻画，难以预测观察到不同条件下断裂密集带的分布规律和形成过程。同时，前人在模拟断裂的过程中，并未考虑到复杂断面、基底相对薄弱带断裂及断裂后期的递进变形。因此，需要一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟装置及方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的内容是提供一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟装置及方法，其通过分别在模型底部设置不同产状的光滑塑料片和不同斜面形态的聚乙烯塑料模型等弥补了以往此类实验模型的不足。
2、根据本专利技术的一种模拟深部先存断裂
3、作为优选，电动缸和数码相机连接有电脑终端。
4、作为优选，固定挡板和活动挡板上均设有方便记录数据用的标尺。
5、本专利技术提供了一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟方法，其采用上述的一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟装置，包括自由边界先存断裂双向均匀伸展实验方法、刚性边界先存断裂伸展实验方法和刚性边界先存台阶状断层单向伸展实验方法；
6、自由边界先存断裂双向均匀伸展实验方法具体为：
7、1)通过电脑终端启动电动缸，将活动挡板移动到玻璃砂箱预定位置，在弹性布上方依次铺设不同颜色的且粒径在0.3-0.6mm、内摩擦角30-33°和内摩擦系数为0.55的干燥石英砂，用来模拟不同时期的脆性岩层，且在实验模型的最上部铺设一层石英砂，方便俯视观察模型表面细微构造的产生和变形；
8、2)在底部两种颜色石英砂里设置倾角为30°、45°和60°的光滑塑料片，且保证倾斜塑料片的顶面平齐，用来模拟不同产状的先存断裂；
9、3)实验开始，同时启动左右两侧电动缸反向拉伸；
10、4)自实验开始，采用30s间隔和3机位高像素数码相机进行实验记录；
11、5)在活动挡板运动到预定的终止位置时，电动缸停止运动，关闭数码相机，用气压式喷水壶喷水器慢速喷水，不破坏模型表面构造且逐渐使石英砂全部浸湿；
12、6)取掉前面固定挡板，沿活动挡板方向每隔2cm对模型进行切片，并用数码相机记录模型内部的构造变形；
13、7)整理实验过程记录照片，选取具有代表性的前侧面、后侧面、俯视和切片照片对实验的纵向剖面、平面变形过程与变形结果进行展示和分析；
14、刚性边界先存断裂伸展实验方法具体为：
15、a)通过启动电动缸将活动挡板移动到玻璃砂箱预定位置，取下弹性布；
16、b)玻璃砂箱右侧放置第一聚乙烯塑料边界模型，第一聚乙烯塑料边界模型与右侧活动挡板贴合，第一聚乙烯塑料边界模型左侧为斜边且倾角为45°，斜边用来模拟先存断裂面；
17、c)在斜边及其左侧铺设非弹性布，非弹性布左端连接在左侧活动挡板外侧的固定旋钮上；
18、d)向非弹性布和第一聚乙烯塑料边界模型上铺设力学性质相同颜色不同的石英砂；
19、e)实验开始，启动左侧电动缸反向拉伸；
20、f)采用30s间隔和3机位数码相机进行实验记录；
21、g)通过整理，选取了具有代表性的照片分别对实验的纵向剖面和平面变形过程进行展示和分析；
22、刚性边界先存台阶状断层单向伸展实验方法具体为：
23、a)通过启动电动缸将活动挡板移动到玻璃砂箱预定位置，取下弹性布；
24、b)玻璃砂箱右侧放置第二聚乙烯塑料边界模型，第二聚乙烯塑料边界模型与右侧活动挡板贴合，第二聚乙烯塑料边界模型左侧为台阶状斜边且倾角为45°，台阶状斜边用来模拟坡坪式断层；
25、c)在台阶状斜边及左侧铺设非弹性布，非弹性布左端连接在左侧活动挡板外侧的固定旋钮上；
26、d)向非弹性布和第二聚乙烯塑料边界模型上铺设力学性质相同颜色不同的石英砂；
27、e)实验开始，启动左侧电动缸反向拉伸；
28、f)采用30s间隔和3机位数码相机进行实验记录；
29、g)通过整理，选取了具有代表性的照片分别对实验的纵向剖面和平面变形过程进行展示和分析。
30、作为优选，电动缸行驶速度范围在0.01-0.1mm/s，活动挡板的移动距离最大为60mm。
31、作为优选，倾角为30°、45°和60°表面光滑的塑料片的宽度分别为5.6cm、3.96cm和3.23cm。
32、本专利技术通过分别在模型底部设置不同产状的光滑塑料片和不同斜面形态的聚乙烯塑料模型来较佳的模拟深部先存断裂伸展变形，能够为深部先存断裂对断裂密集带的控制作用研究提供了可信的实验数据和参考，为断-坳陷盆地断裂密集带发育地区的勘探开发提供了一定的理论支持。
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1.一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟装置，其特征在于：包括通用操作台(1)，通用操作台(1)上设有用于铺设石英砂的透明玻璃砂箱(2)，石英砂中可放入光滑塑料片和聚乙烯塑料边界模型，透明玻璃砂箱(2)包括前后两个固定挡板(31)和左右两个活动挡板(32)，活动挡板(32)外侧连接有受计算机控制的电动缸(4)，电动缸(4)位于通用操作台(1)台面上；活动挡板(32)下方设有表面粗糙的弹性布(5)，弹性布(5)两端分别连接有固定旋钮(6)，固定旋钮(6)安装在对应的活动挡板(32)外侧；透明玻璃砂箱(2)前方、后方、上方分别设有数码相机。
2.根据权利要求1所述的一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟装置，其特征在于：电动缸(4)和数码相机连接有电脑终端。
3.根据权利要求1所述的一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟装置，其特征在于：固定挡板(31)和活动挡板(32)上均设有方便记录数据用的标尺。
4.一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟方法，其特征在于：其采用如权利要求1-3中任一所述的一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟装置，包括自由
5.根据权利要求4所述的一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟方法，其特征在于：电动缸行驶速度范围在0.01-0.1mm/s，活动挡板的移动距离最大为60mm。
6.根据权利要求4所述的一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟方法，其特征在于：倾角为30°、45°和60°表面光滑的塑料片的宽度分别为5.6cm、3.96cm和3.23cm。
...【技术特征摘要】
1.一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟装置，其特征在于：包括通用操作台(1)，通用操作台(1)上设有用于铺设石英砂的透明玻璃砂箱(2)，石英砂中可放入光滑塑料片和聚乙烯塑料边界模型，透明玻璃砂箱(2)包括前后两个固定挡板(31)和左右两个活动挡板(32)，活动挡板(32)外侧连接有受计算机控制的电动缸(4)，电动缸(4)位于通用操作台(1)台面上；活动挡板(32)下方设有表面粗糙的弹性布(5)，弹性布(5)两端分别连接有固定旋钮(6)，固定旋钮(6)安装在对应的活动挡板(32)外侧；透明玻璃砂箱(2)前方、后方、上方分别设有数码相机。
2.根据权利要求1所述的一种模拟深部先存断裂伸展变形的物理模拟装置，其特征在于：电动缸(4)和数码相机连接有电脑终端。
3.根据权利要求1所述的一种模拟深部先存断...
【专利技术属性】
技术研发人员：万双双，王佳佳，马永，段新国，李洪奎，龙伟，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
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