[發明專利]可變形轉動式砂箱物理模擬裝置及其模擬方法

有效

• 申請號: 201910322835.1
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN111833713B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 楊紫;潘校華;計智鋒;萬侖坤;李志;李富恒;袁圣強;胡廣成
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G09B23/40
• 分類號: G09B23/40
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓嫚嫚;王春光

本發明為一種可變形轉動式砂箱物理模擬裝置及其模擬方法，該裝置包括砂箱箱體，砂箱箱體包括上蓋板和下蓋板，上蓋板和下蓋板之間連接能變形的側板結構，上蓋板、下蓋板和側板結構之間構成砂礫的疊加模擬實驗腔；砂箱箱體的頂部連通設置砂礫添加結構；可變形轉動式砂箱物理模擬裝置還包括控制部；側板結構由多個分側板部連接構成，各分側板部能沿水平方向移動模擬砂礫擠壓和伸展工況，各分側板部還能繞豎直方向轉動模擬砂礫走滑工況，各分側板部上均連接設置三維度控制砂箱物理模擬動力裝置。該裝置及其模擬方法，基于實際油氣勘探作業的需要，通過改變側板形狀實現對砂礫的進行伸展、擠壓和走滑等多種復雜工況的疊加模擬實驗，普適性強。

技術領域

本發明涉及地球物理勘探技術領域，尤其涉及一種可變形轉動式砂箱物理模擬裝置及其模擬方法。

背景技術

在常規地震勘探中，地質構造是地殼中的巖石體因受到上部沉積、板塊運動或地幔柱影響導致巖石體應力場改變發生變形，形成褶皺或斷裂，斷裂構造的演化對沉積具有控制作用，對先存地質體也具有改造作用，因此斷裂對油氣成藏的源巖和儲層有重要控制作用。此外，斷裂在不同時期活動，作用也具有差異性，在油氣成藏時活動的斷裂可作為油源斷裂或氣源斷裂，對油氣成藏是十分必要的，油氣藏形成之后的部分不活動斷裂也可作為遮擋斷裂，是圈閉形成的因素之一，而在油氣藏形成之后的活動斷裂對油氣藏多起到了破壞作用，對油氣成藏是十分不利的，疊合盆地中斷裂的形態特征和變形機制更為復雜，對油氣成藏的控制也更為復雜。因此疊合盆地構造演化的研究能夠有效的指導油氣藏勘探。

研究中需要進行砂箱物理模擬實驗，砂箱物理模擬實驗與實際地層必須具有時間、材料和幾何相似性，現有技術方案僅根據實際工況設計砂箱物理模擬實驗裝置，砂箱物理模擬裝置對于其他工區的工況模擬不具有普適性，導致砂箱物理模擬裝置可再利用價值低，造成了大量浪費。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種可變形轉動式砂箱物理模擬裝置及其模擬方法，以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可變形轉動式砂箱物理模擬裝置及其模擬方法，克服現有技術中砂箱物理模擬裝置工況模擬不具普適性的問題，該可變形轉動式砂箱物理模擬裝置及其模擬方法，基于實際油氣勘探作業的需要，通過改變側板形狀實現對砂礫的進行伸展、擠壓和走滑等多種復雜工況的疊加模擬實驗，普適性強。

本發明的目的是這樣實現的，一種可變形轉動式砂箱物理模擬裝置，包括砂箱箱體，所述砂箱箱體包括上下間隔且能固定連接的上蓋板和下蓋板，所述上蓋板和所述下蓋板之間密封連接能變形的側板結構，所述上蓋板、所述下蓋板和所述側板結構之間構成砂礫的疊加模擬實驗腔；所述砂箱箱體的頂部連通設置砂礫添加結構；所述可變形轉動式砂箱物理模擬裝置還包括能控制所述側板結構變形的控制部；所述側板結構由多個分側板部沿周向密封連接構成，各所述分側板部能沿水平方向移動模擬砂礫擠壓和伸展工況，各所述分側板部還能繞豎直方向轉動模擬砂礫走滑工況，各所述分側板部上均連接設置三維度控制砂箱物理模擬動力裝置，所述三維度控制砂箱物理模擬動力裝與所述控制部電連接。

在本發明的一較佳實施方式中，各所述三維度控制砂箱物理模擬動力裝置包括伸縮結構、推送結構和轉動結構，所述推送結構用于推拉所述分側板部內外移動模擬砂礫擠壓和伸展工況，所述伸縮結構用于模擬砂礫伸展和擠壓工況時驅動所述分側板部沿側向伸縮改變側向長度，所述轉動結構用于驅動所述分側板部繞豎直方向轉動模擬砂礫走滑工況。

在本發明的一較佳實施方式中，所述推送結構包括推進氣缸，所述推送氣缸包括氣缸缸體和氣缸缸桿，所述氣缸缸桿的自由端與所述分側板部固定連接，所述氣缸缸桿能推拉所述分側板部沿水平且垂直于所述分側板部的方向移動。