[發(fā)明專利]一種斷層模擬裝置及模擬方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111010298.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN113870676B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于佳富;于福生;張婧琪;田野;馮楨鳴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): G09B23/40
• 分類號(hào): G09B23/40;G09B9/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 呂偉盼

本發(fā)明提供一種斷層模擬裝置及模擬方法，涉及構(gòu)造地質(zhì)學(xué)物理模擬技術(shù)領(lǐng)域，包括第一平臺(tái)、第二平臺(tái)、斜滑臺(tái)板與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述斜滑臺(tái)板包括第一臺(tái)板與第二臺(tái)板，所述第一臺(tái)板與所述第一平臺(tái)連接，所述第二臺(tái)板與所述第二平臺(tái)連接；所述第一臺(tái)板與所述第二臺(tái)板相貼合，所述第一臺(tái)板與所述第二臺(tái)板之間的貼合面相對(duì)于所述第一平臺(tái)的第一臺(tái)面相傾斜；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述第一平臺(tái)與所述第二平臺(tái)沿所述貼合面相對(duì)線性位移、相對(duì)扭轉(zhuǎn)位移或相對(duì)線性疊加扭轉(zhuǎn)位移。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置第一平臺(tái)、第二平臺(tái)、斜滑臺(tái)板與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以模擬存在先存斷層的情況下張扭變形、壓扭變形、樞紐斷層變形等，以及張扭、壓扭與樞紐斷層間相互疊加的變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及構(gòu)造地質(zhì)學(xué)物理模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種斷層模擬裝置及模擬方法。

背景技術(shù)

在盆地構(gòu)造過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)育多期斷層疊加變形的現(xiàn)象，因此認(rèn)識(shí)并了解多期斷層疊加變形過(guò)程對(duì)于構(gòu)造地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域中研究盆地形成機(jī)制至關(guān)重要。斷層兩盤的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可分為直移運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在直移運(yùn)動(dòng)中兩盤相對(duì)平直滑移而無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩斷盤上未錯(cuò)動(dòng)前的平行直線運(yùn)動(dòng)后仍然平行，如壓扭或張扭。在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中兩盤以斷面法線為軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)滑移，兩斷盤上未錯(cuò)動(dòng)前平行直線運(yùn)動(dòng)后不再相互平行，如樞紐斷層。樞紐斷層是盆地構(gòu)造中的一種重要的構(gòu)造變形，從力學(xué)性質(zhì)上看，樞紐斷層的一端擠壓而另一端則發(fā)生擠壓，是十分典型的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類斷層。

由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，斷裂多期疊加的模擬大多集中于研究壓扭或張扭等直移運(yùn)動(dòng)類斷層的疊加變形，而不能完全還原多期樞紐斷層疊加變形的過(guò)程。因此需要進(jìn)一步解析在先存斷裂下存在樞紐斷層變形的多期斷層疊加變形的重要地質(zhì)過(guò)程。目前，在構(gòu)造物理模擬實(shí)驗(yàn)中，長(zhǎng)期以來(lái)研究人員十分注重對(duì)于壓扭、張扭和樞紐斷層等的基礎(chǔ)研究。但是現(xiàn)存的實(shí)驗(yàn)裝置仍然存在一定的缺陷，不能夠更加科學(xué)與直觀地模擬存在不同先存角度下的樞紐變形，以及多期包含樞紐斷層參與的斷層疊加變形的控制作用及構(gòu)造演化特征。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種斷層模擬裝置及模擬方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)存的實(shí)驗(yàn)裝置仍然存在一定的缺陷，不能夠更加科學(xué)與直觀地模擬存在不同先存角度下的樞紐變形，以及多期包含樞紐斷層參與的斷層疊加變形的控制作用及構(gòu)造演化特征的缺陷，實(shí)現(xiàn)一種斷層模擬裝置及模擬方法。

本發(fā)明提供一種斷層模擬裝置，包括第一平臺(tái)、第二平臺(tái)、斜滑臺(tái)板與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述斜滑臺(tái)板包括第一臺(tái)板與第二臺(tái)板，所述第一臺(tái)板與所述第一平臺(tái)連接，所述第二臺(tái)板與所述第二平臺(tái)連接；

所述第一臺(tái)板與所述第二臺(tái)板相貼合，所述第一臺(tái)板與所述第二臺(tái)板之間的貼合面相對(duì)于所述第一平臺(tái)的第一臺(tái)面相傾斜；

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述第一平臺(tái)與所述第二平臺(tái)沿所述貼合面相對(duì)線性位移、相對(duì)扭轉(zhuǎn)位移或相對(duì)線性疊加扭轉(zhuǎn)位移。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種斷層模擬裝置，所述模擬裝置還包括控制器，所述控制器與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電連接，用于控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述第一平臺(tái)與所述第二平臺(tái)沿所述貼合面相對(duì)線性位移的位移速度、位移距離與位移方向，或用于控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述第一平臺(tái)與所述第二平臺(tái)沿所述貼合面相對(duì)扭轉(zhuǎn)位移或相對(duì)線性疊加扭轉(zhuǎn)位移的位移速度、位移距離、位移角度與位移方向。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種斷層模擬裝置，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括升降機(jī)構(gòu)與第一橫移機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)與所述第二平臺(tái)連接并用于驅(qū)動(dòng)所述第二平臺(tái)上下移動(dòng)，所述第一橫移機(jī)構(gòu)與所述第二平臺(tái)連接并用于驅(qū)動(dòng)所述第二平臺(tái)沿水平方向移動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種斷層模擬裝置，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二橫移機(jī)構(gòu)，所述第二橫移機(jī)構(gòu)與所述第一平臺(tái)連接并用于驅(qū)動(dòng)所述第一平臺(tái)沿水平方向移動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種斷層模擬裝置，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述第二平臺(tái)具有第二臺(tái)面；

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述第二平臺(tái)連接并用于驅(qū)動(dòng)所述第二平臺(tái)旋轉(zhuǎn)，所述第二平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線沿與所述第二臺(tái)面相垂直；