一种滩坝砂体研究用物理沉积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了一种滩坝砂体研究用物理沉积模拟实验装置及实验方法。本发明专利技术包括：模拟实验台、若干个沉积模拟盒、环境模拟盒一、环境模拟盒二、两个环境模拟控制机构、控制顶板、若干个加工旋转管和同步处理控制机构，若干个沉积模拟盒均固定安装在模拟实验台的顶部，若干个沉积模拟盒的顶部均为开口，所述环境模拟盒一和环境模拟盒二均固定安装在模拟实验台的顶部，若干个沉积模拟盒均设置在环境模拟盒一和环境模拟盒二中间，解决了现有的模拟实验装置大多是人为手动堆砌方法模拟环境，并且根据数据手动控制实验，导致在空间尺度和时间尺度上缺乏严谨性，实验变量类型过于单一，不能尽可能的贴合实际环境要求，也不便进行固定沉积地貌环境的快速复制和横向对比的问题。地貌环境的快速复制和横向对比的问题。地貌环境的快速复制和横向对比的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种滩坝砂体研究用物理沉积模拟实验装置及实验方法


[0001]本专利技术涉及沉积模拟实验
，具体为一种滩坝砂体研究用物 理沉积模拟实验装置及实验方法。

技术介绍

[0002]滩坝是滨浅湖区常见的砂体，是滩和坝的总称，在其形成过程中主 要受波浪和沿岸流控制滩坝多与湖岸线平行发育，分布于滨湖区，呈席 状或较宽的带状，滩坝砂体由于经历了湖浪作用的反复淘洗物性良好， 成为近年来石油勘探界关注的热点，滩坝一般由双向流形成，滩坝由定 向流形成，二者或叠加共生，或单独发育，滩坝在纵向上表现为A、B、 C三个沉积序列的有序叠加，正反粒序频繁互层，顶部一般存在风成沉 积，滩坝在纵向上表现为多个正粒序段组成的序列，局部夹有反粒序段 及泻湖相泥岩沉积，目前在进行滩坝砂体研究过程中，为了直观的获取 信息，通常会进行物理沉积模拟实验，而目前市面上正在使用的模拟实 验装置大多是人为模拟环境，并且手动模拟水流和各个数据，不能尽可 能的贴合实际环境要求，也不便进行固定场景的快速复制和横向对比。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例的目的在于提供一种滩坝砂体研究用物理沉积模拟实 验装置及实验方法，用以解决现有模拟实验装置大多是人为模拟环境， 并且手动模拟水流和各个数据，不能尽可能的贴合实际环境要求，也不 便进行固定场景的快速复制和横向对比的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种滩坝砂体研究用物理沉积 模拟实验装置，包括：模拟实验台、若干个沉积模拟盒、环境模拟盒一、 环境模拟盒二、两个环境模拟控制机构、控制顶板、若干个加工旋转管 和同步处理控制机构，若干个沉积模拟盒均固定安装在模拟实验台的顶 部，若干个沉积模拟盒的顶部均为开口，所述环境模拟盒一和环境模拟 盒二均固定安装在模拟实验台的顶部，若干个沉积模拟盒均设置在环境 模拟盒一和环境模拟盒二中间，两个所述环境模拟控制机构设置在对应 的环境模拟盒一和环境模拟盒二上，所述控制顶板设置在模拟实验台的 顶部，所述模拟实验台上设置有位移驱动机构，所述位移驱动机构与控 制顶板相连接，所述控制顶板上开设有固定腔，所述固定腔的底部内壁 上开设有若干个转动孔，所述加工旋转管转动安装在对应的转动孔内， 若干个加工旋转管上均固定套设有底形打磨头，所述加工旋转管设置在 对应的沉积模拟盒的顶部，所述同步处理控制机构设置在固定腔内，所 述同步处理控制机构与若干个加工旋转管相连接，所述环境模拟控制机 构包括若干个输送控制管、若干个开关控制板、若干个转动阀板、若干 个吹风输送管和鼓风机，所述环境模拟盒一的一侧内壁上固定安装有若 干个输送控制管，所述输送控制管的一端固定安装在对应的沉积模拟盒 内，若干个输送控制管内均固定安装有开关控制板，若干个开关控制板 的一侧均开设有输送孔，若干个开关控制板的一侧均转动安装有转动阀 板，环境模拟盒一的一侧固定安装有鼓风机，所述鼓风机的出风口
上固 定安装有固定管，所述固定管上固定安装有若干个吹风输送管，吹风输 送管固定安装在对应的输送控制管上。
[0005]进一步的，所述同步处理控制机构包括若干个收集固定管、若干个 螺旋输送杆、若干个收集盒、若干个齿轮一、齿条一、伺服电机和凸轮， 所述固定腔的一侧内壁上固定安装有若干个收集固定管，所述收集固定 管设置在对应的加工旋转管内，若干个收集固定管内均转动安装有螺旋 输送杆，若干个螺旋输送杆的一端均固定安装有带轮，若干个带轮传动 连接有同一个皮带，若干个带轮的其中一个带轮上固定安装有从动链轮。
[0006]进一步的，若干个加工旋转管上均固定安装有齿轮一，所述固定腔 的内壁上滑动安装有齿条一，所述齿条一与若干个齿轮一啮合，所述固 定腔的内壁上固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴上固定连接 有凸轮，所述凸轮与齿条一的一端相接触，所述凸轮上固定安装有控制 圆杆，所述控制圆杆的一端固定连接有主动链轮，所述主动链轮与从动 链轮传动连接有同一个链条，若干个收集固定管的一侧均固定安装有排 料管，所述固定腔内安装有若干个收集盒，排料管设置在收集盒上。
[0007]进一步的，所述位移驱动机构包括两个电动滑轨、两个升降气缸、 两个连接控制座、齿轮二、蜗杆和步进电机，所述模拟实验台的两侧均 固定安装有电动滑轨，两个电动滑轨上均固定连接有升降气缸，两个所 述升降气缸的输出轴上均固定安装有连接控制座，所述控制顶板的底部 开设有两个固定槽，所述连接控制座安装在对应的固定槽内，所述固定 槽的内壁上固定安装有齿条二。
[0008]进一步的，所述连接控制座的顶部均开设有凹槽，所述凹槽内转动 安装有齿轮二，所述齿轮二与齿条二啮合，所述齿轮二的圆心上均固定 安装有蜗轮，所述凹槽的底部内壁上均固定安装有步进电机，所述步进 电机的输出轴上固定连接有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮啮合。
[0009]进一步的，若干个开关控制板上均固定安装有合页，若干个合页的 开启角度不同，转动阀板通过合页转动连接在对应的开关控制板上，若 干个吹风输送管上均固定安装有控流阀。
[0010]进一步的，所述开关控制板的一侧开设有圆环槽，转动阀板上固定 安装有圆环杆，圆环杆滑动安装在圆环槽内，圆环杆的一端固定安装有 弹簧，弹簧固定连接在圆环槽的内壁上。
[0011]进一步的，所述模拟实验台的顶部固定安装有两个安装架，两个安 装架上固定安装有同一个检测顶板，所述检测顶板的底部固定安装有若 干个观测摄像头。
[0012]进一步的，所述固定腔的底部内壁上开设有两个滑动槽，齿条一的 底部固定安装有两个固定块，所述固定块滑动安装在对应的滑动槽内， 两个滑动槽的一侧内壁上均固定安装有弹簧，弹簧固定安装在对应的固 定块上。
[0013]本专利技术还提供一种滩坝砂体研究用物理沉积模拟实验方法，包括以 下步骤：
[0014]S1：在模拟实验开始前，先对各个设备进行检查和备料，在若干个 沉积模拟盒内放入同等质量同等材质的模拟湖盆沉积物，等待进行模型 重塑，将环境模拟盒一和环境模拟盒二内分别加入泥沙混合水，环境模 拟盒一内的泥沙与水的混合比例为1：25，环境模拟盒二内的泥沙与水的 混合比例为1：30；
[0015]S2：使用建模软件3D
‑
MAX对地貌进行建模，得到并导出模拟环境stl 文件，再将模
拟环境stl文件导入到Cura软件中生成gcode代码，将gcode 代码导入3D打印机中并进行建模打印，得到若干个模拟沉积地貌环境模 型，将模拟沉积地貌环境模型放入对应的澄记沉积模拟盒内，并将每个 沉积模拟盒内的模拟湖盆沉积物铺设在对应的模拟沉积地貌环境模型 上，得到初始环境模拟件；
[0016]S3：将环境模拟细化数据上传到模拟实验台上的控制器中，控制器 根据控制信号带动电动滑轨运动，电动滑轨带动升降气缸移动，升降气 缸带动控制顶板移动，控制顶板上的底形打磨头移动到沉积模拟盒上方， 升降气缸带动控制顶板向下移动，使得底形打磨头移动到沉积模拟盒内 部后与模拟湖盆沉积物接触，伺服电机带动凸轮转动，凸轮反复推动齿 条一，齿条一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滩坝砂体研究用物理沉积模拟实验装置，其特征在于，包括：模拟实验台(1)、若干个沉积模拟盒(2)、环境模拟盒一(3)、环境模拟盒二(4)、两个环境模拟控制机构、控制顶板(14)、若干个加工旋转管(16)和同步处理控制机构，若干个沉积模拟盒(2)均固定安装在模拟实验台(1)的顶部，若干个沉积模拟盒(2)的顶部均为开口，所述环境模拟盒一(3)和环境模拟盒二(4)均固定安装在模拟实验台(1)的顶部，若干个沉积模拟盒(2)均设置在环境模拟盒一(3)和环境模拟盒二(4)中间，两个所述环境模拟控制机构设置在对应的环境模拟盒一(3)和环境模拟盒二(4)上，所述控制顶板(14)设置在模拟实验台(1)的顶部，所述模拟实验台(1)上设置有位移驱动机构，所述位移驱动机构与控制顶板(14)相连接，所述控制顶板(14)上开设有固定腔，所述固定腔的底部内壁上开设有若干个转动孔，所述加工旋转管(16)转动安装在对应的转动孔内，若干个加工旋转管(16)上均固定套设有底形打磨头(17)，所述加工旋转管(16)设置在对应的沉积模拟盒(2)的顶部，所述同步处理控制机构设置在固定腔内，所述同步处理控制机构与若干个加工旋转管(16)相连接，所述环境模拟控制机构包括若干个输送控制管(5)、若干个开关控制板(6)、若干个转动阀板(7)、若干个吹风输送管(8)和鼓风机(9)，所述环境模拟盒一(3)的一侧内壁上固定安装有若干个输送控制管(5)，所述输送控制管(5)的一端固定安装在对应的沉积模拟盒(2)内，若干个输送控制管(5)内均固定安装有开关控制板(6)，若干个开关控制板(6)的一侧均开设有输送孔，若干个开关控制板(6)的一侧均转动安装有转动阀板(7)，环境模拟盒一(3)的一侧固定安装有鼓风机(9)，所述鼓风机(9)的出风口上固定安装有固定管，所述固定管上固定安装有若干个吹风输送管(8)，吹风输送管(8)固定安装在对应的输送控制管(5)上。2.根据权利要求1所述的一种滩坝砂体研究用物理沉积模拟实验装置，其特征在于，所述同步处理控制机构包括若干个收集固定管(18)、若干个螺旋输送杆(19)、若干个收集盒(20)、若干个齿轮一(21)、齿条一(22)、伺服电机(23)和凸轮(24)，所述固定腔的一侧内壁上固定安装有若干个收集固定管(18)，所述收集固定管(18)设置在对应的加工旋转管(16)内，若干个收集固定管(18)内均转动安装有螺旋输送杆(19)，若干个螺旋输送杆(19)的一端均固定安装有带轮(25)，若干个带轮(25)传动连接有同一个皮带，若干个带轮(25)的其中一个带轮(25)上固定安装有从动链轮(28)。3.根据权利要求2所述的一种滩坝砂体研究用物理沉积模拟实验装置，其特征在于，若干个加工旋转管(16)上均固定安装有齿轮一(21)，所述固定腔的内壁上滑动安装有齿条一(22)，所述齿条一(22)与若干个齿轮一(21)啮合，所述固定腔的内壁上固定安装有伺服电机(23)，所述伺服电机(23)的输出轴上固定连接有凸轮(24)，所述凸轮(24)与齿条一(22)的一端相接触，所述凸轮(24)上固定安装有控制圆杆(27)，所述控制圆杆(27)的一端固定连接有主动链轮(26)，所述主动链轮(26)与从动链轮(28)传动连接有同一个链条，若干个收集固定管(18)的一侧均固定安装有排料管，所述固定腔内安装有若干个收集盒(20)，排料管设置在收集盒(20)上。4.根据权利要求1所述的一种滩坝砂体研究用物理沉积模拟实验装置，其特征在于，所述位移驱动机构包括两个电动滑轨(12)、两个升降气缸(13)、两个连接控制座(15)、齿轮二(29)、蜗杆(31)和步进电机(30)，所述模拟实验台(1)的两侧均固定安装有电动滑轨(12)，两个电动滑轨(12)上均固定连接有升降气缸(13)，两个所述升降气缸(13)的输出轴上均固定安装有连接控制座(15)，所述控制顶板(14)的底部开设有两个固定槽，所述连接控制座
(15)安装在对应的固定槽内，所述固定槽的内壁上固定安装有齿条二。5.根据权利要求4所述的一种滩坝砂体研究用物理沉积模拟实验装置，其特征在于，所述连接控制座(15)的顶部均开设有凹槽，所述凹槽内转动安装有齿轮二(29)，所述齿轮二(29)与齿条二啮合，所述齿轮二(29)的圆心上均固定安装有蜗轮，所述凹槽的底部内壁上均固定安装有步进电机(30)，所述步进电机(30)的输出轴上固定连接有蜗杆(31)，所述蜗杆(31)与蜗轮啮合。6.根据权利要求1所述的一种滩坝砂体研究用物理沉积模拟实验装置，其特征在于，若干个开关控制板(6)上均固定安装有合页，若干个合页的开启角度不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏思源，姜在兴，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：