專利名稱：二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣成藏研究技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種二維油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，尤其涉及一種二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，用于研究油氣在不同地質(zhì)體中的運(yùn)移和聚集情況。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步，在油氣成藏研究中很多地質(zhì)模式都在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)，而且通過(guò)實(shí)際地質(zhì)特征研究與物理模擬實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合，又形成了一些新的理論指導(dǎo)油氣勘探，并發(fā)揮了重要的作用。對(duì)于二維油氣運(yùn)聚可視模型的研發(fā)來(lái)說(shuō)，目前最大的缺陷是的無(wú)論是用有機(jī)玻璃制作的砂箱模型還是用不銹鋼和鋼化玻璃制造的二維模型都不能實(shí)現(xiàn)對(duì)填裝的地質(zhì)模型 進(jìn)行加壓，這導(dǎo)致模型內(nèi)設(shè)置的不同地質(zhì)體的孔滲性非常好，與地下的地質(zhì)情況相差太大，很難形成類比，甚至是當(dāng)模型變化角度時(shí)設(shè)置的地質(zhì)體會(huì)發(fā)生變形或者垮塌。目前，用不銹鋼和鋼化玻璃制造的二維模型通常是用旋擰螺絲的方式給模型加壓，但是這種方式的結(jié)果可能出現(xiàn)螺絲擰到底能無(wú)法壓實(shí)模型，或者壓實(shí)過(guò)猛，導(dǎo)致鋼化玻璃制作的視窗形成破裂而損壞儀器設(shè)備。因此如何實(shí)現(xiàn)二維可視模型的加壓壓實(shí)是二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置需要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。專利號(hào)為01264259. 2，名稱為二維油氣運(yùn)移和聚集模擬實(shí)驗(yàn)裝置的中國(guó)實(shí)用新型專利曾公開(kāi)了一種二維油氣運(yùn)聚模型，該專利用來(lái)模擬地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生變化前后的油氣運(yùn)移、聚集保存和破壞的過(guò)程，例如，模擬造山運(yùn)動(dòng)，模擬地質(zhì)層的側(cè)向變形，但該專利不能對(duì)地質(zhì)體或模型進(jìn)行前后方向的壓實(shí)，不能壓實(shí)地質(zhì)模型，即該專利不能在透明的面板上施壓以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，只能通過(guò)透明的前面板觀察側(cè)向的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生的變形情況等。另外，該專利只能利用鋼化玻璃進(jìn)行觀察，該鋼化玻璃不能承受壓實(shí)地質(zhì)模型的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，以解決填裝的二維地質(zhì)模型因壓實(shí)不足而產(chǎn)生變形或垮塌以及因模型壓實(shí)過(guò)量導(dǎo)致可視頂板形成破裂而損壞儀器的情況。為此，本發(fā)明提出一種二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置包括具有填裝二維地質(zhì)模型的模型主體、蓋板和帶活塞的壓板，所述蓋板由透明玻璃制成并具有支撐所述二維地質(zhì)模型的支撐面，所述二維地質(zhì)模型位于所述蓋板和帶活塞的壓板之間，所述帶活塞的壓板將所述二維地質(zhì)模型擠壓在所述蓋板上。進(jìn)一步地，所述蓋板上設(shè)置有提高所述透明玻璃抗壓能力的光柵壓板。進(jìn)一步地，所述模型主體為箱型，所述帶活塞的壓板與所述蓋板分別位于所述二維地質(zhì)模型兩側(cè)并且相互平行，所述帶活塞的壓板與所述蓋板封閉所述模型主體，所述帶活塞的壓板的擠壓方向垂直所述蓋板。進(jìn)一步地，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括支撐所述模型主體的模型支架，所述模型支架上設(shè)有模型支承軸，所述模型主體通過(guò)所述模型支承軸鉸接在所述模型支架上。進(jìn)一步地，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括所述二維地質(zhì)模型中的呈點(diǎn)狀分布的注入/采出口。進(jìn)一步地，所述二維可定量 擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括貫穿所述模型主體呈線型分布的注入/采出管，所述注入/采出管平行所述蓋板。進(jìn)一步地，所述光柵壓板為由不銹鋼制成的網(wǎng)格狀板，所述光柵壓板的厚度小于等于1cm。進(jìn)一步地，所述帶活塞的壓板包括活塞和與活塞連接的壓板，所述活塞為液壓驅(qū)動(dòng)并受導(dǎo)向桿控制直線移動(dòng)。進(jìn)一步地，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括設(shè)置在所述光柵壓板與所述蓋板之間的緩沖板。進(jìn)一步地，所述緩沖板由透明的樹(shù)脂材料制成，所述緩沖板的厚度小于等于1mm。本發(fā)明通過(guò)帶活塞的壓板對(duì)二維地質(zhì)模型壓實(shí)，解決了因二維地質(zhì)模型壓實(shí)不足而產(chǎn)生變形或垮塌以及因二維地質(zhì)模型壓實(shí)過(guò)量導(dǎo)致可視頂板形成破裂而損壞儀器的情況，不僅可以完成油氣二次運(yùn)聚可視物理模擬實(shí)驗(yàn)，而且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的定量擠壓，更好地將油氣二次運(yùn)聚物理模擬實(shí)驗(yàn)與地下地質(zhì)條件相結(jié)合，完善油氣二次運(yùn)聚可視化物理模擬研究的手段。進(jìn)而，所述蓋板上設(shè)置有提高所述透明玻璃抗壓能力的光柵壓板。進(jìn)而，在所述光柵壓板與所述蓋板之間設(shè)置緩沖板。緩沖板能夠在不影響模型密封性的情況下，緩沖和均衡蓋板和光柵壓板所受的壓力。進(jìn)而，所述模型主體還包括從所述模型主體的側(cè)向貫穿所述模型主體的注入/采出管，這樣，可以線性注入油氣，研究線性注入的條件下，油氣的二次運(yùn)移與聚集過(guò)程。


圖I從主視方向示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2從側(cè)視方向示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置的結(jié)構(gòu)。附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明I-模型支架，2-支承座及鎖緊機(jī)構(gòu)，3-模型支承軸，4-注入/采出口，5-注入/采出管，6-光柵壓板，7-蓋板，8-主螺栓，9-反頂螺栓，10-扶正塊，11-支承桿，12-壓板，13-主螺栓，14-密封墊，15-密封組合件，16-壓板，17-活塞，18-模型主體，19-密封墊，20-緩沖板，22-密封組合件，23-導(dǎo)向桿，24-導(dǎo)向滑套25-注入/采出口 26-活塞擠壓口(注油/泄油口)，71- 二維地質(zhì)模型
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。圖I和圖2分別從主視方向和側(cè)視方向 示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置的結(jié)構(gòu)，如圖I和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置包括具有填裝二維地質(zhì)模型71的空間的模型主體18、蓋板7和帶活塞17的壓板16，所述蓋板7由透明玻璃制成并具有支撐所述二維地質(zhì)模型71的支撐面，所述二維地質(zhì)模型71位于所述蓋板7和帶活塞的壓板16之間，所述帶活塞的壓板16將所述二維地質(zhì)模型71擠壓在所述蓋板7上。本發(fā)明的模型主體18與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于，面對(duì)蓋板7的帶活塞的壓板16可以壓實(shí)所述二維地質(zhì)模型71，模型主體18的其余結(jié)構(gòu)，均可以采用現(xiàn)有的模型主體，例如，模型主體采用箱型結(jié)構(gòu)的密封結(jié)構(gòu)，具有容納二維地質(zhì)模型71的箱型空間。蓋板7可以為高強(qiáng)度鋼化玻璃，模型主體四個(gè)角，設(shè)計(jì)成圓弧過(guò)渡，密封可靠。進(jìn)一步地，如圖2所示，帶活塞的壓板16與所述蓋板7分別位于所述二維地質(zhì)模型兩側(cè)71并且封閉所述模型主體18的側(cè)向，帶活塞的壓板16的擠壓方向垂直所述蓋板7。所述活塞17為液壓驅(qū)動(dòng)，所述活塞17受導(dǎo)向桿23控制直線移動(dòng)，所述導(dǎo)向桿23垂直所述活塞16。壓板16為矩形活塞17的活動(dòng)板，矩形活塞17還具有壓板12，壓板12為活塞17的固定板，壓板16與壓板12相互平行并形成容納液壓流體的矩形空間，活塞17還具有擠壓口 21，用于注入或泄出液壓流體?；钊?7通過(guò)密封墊14、密封組合件15和密封組合件22形成密封空間，并且活塞17通過(guò)主螺栓13固定在模型主體18上。壓板12通過(guò)支承桿11支撐在扶正塊10上，扶正塊10對(duì)推板12其扶正和支撐的作用。在導(dǎo)向桿23、支承桿11和扶正塊10的作用下，能夠穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)對(duì)二維地質(zhì)模型71的擠壓并可以控制壓力。進(jìn)一步地，所述蓋板7上設(shè)置有提高所述透明玻璃抗壓能力的光柵壓板6。這樣，可以增加蓋板7的抗壓能力，在保證蓋板7為可視的情況下使蓋板7承受較大壓力，滿足二維地質(zhì)模型71得到壓實(shí)的實(shí)驗(yàn)條件。所述光柵壓板6為由不銹鋼制成的網(wǎng)格狀板，所述光柵壓板的厚度小于等于1cm。如圖I所示，光柵壓板6貼在蓋板7上并通過(guò)密封墊19和反頂螺栓9固定在模型主體18的邊框上，光柵壓板6網(wǎng)格狀的結(jié)構(gòu)可以增加對(duì)由透明玻璃制成的蓋板7的支撐力，從而分散承擔(dān)來(lái)自活塞17對(duì)蓋板7的壓力，這樣，蓋板7的支撐面積從原來(lái)只由密封墊19處的邊框面積增加到光柵壓板7的全部表面積，因而，蓋板7的承壓能力大大增強(qiáng)。進(jìn)一步地，為了避免因光柵壓板6表面輕微的不平整導(dǎo)致蓋板7承壓不均勻而受損的情況，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括設(shè)置在所述光柵壓板6與所述蓋板7之間的緩沖板20。緩沖板20為具有緩沖作用的材料制成，以緩沖和均衡蓋板7和光柵壓板6所受的壓力，但不影響模型的密封性能。進(jìn)一步地，所述緩沖板20由透明的樹(shù)脂材料制成，例如，可以采用現(xiàn)有技術(shù)的各種合適材料。進(jìn)一步地，如圖2所示，所述壓板16平行所述蓋板7并且所述活塞17的擠壓方向垂直所述蓋板7。這個(gè)方向的擠壓完全不同于現(xiàn)有技術(shù)，例如專利號(hào)為01264259. 2的中國(guó)專利，本發(fā)明是對(duì)蓋板7(透明板)施加壓力，而現(xiàn)有技術(shù)，例如專利號(hào)為01264259. 2的中國(guó)專利都是對(duì)模型主體的側(cè)向施加變形壓力，沒(méi)有對(duì)蓋板7 (透明板)施加壓力。進(jìn)一步地，如圖I所示，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括支撐所述模型主體18的模型支架1，所述模型支架I上設(shè)有模型支承軸3，所述模型主體18通過(guò)所述模型支承軸3鉸接在所述模型支架I上。模型主體18可軸向180°旋轉(zhuǎn)，可示值并鎖緊，能夠?qū)崿F(xiàn)在不同傾角下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。進(jìn)一步地，模型主體18所述模型主體為箱型，所述蓋板7和所述壓板16分別為所述箱型的底面和頂面，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括從所述模型主體18的側(cè)向伸入所述二維地質(zhì)模型中的注入/采出口 4，所述注入/采出口 4平行所述蓋板7。如圖I和圖2所示，模型主體18側(cè)面設(shè)20個(gè)注入/采出口(上下各6個(gè)，左右各4個(gè))，設(shè)計(jì)規(guī)格為Φ 3_，注入/采出口從垂直模型主體18的頂面或底面引出，其引出結(jié)構(gòu)保證在模型最高運(yùn)行溫度和最高運(yùn)行壓力下不滲漏；注入/采出口要具有防砂功能，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中確保不出砂。注入/采出口 4是向模型主體18注入和采出流體的通道，通常，注入/采出口 4呈點(diǎn)狀分布，與模型主體18內(nèi)壁平齊，起到注入/采出流體的作用。進(jìn)一步地，如圖I和圖2所示，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括從所述模型主體18的側(cè)向貫穿所述模型主體的注入/采出管5，所述注入/采出管5 平行所述蓋板7。這樣，可以線性注入油氣，研究線性注入的條件下，油氣的二次運(yùn)移與聚集情況。注入/采出管5與注入/采出口 4的區(qū)別在于，注入/采出管5從所述模型主體18的左側(cè)側(cè)向貫穿所述模型主體從所述模型主體18的右側(cè)穿出，而注入/采出口 4與模型主體18內(nèi)壁平齊，并不從模型主體18穿出。注入/采出管5上可以設(shè)置很細(xì)的線性割口，以實(shí)現(xiàn)線性注入/采出，當(dāng)然，注入/采出管5要具有防砂功能，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中確保不出砂，例如在注入/采出管5上設(shè)置的線性割口上包裹相應(yīng)目數(shù)的不銹鋼網(wǎng)。本發(fā)明的模型主體18的有效空間510X 330X40mm ;最高工作溫度150°C ;最高工作壓力IMPa。本發(fā)明的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置例如還包括透過(guò)蓋板7對(duì)模型主體18拍照的數(shù)碼攝像機(jī)和數(shù)碼照相機(jī)，以對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。本發(fā)明的模型主體18還可以設(shè)置壓力測(cè)點(diǎn)，用于監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中地質(zhì)模型不同構(gòu)造部位的壓力變化情況。本發(fā)明促進(jìn)了二維油氣運(yùn)聚可視物理模擬實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)一系列模擬實(shí)驗(yàn)，在致密砂巖氣成藏機(jī)制研究方面，分析了滲透率級(jí)差控制儲(chǔ)層含氣性的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。模型主體不僅實(shí)現(xiàn)了可視化實(shí)驗(yàn)方案，而且通過(guò)采用蓋板的活塞定量加壓的方式壓實(shí)模型，解決了因模型壓實(shí)不足而產(chǎn)生變形或垮塌以及因模型壓實(shí)過(guò)量導(dǎo)致可視頂板形成破裂而損壞儀器的情況。以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。為本發(fā)明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，其特征在于，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置包括具有填裝二維地質(zhì)模型的模型主體、蓋板和帶活塞的壓板，所述蓋板由透明玻璃制成并具有支撐所述二維地質(zhì)模型的支撐面，所述二維地質(zhì)模型位于所述蓋板和帶活塞的壓板之間，所述帶活塞的壓板將所述二維地質(zhì)模型擠壓在所述蓋板上。
2.如權(quán)利要求I所述的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，其特征在于，所述蓋板上設(shè)置有提高所述透明玻璃抗壓能力的光柵壓板。
3.如權(quán)利要求I所述的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，其特征在于，所述模型主體的形狀為箱型，所述帶活塞的壓板與所述蓋板分別位于所述二維地質(zhì)模型兩側(cè)并且相互平行，所述帶活塞的壓板與所述蓋板封閉所述模型主體，所述帶活塞的壓板的擠壓方向垂直所述蓋板。
4.如權(quán)利要求I所述的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，其特征在于，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括支撐所述模型主體的模型支架，所述模型支架上設(shè)有模型支承軸，所述模型主體通過(guò)所述模型支承軸鉸接在所述模型支架上。
5.如權(quán)利要求3所述的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，其特征在于，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括設(shè)置在所述二維地質(zhì)模型中的呈點(diǎn)狀分布的注入/采出口。
6.如權(quán)利要求5所述的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，其特征在于，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括貫穿所述模型主體呈線型分布的注A /采出管，所述注入/采出管平行所述蓋板。
7.如權(quán)利要求2所述的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，其特征在于，所述光柵壓板為由不銹鋼制成的網(wǎng)格狀板，所述光柵壓板的厚度小于等于1cm。
8.如權(quán)利要求I所述的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，其特征在于，所述帶活塞的壓板包括活塞和與所述活塞連接的壓板，所述活塞為液壓驅(qū)動(dòng)并受導(dǎo)向桿控制直線移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求2所述的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，其特征在于，所述二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置還包括設(shè)置在所述光柵壓板與所述蓋板之間的緩沖板。
10.如權(quán)利要求9所述的二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，其特征在于，所述緩沖板由透明的樹(shù)脂材料制成，所述緩沖板的厚度小于等于1mm。
全文摘要
本發(fā)明提出一種二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置，二維可定量擠壓油氣運(yùn)聚可視物理模擬裝置包括具有填裝二維地質(zhì)模型的模型主體、蓋板和帶活塞的壓板，蓋板由透明玻璃制成并具有支撐二維地質(zhì)模型的支撐面，二維地質(zhì)模型位于蓋板和帶活塞的壓板之間，帶活塞的壓板將二維地質(zhì)模型擠壓在蓋板上。本發(fā)明通過(guò)活塞對(duì)二維地質(zhì)模型壓實(shí)，避免了因二維地質(zhì)模型壓實(shí)過(guò)量導(dǎo)致可視蓋板形成破裂而損壞儀器的情況；避免了因二維地質(zhì)模型壓實(shí)不足而產(chǎn)生明顯可見(jiàn)的變形或垮塌導(dǎo)致模型填裝失敗的情況；解決了因二維地質(zhì)模型壓實(shí)不足而產(chǎn)生不可見(jiàn)的變形或垮塌導(dǎo)致運(yùn)移輸導(dǎo)體系不可預(yù)見(jiàn)的多解性問(wèn)題，保證了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性。
文檔編號(hào)E21B47/00GK102777167SQ20121028570
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者公言杰, 姜林, 宋巖, 方世虎, 柳少波, 洪峰, 趙孟軍, 郝加慶 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司