CN101916526B - 断层模拟实验装置手动调整机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地质模拟实验装置应力加载和维持手动调整机构。提供一种通过手动加载单元的单独或组合使用的机构。其包括外围框架(9)、可拆装式组合推板模块(13)，外围框架(9)设有传动丝杠(19)、导向光杠(20)，传动丝杠(19)的顶端设有手摇轮(18)，导向光杠(20)环套设有导向套(22)，外围框架(9)横向设有螺母垫片(21)，螺母垫片(21)和外围框架(9)之间设有“T”形螺栓(16)，传动丝杠(19)和导向光杠(20)的下端连接有固定基座(23)，固定基座(23)设有滚轮(17)。采用上述结构以后，可以实现对多期次断层和组合断层的地质模拟，对有一定朔性的实验材料可实现挤压、拉张、弯扭等地质应力的加载模拟，手动调整机构可以在任意位置与动力推板实现联接，并可以锁紧到试验台框架上。
Description
一、技术领域：本发明涉及一种地质模拟实验装置应力加载和维持手动调整机构，尤其是断层模拟实验装置手动调整机构。
二、背景技术：断层形成模拟实验是研究断裂带地质构造的一种有效方法，是帮助地质学家研究地层变形过程和断层形成机制的重要手段。目前，地质构造模拟中所用的构造模拟实验装置是根据相似性原理，通过控制运动或力对实验模型进行变形实验，模拟或反演断层等地质成因的设备，对地质构造的成因进行定性和定量分析。目前，一般的断层形成模拟设备，只能通过对容器内的地质模型进行动力加载实现构造样式形式上的断层模拟，结构简单、样式单一，对于多期次、复合断层的模拟很难实现应力的加载和维持，实验结果与实际断层构造有很大差异，无法准确解释断层对油气运移控藏的作用，限制了地质家采用实验手段来分析实际地质现象，造成了理论与实验的脱节。
三、发明内容：为了克服目前对于多期次、组合断层形成过程模拟中，由于空间限制和动力配合的冗余要求，满足应力加载和维持的问题，本发明重点研制了断层形成模拟实验装置手动调整机构，提供一种通过手动加载单元的单独或组合使用，可满足多期次、组合断层的地质构造过程模拟需要，从而完成模拟不同断面产状的断层形成、发育机制，缩小实验结果和实际地质构造的差异，同时为地质家分析和研究断层对油气运移控藏的作用提供技术手段和实验平台的断层模拟实验装置手动调整机构。断层模拟实验装置手动调整机构包括外围框架、可拆装式组合推板模块、可拆装式组合推板模块导向滑槽，外围框架设有传动丝杠、导向光杠，传动丝杠的顶端设有手摇轮，导向光杠环套设有导向套，外围框架横向设有螺母垫片，螺母垫片和外围框架之间设有“T”形螺栓，传动丝杠和导向光杠的下端连接有固定基座，固定基座设有滚轮，滚轮与可拆装式组合推板模块槽相应。采用上述结构以后，可以实现对多期次断层和组合断层的地质模拟，对有一定朔性的实验材料可实现挤压、拉张、弯扭等地质应力的加载模拟，手动调整机构可以在任意位置与动力推板实现联接，并可以锁紧到试验台框架上，其整体结构简单，运动灵活，制造加工方便，符合现代绿色设计理念。
四、附图说明：图1是本发明的结构示意图；
图2是实验装置整体装配图。
五、具体实施方式：图1所示，断层模拟实验装置手动调整机构，包括外围框架9、可拆装式组合推板模块13、可拆装式组合推板模块导向滑槽，外围框架9设有传动丝杠19、导向光杠20，传动丝杠19的顶端设有手摇轮18，导向光杠20环套设有导向套22，外围框架9横向设有螺母垫片21，螺母垫片21和外围框架9之间设有“T”形螺栓16，传动丝杠19和导向光杠20的下端连接有固定基座23，固定基座23设有滚轮17，滚轮17与可拆装式组合推板模块槽相应。
图2所示，模拟地质构造中断层模拟实验装置包括台体基座1、台面8，还包括模型填装区、动力加载，台体基座1上设有外围框架9，模型填装区由上组合推板14、下组合推板15、左侧边板7、右侧边板11、前观测面板、模型底部托板组成，动力加载包括分别作用于左侧边板7、右侧边板11、上组合推板14、下组合推板15的动力单元2，包括作用于上组合推板14、下组合推板15的手动动力加载装置3，动力单元2包括电动缸4和其支撑滚轮5，上组合推板14、下组合推板15设有可拆装式组合推板13，可拆装式组合推板13设有水平方向的导向滑槽6，导向滑槽6和支撑滚轮5相应。可拆装式组合推板(13)由设有燕尾槽和矩形槽的基本模块和三角形插接模块(12)组成。左侧边板(7)、右侧边板(11)和外围框架(9)之间设有可移动侧板机构(10)。
实验材料通过装载到动态密闭容器中，外围根据具体的实验设计要求在不同的部位连接不同动力加载，组合推板根据需要可联接不同的三角形插接模块，三角形插接模块设计成不同倾角的运动结合面，当动力加载时，组合模板在动力加载的推力和运动结合面的约束下，沿结合面运动实现断层在地质构造应力下的动态模拟。组合推板是由不同的标准模块积木式拼接而成，可在任意位置联结三角形插接模块实现不同断层模拟的要求，从而达到对单一断层和组合断层的形成、发育过程的模拟目的。
实验介质通过装载到由组合模板和台面、盖板组成的动态密闭容器中，外围根据具体的实验设计要求连接不同动力加载单元，事先设计和规划好试验的期次和组合断层的模拟目标。在不同的阶段和试验步骤，安装调整手动机构，以实现应力加载及维持的功能。断层模拟实验装置手动调整机构动力来源为丝杠螺母结构，其前段可安装单一和组合橡胶滚轮，可在任意位置联结到组合推板上，实现不同断层模拟的应力加载要求，从而达到对单一断层和组合断层的形成、发育过程的模拟目的。
在图2中上组合推板14、下组合推板15、左侧边板7、右侧边板11、前观测面板、模型底部托板共同围成的动态密闭空间为实验模型材料填装区，试验前根据设计要求连接上组合推板14和下组合推板15来确定实验模型的区域大小，将实验材料逐层添加到试验区域中，盖上前观测面板以便模拟断层形成过程中观测实验现象和结果的纪录，当上组合推板14在电动缸4的动力加载下，将沿三角形插接模块12的导向接触面发生运动，电动缸4的支撑滚轮5在可拆装式组合推板13的导向滑槽6内水平滑动，为让出空间左侧边板7将在电动缸4的拉力下水平退让，防止因模型变形出现卡死现象，从而实现模拟断层在上覆岩压作用下发生地质构造的动态过程。
Claims (1)
1.一种断层模拟实验装置手动调整机构，包括外围框架(9)、可拆装式组合推板模块(13)、可拆装式组合推板模块导向滑槽(6)，其特征在于：所述的可拆装式组合推板模块(13)由设有燕尾槽和矩形槽的基本模块和三角形插接模块组成；外围框架(9)设有传动丝杠(19)、导向光杠(20)，传动丝杠(19)的顶端设有手摇轮(18)，导向光杠(20)环套设有导向套(22)，外围框架(9)横向设有螺母垫片(21)，螺母垫片(21)和外围框架(9)之间设有“T”形螺栓(16)，传动丝杠(19)和导向光杠(20)的下端连接有固定基座(23)，固定基座(23)设有滚轮(17)，滚轮(17)与可拆装式组合推板模块槽相应。
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