CN113970628B - 烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置及方法 - Google Patents

烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置及方法。该模拟实验装置包括主体、加压部和气体测量部,其中:所述主体的内部空间为密闭空间,用于容纳样品;所述加压部用于从对称的水平方向向样品加压;所述气体测量部与主体的内部空间连通、用于测量所述主体的内部空间逸出气体的量。本发明还提供了一种烃源岩构造抬升释气的模拟实验方法,其是在上述模拟实验装置中进行的。本发明提供的模拟实验装置能够在实验室条件下模拟地下的物理条件,对烃源岩样品进行构造抬升及断层破裂模拟,并能够测出模拟过程中由于烃源岩破裂而损失的气量。

Description

烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置及方法
技术领域
本发明属于天然气勘探及钻探开采技术领域,尤其涉及一种烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置及方法。
背景技术
在天然气勘探和钻采的领域,前人往往把构造抬升及断裂活动当成一种破坏原有天然气聚集,并导致其逸散损失的不利因素。但国内的一些天然气工业实践证明,经构造抬升和断裂破坏而逸散的天然气可以在其他地方聚集成藏,在这种情况下,构造抬升和断裂破坏成为了天然气成藏的有利因素。现有的模拟方法和模拟装置多为仅仅模拟区域构造活动下地层变化的模拟装置及方法,而没有通过模拟来评价烃源岩逸散天然气量的装置及方法。基于这种情况,若将因构造抬升所逸散的天然气量测出,将能更加准确的估算次生天然气藏中蕴含的资源量。目前,尚未有类似的模拟并测量在地层抬升情况下由于烃源岩层破碎而导致的气体散失量的装置。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置及方法。该模拟实验装置能够在实验室条件下模拟地下的物理条件,对烃源岩样品进行构造抬升及断层破裂模拟,并能够测出模拟过程中由于烃源岩破裂而损失的气量。
为了达到上述目的,本发明提供了一种烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置,包括主体、加压部和气体测量部,其中:所述主体的内部空间为密闭空间、所述密闭空间用于容纳样品;所述加压部用于从对称的水平方向向样品加压;所述气体测量部与主体的内部空间连通、用于测量主体的内部空间逸出气体的量。
在本发明的具体实施方案中,所述主体的内部空间可以设有用于支撑样品底面的支撑部。
在本发明的具体实施方案中,所述支撑部一般包括相连的支撑板和支撑柱,所述支撑板可以在使用状态下与样品的底面贴合,所述支撑柱一般位于所述支撑板的下方。在一些具体实施方案中,所述支撑柱一般沿竖直方向放置,所述支撑板一般位于所述支撑柱与样品之间、所述支撑板的外侧(即下侧、远离样品的一侧)一般与所述支撑柱的上端(即靠近样品的一端)相连。所述支撑部一般还设有测力传感器,用于监测样品底部的受力情况,具体地,所述测力传感器可以设于所述支撑柱的顶端。
在本发明的具体实施方案中,所述支撑部可以包括两个以上的支撑柱和两个以上的支撑板,各个支撑板之间一般相互独立。例如:所述支撑部可以包括多个支撑柱、每个支撑柱均连接有一个尺寸匹配的支撑板。各支撑板可以相对于样品的底面均匀分布,相应地,各支撑柱也可以相对于样品底面均匀分布。
在本发明的具体实施方案中,所述主体一般还设有压力变送器,用于监测主体的内部空间的压力变化。
在本发明的具体实施方案中,所述主体可以包括箱体、端盖和支撑台面,所述支撑台面可以作为所述箱体的底面、并与所述箱体和端盖形成密闭空间,所述支撑柱的底端一般固定于所述支撑台面。所述支撑柱与支撑台面之间可以设有用于缓冲的底部压簧,以保证在样品发生断裂和错位时,所述支撑板可以与上下移动的样品的底面保持贴合。
在本发明的具体实施方案中,所述主体的内部空间一般还设有上固定板,用于防止样品做抬升运动时对主体上方的检测装置(如测距传感器等)造成破坏。
在上述模拟实验装置中,所述加压部一般包括相互连接的动力装置和加压板,所述加压板用于直接向样品施加压力、所述加压板的侧面在使用状态下与样品的侧面贴合。所述加压板侧面的尺寸优选与样品侧面的尺寸一致,以提高所述加压板与样品的贴合程度。所述支撑板与所述加压板围成的空间用于固定样品。
在本发明的具体实施方案中,所述动力装置用于提供压力源,所述动力装置可以是液压缸、燃烧筒等。
在本发明的具体实施方案中,所述加压部还可以包括用于连接动力装置和加压板的推送杆。所述加压部一般设有测力传感器、用于监测加压部向样品施加压力的变化,所述测力传感器可以设于所述推送杆之上。在一些具体实施方案中,所述测力传感器可以设于所述推送杆位于主体外部的杆身部分。
在本发明的具体实施方案中,所述动力装置一般位于主体的外部、所述加压板一般位于主体的内部、所述推送杆位于所述动力装置和加压板之间、且推送杆与主体的接触处一般为密封连接(例如采用轴向密封结构)。
在本发明的具体实施方案中,所述加压部一般为四组、包括两组相对设置的第一加压部和两组相对设置的第二加压部,所述第一加压部、第二加压部可以从不同方向向样品加压。例如,当所述主体为长方体时,所述第一加压部可以对称设于主体的长度(或宽度)方向的两个侧面,所述第二加压部可以对称设于主体的宽度(或长度)方向的两个侧面。
在本发明的具体实施方案中,所述第一加压部的加压板(或称:第一加压板)的外侧(即远离样品的一侧)可以设有长操纵杆,所述第一加压部的推送杆(或称:液压推杆)的前端(靠近样品的一端)一般是与所述长操纵杆相互配合,以实现第一加压部的动力装置、液压推杆、第一加压板之间的依次连接。
在本发明的具体实施方案中,所述第一加压部还可以包括齿轮电机和沿竖直方向设置的齿条,所述齿轮电机的齿轮与所述齿条的齿轮相互配合,所述齿条与第一加压板的侧面(通常为第一加压板的外侧)连接。齿轮电机转动可以带动齿条移动,进而使第一加压板上下移动。当样品受压发生构造抬升和断裂活动时,齿轮电机可以带动齿条、第一加压板上下移动,使第一加压板与样品的侧面在样品运动过程中保持贴合。在一些实施方案中,所述第一加压板的外侧可以设有行程圆柱,所述齿条可以设有长轴,所述齿条的长轴可以与第一加压板的行程圆柱连接,以实现齿条与第一加压板的固定连接。所述行程圆柱与长轴之间一般设有压簧,避免部件间硬摩擦产生的损坏。
在本发明的具体实施方案中,所述第一加压板的上端和/或下端一般设有限位板,用于限制第一加压板的水平方向的位移。
在本发明的具体实施方案中,每组第二加压部包括两个以上的动力装置和两个以上的推送杆,两组第二加压部的动力装置、推送杆的数量分别相同。当所述模拟实验装置处于使用状态时,可以控制第二加压部的各个动力装置产生的压力相等,以使两组第二加压部从相对的两个方向向样品施加相等的压力。
在本发明的具体实施方案中,各组第二加压部的动力装置可以沿竖直方向排列,例如排列为一列或多列;优选地,每列动力装置与所述主体侧面的距离由上至下依次递减,当控制第二加压部的各个动力装置产生的压力相等时,每组第二加压部向样品施加的压力会由上至下逐渐增大,从而实现模拟烃源岩在地层中因深度变化产生的维压变化。
在本发明的具体实施方案中,所述气体测量部可以包括进气管和收集装置,所述进气管用于连通所述主体与所述气体测量部,所述进气管一般设有与主体的内部空间连通的进气口、以及与所述收集装置连通的出气口。在一些具体实施方案中,所述进气管的出气口与所述收集装置之间一般设有用于控制二者连通状态的阀门,所述收集装置用于收集主体内部空间逸出的气体、所述收集装置优选为气囊(例如真空气囊)。
在本发明的具体实施方案中,所述出气口的数量优选为两个以上,所述阀门的数量与所述出气口的数量相等,即每个出气均设有一个阀门、用于控制各出气口与主体内部空间的连通关系,各阀门之间一般相互独立。当样品发生断裂和破碎、且样品内部有气体逸出至主体的内部空间时,可以逐个打开阀门,使逸出的气体分多次进入气囊中,从而通过各气囊的使用情况定性分析气体逸出速度,并且降低集气过程失控的风险。
在本发明的具体实施方案中,所述气体测量部还可以包括水箱,所述气囊一般位于水箱中。所述水箱的上方还可以设有排水槽,所述排水槽的末端连接有称重装置,用于称量由逸出气体等体积置换出的水,通过测量水箱中水的排出量,换算得到气体的逸出量。
在本发明的具体实施方案中,所述称重装置可以包括溢水收集槽和称重传感器。所述溢水收集槽用于收集水箱排出的水、一般设于所述排水槽的末端,所述称重传感器用于测量所述溢水收集槽中水的重量、一般设于所述溢水收集槽的下方。
在本发明的具体实施方案中,所述气体测量部还可以包括用于向所述水箱补水的补水装置。所述补水装置可以包括送水管线、储水箱,所述送水管线用于连通储水箱和水箱。
在本发明的具体实施方案中,所述模拟实验装置还可以包括设于所述主体内部的成像部,所述成像部包括设置于样品上方的测距传感器和XY二维电动导轨,所述XY二维电动导轨用于控制测距传感器的运动轨迹,所述测距传感器用于对样品进行平面扫描,获得的样品二维成像结果可以反映样品的断裂和升沉情况,进而反馈指导齿轮电机的转动情况。二维成像结果与压力变送器监测的压力变化情况相结合,还可以用于指导加压部的施加压力的程度。
在本发明的具体实施方案中,所述成像部一般还包括透明台面,所述透明台面一般位于XY二维电动导轨的下方、样品的上方,所述透明台面的上台面与所述测距传感器接触。
本发明还提供了一种烃源岩构造抬升释气的模拟实验方法,其是在上述模拟实验装置中进行的,所述模拟实验方法包括:
步骤一,将样品固定在主体的内部空间中;
步骤二,关闭主体的内部空间与气体测量部之间的连通路径,启动加压部使其由对称的水平方向向样品加压,样品发生断裂、出现抬升和沉降现象,由样品内部向主体的内部空间逸出气体;
步骤三,打开主体与气体测量部之间的连通路径,利用气体测量部测量样品内部逸出气体的量。
在本发明的具体实施方案中,当所述加压部的动力装置为燃烧筒时,在启动所述动力装置前,步骤二还可以包括向所述燃烧筒装填燃料及助燃剂的操作。
在本发明的具体实施方案中,当所述气体测量部包括进气管和收集装置、且二者之间设有阀门时,所述打开/关闭主体与气体测量部之间的连通路径是指打开/关闭进气管和收集装置之间的阀门。
在本发明的具体实施方案中,当所述气体测量部包括进气管和气囊、所述进气管的出气口与气囊之间设有阀门、且所述进气管的出气口为两个以上时,所述步骤三还可以包括:进行以下重复操作:开启一个阀门-待气囊膨胀至最大程度时关闭该阀门-开启另一个未使用的阀门,直至发生膨胀的气囊内的压力与主体内部空间的压力相等(即压力变送器监测的压力稳定时),将所有气囊的膨胀程度加和,得到样品内部逸出气体的量。
在本发明的具体实施方案中,可以在样品达到所要模拟的破碎程度时、或者在主体的内部空间逸出气体的速度明显下降时停止加压。
根据本发明的具体实施方案,上述烃源岩构造抬升释气的模拟实验方法具体可以包括:
1、将样品固定在第一加压板、第二加压板与支撑柱围成的空间内,然后向燃烧筒装填燃料和助燃剂,各个燃烧筒中的燃料、助燃剂分别相等;
2、关闭进气管和气囊之间的阀门,此时箱体内部保持密封状态,启动液压缸和燃烧筒分别从四个对称的水平方向向样品施压,样品受压断裂为两部分,继续加压,样品发生错位、一部分上升、另一部分下沉,同时样品的内部释放出气体。对样品进行二维扫描成像、并监测箱体内部空间的压力变化情况,根据成像结果和压力监测结果调整液压缸的加压程度,并根据成像结果调整齿轮电机的转动情况,使第一加压板与上下移动的样品的侧面保持贴合;
3、打开进气管和气囊之间的一个阀门,使样品内部逸出的气体(即此时箱体中逸出的气体)进入该阀门连接的气囊中,此时气囊膨胀、排出水箱中与气囊内收集的气体体积相等的水,待气囊膨胀至最大程度且压力变送器的压力持续增大(即气囊内的压力小于箱体内的压力)时,关闭该阀门,开启下一个未使用阀门,以此类推,直至气囊内的压力与箱体内部的压力相等,称量水箱中排出水的总重,换算得到箱体内逸出气体的量;根据气体的逸出体积随时间的变化情况,可以定性分析气体的逸出速度;
4、当样品达到所要模拟的破碎程度、或者主体内部空间逸出气体的速度明显下降时(例如排水槽排水速度明显减缓、或者溢水收集槽中水质量的增加速度明显减缓时)停止加压,实验结束。
本发明的有益效果在于:
本发明提供的烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置和实验方法可以在实验室条件下模拟地下的物理条件,对烃源岩样品进行构造抬升及断层破裂模拟,并能够测出模拟过程中由于烃源岩破裂而损失的气量、即构造抬升逸散气量。结合烃源岩样品所在地层的具体地质情况,能够估算出逸散后进入次生气藏中的气量,从而为天然气地质勘探和资源评价提供便利,也从理论上为资源评价提供更高的准确性。
附图说明
图1为实施例1的烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置的等轴侧视图。
图2为实施例1的烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置的俯视图。
图3为实施例1的烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置的加载视图。
图4为实施例1的烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置的第一剖面图。
图5为实施例1的烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置的第二剖面图。
符号说明
支撑台面-1,箱体-2,端盖-3,支撑柱-12,底部压簧-13,第一测力传感器-14,支撑板-15,烃源岩样品-16,上固定板-42;
液压缸固定座-4,液压缸-5,第二测力传感器-6,第一加压板-7,限位板-8,齿条-9,齿轮电机-10,齿轮电机固定板-23,压簧-11,行程圆柱-39,液压推杆41;
燃烧筒固定座-17,燃烧筒-18,燃料及助燃剂-19,活塞推杆-20,第三测力传感器-21,第二加压板-22;
导轨固定板-24,XY二维电动导轨-25,测距传感器-26,透明台面-40;
压力变送器-27,进气管-28,电动控制球阀-29,真空气囊-30,水箱-31,水泵-32,储水箱-33,送水管线-34,排水槽-35,溢水收集槽-36,称重传感器-37,称重支撑板-38。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置,图1-图5为该模拟实验装置的结构示意图,其中,图1为该装置的等轴侧视图、图2为该装置的俯视图、图3为该装置的加载视图、图4为该装置的第一剖面图、图5为该装置的第二剖面图。如图1-图5所示,该模拟实验装置包括:主体、加压部、气体测量部和成像部,加压部包括两组第一加压部和两组第二加压部。
如图1所示,主体包括支撑台面1、箱体2、端盖3和支撑部。箱体2为上下开口的长方体空心箱体,其固定于支撑台面1的上台面。端盖3位于箱体2的上方,箱体2与端盖3通过螺钉连接、并通过密封胶垫密封。支撑台面1、箱体2和端盖3构成密闭空间、用于容纳烃源岩样品16。端盖3的外部上方设有压力变送器27。如图5所示,箱体2内部空间的上方设有上固定板42,用于限制烃源岩样品16的上移幅度。
如图4所示,支撑部包括多个支撑柱12和多个支撑板15。支撑柱12均匀分布在烃源岩样品16的底面,支撑柱12的底端固定于支撑台面1的上台面,支撑柱12与支撑台面1之间设有底部压簧13;各支撑柱12的顶端连接有一个尺寸匹配的支撑板15连接,二者之间设有第一测力传感器14,第一测力传感器14与支撑柱12的顶端螺纹连接。各支撑板15之间相互独立,且各支撑板15朝上的一面分别与烃源岩样品16的底面贴合。当样品发生断裂和错位、开始做升沉运动时,各支撑柱12在底部压簧13的作用下可以适应烃源岩样品16与支撑台面1之间距离的改变,保证各支撑板15可以随烃源岩样品16在竖直方向运动,从而通过支撑柱12的顶端所设的第一测力传感器14准确监测实验过程中烃源岩样品16的底部所受压力的情况。
如图3、图4所示,第一加压部包括液压缸5、液压推杆41、第一加压板7、齿条9、齿轮电机10。液压缸5对称设于箱体2长度方向的两个相对侧面,液压缸5通过液压缸固定座4固定、二者通过螺钉连接。液压缸5和第一加压板7分别位于箱体2的外部和内部,液压推杆41连接液压缸5和第一加压板7。液压推杆41与第一加压板7连接的前端位于箱体2的内部、并与加压板7外侧所设的长操纵杆相配合;当装置处于使用状态时,液压缸5产生的压力由液压推杆41传到第一加压板7,再由第一加压板7直接传导至烃源岩样品16。液压推杆41位于箱体2外部的部分设有第二测力传感器6。第一加压板7的侧面尺寸与烃源岩样品16的侧面尺寸相同,第一加压板7的上下两端焊接有限制水平位移的限位板8。
如图3和图4所示,齿轮电机10通过齿轮电机固定板23固定于箱体2内部,齿轮电机10与齿轮电机固定板23通过螺钉连接,齿轮电机固定板23固定于箱体2的内壁面上。齿轮电机10的齿轮与齿条9的齿轮相互配合。第一加压板7的外侧设有三个行程圆柱39,这些行程圆柱39与齿条9上所设的长轴连接、以实现齿条9与第一加压板7的连接。行程圆柱39与长轴之间设有用于缓冲的压簧11。齿轮电机10可以带动齿条9上下运动,从而带动第一加压板7上下运动。
如图3和图5所示,第二加压部包括燃烧筒18、活塞推杆20(作为第二加压部的推送杆)和第二加压板22(作为第二加压部的加压板)。烃源岩样品16固定于支撑板15、第一加压板7和第二加压板22围成的空间。两组第二加压部的燃烧筒18数量相等,且按照多行多列的排布方式对称设于箱体2的水平宽度方向上的两个相对侧面的外部。每列燃烧筒18与箱体2的侧面之间的距离由上至下依次减少,每行燃烧筒18与箱体2的侧面之间的距离相等。燃烧筒18通过燃烧筒固定座17固定。燃烧筒18用于装填有燃料及助燃剂19。每个燃烧筒18的前端连接有一个活塞推杆20,每个活塞推杆20的前端与第二加压板22的外侧连接,第二加压板22的内侧与烃源岩样品16贴合。当装置处于使用状态时,燃烧筒18燃烧产生的压力由活塞推杆20传到第二加压板22,再由第二加压板22直接传导至烃源岩样品16。活塞推杆20位于箱体2外部的杆身部分设有第三测力传感器21。
如图2和图3所示,成像部包括XY二维电动导轨25、测距传感器26和透明台面40。XY二维电动导轨25通过导轨固定板24固定于烃源岩样品16的上方,导轨固定板24的侧面焊接在箱体2内部的侧面。透明台面40设于XY二维电动导轨25与烃源岩样品16之间,测距传感器26固定于XY二维电动导轨25的下方,且测距传感器26与透明台面40的上表面接触,测距传感器26的运动由XY二维电动导轨25控制。
气体测量部包括进气管28、真空气囊30、水箱31和补水装置。补水装置设于箱体2外部的侧面,包括送水管线34、水泵32和储水箱33。如图4所示,进气管28设有一个进气口和多个出气口。进气管28的进气口与箱体2的内部连通;进气管28的出气口与真空气囊30连接,二者之间设有电动控制球阀29。水箱31设于端盖3的外部上方,所有真空气囊30置于水箱31中,水箱31的上方与水面平齐处设有排水槽35。排水槽35的末端设有溢水收集槽36。溢水收集槽36下方设有称重传感器37,称重传感器37由称重支撑板38固定于箱体2的外部侧面,称重支撑板38固定于箱体2的外部侧面。送水管线34一端与水箱31相连,另一端与储水箱33相连,储水箱33中的水通过水泵32经由送水管线34运输至水箱31中。
实施例2
本实施例提供了一种烃源岩构造抬升释气的模拟实验方法,该方法是在实施例1的实验装置中进行的,具体包括以下步骤:
1、在烃源岩层最中心的部位井密闭取心得到烃源岩样品16,在烃源岩样品16内部的气体没有逸出情况下对样品进行密封处理,运送到实验室内。
2、将步骤1取得的烃源岩样品16放入箱体2中,并固定在第一加压板7、第二加压板22与支撑板15之间。向各个燃烧筒18装填等量的燃料及助燃剂19作为燃烧原料、并保持燃烧筒18内的燃烧气体的摩尔量相同。
3、关闭电动控制球阀29,加热燃烧筒18中的燃烧原料使其发生燃烧反应,通过液压缸5和燃烧筒18由四个水平方向向烃源岩样品16加压,烃源岩样品16受压形成断层并发生错位、分为上升烃源岩和沉降烃源岩、同时释放内部气体。通过压力变送器27监测箱体2内部的压力变化,同时利用测距传感器26对烃源岩样品16进行二维平面扫描成像。根据成像结果和压力变送器27的监测的压力变化情况调节液压缸5的施压程度;并根据成像结果调节齿轮电机10的工作状态,使第一加压板7随烃源岩样品16在竖直方向运动,保持第一加压板7与烃源岩样品16的贴合。
4、烃源岩样品16在经历断裂后内部有气体逸出、导致箱体2内部的压力增大,这些逸出的气体由箱体2的内部空间进入进气管28内,采用气体测量部监测逸出气体的逸出体积、并定性分析气体的逸出速度,具体方法为:
将一个电动控制球阀29打开,使箱体2内的一部分气体进入该电动控制球阀29连接的真空气囊30中,真空气囊30发生膨胀、引起水箱31中的水溢出,溢出的水经过排水槽35流至溢水收集槽36中。如果真空气囊30膨胀到最大程度时,压力变送器27监测到的压力仍然持续增大(即箱体2内部的压力大于真空气囊30内部的压力),则把该电动控制球阀29关闭,开启另一个未使用的电动控制球阀29,使气体进入另一个真空气囊30内,以此类推,直至压力变送器27监测的压力稳定,即此时使用中的真空气囊30内的压力与箱体2内部的压力相等。然后通过称重传感器37测量溢水收集槽36收集的水的重量,换算得到溢出水的体积,即得到烃源岩样品16断裂过程中气体的逸出体积。通过记录气体的逸出体积随时间的变化情况,可以定性分析气体的逸出速度。
5、当烃源岩样品16达到所要模拟的破碎程度、或者排水槽35的排水速度明显减缓、又或者溢水收集槽36中水质量的增加速度明显放缓时,停止加压,实验结束。
在以上整个模拟实验过程中,通过第二测力传感器6和第三测力传感器21分别监测液压缸5与燃烧筒18对烃源岩样品16加压的情况,通过第一测力传感器14监测烃源岩样品16的底部受力情况。

Claims (17)

1.一种烃源岩构造抬升释气的模拟实验装置,包括主体、加压部和气体测量部,其中:
所述主体的内部空间为密闭空间,所述密闭空间用于容纳样品;
所述加压部用于从对称的水平方向向样品加压;
所述气体测量部与主体的内部空间连通、用于测量所述主体的内部空间逸出气体的量;
所述主体的内部空间设有用于支撑样品底面的支撑部;所述支撑部包括相连的支撑板和支撑柱,所述支撑板在使用状态下与样品的底面贴合,所述支撑柱位于所述支撑板的下方;所述支撑部设有测力传感器;所述支撑部包括两个以上的支撑柱和两个以上的支撑板,各支撑板之间相互独立,各支撑板相对于样品的底面均匀分布;
所述主体包括箱体、端盖和支撑台面,所述支撑柱与支撑台面之间设有用于缓冲的底部压簧;
所述加压部包括相互连接的动力装置和加压板,所述加压板的侧面在使用状态下与样品的侧面贴合;所述加压部还包括推送杆,所述推送杆用于连接所述动力装置和加压板;
所述加压部分为四组、包括两组相对设置的第一加压部和两组相对设置的第二加压部;每组第二加压部包括两个以上的动力装置和两个以上的推送杆,两组第二加压部的动力装置、推送杆的数量分别相等;每组第二加压部的动力装置沿竖直方向排布;每列动力装置与所述主体的侧面的距离由上至下依次递减。
2.根据权利要求1所述的模拟实验装置,其中,所述主体设有压力变送器。
3.根据权利要求1所述的模拟实验装置,其中,
所述加压部设有测力传感器。
4.根据权利要求3所述的模拟实验装置,其中,所述加压部的测力传感器设于所述推送杆之上。
5.根据权利要求1所述的模拟实验装置,其中,所述第一加压部包括齿轮电机和沿竖直方向设置的齿条,所述齿轮电机的齿轮与所述齿条的齿轮相互配合,所述齿条与所述第一加压部的加压板的侧面连接。
6.根据权利要求1所述的模拟实验装置,其中,所述气体测量部包括进气管和收集装置,所述进气管设有进气口和出气口,所述进气口与所述主体的内部空间连通、所述出气口与所述收集装置连通。
7.根据权利要求6所述的模拟实验装置,其中,所述收集装置为气囊。
8.根据权利要求6所述的模拟实验装置,其中,所述进气管的出气口与所述收集装置之间设有阀门。
9.根据权利要求8所述的模拟实验装置,其中,所述出气口的数量为两个以上,所述阀门的数量与所述出气口的数量相同。
10.根据权利要求7所述的模拟实验装置,其中,所述气体测量部还包括水箱,所述气囊位于所述水箱中。
11.根据权利要求10所述的模拟实验装置,其中,所述水箱的上方设有排水槽,所述排水槽的末端连接有称重装置。
12.根据权利要求11所述的模拟实验装置,其中,所述称重装置包括溢水收集槽和称重传感器,所述溢水收集槽设于所述排水槽的末端,所述称重传感器用于测量所述溢水收集槽中水的重量。
13.根据权利要求10所述的模拟实验装置,其中,所述气体测量部还包括用于向所述水箱补水的补水装置。
14.根据权利要求13所述的模拟实验装置,其中,所述补水装置包括送水管线和储水箱,所述送水管线用于连通所述储水箱和所述水箱。
15.根据权利要求1所述的模拟实验装置,其中,所述模拟实验装置还包括设于所述主体的内部空间中的成像部,所述成像部包括设置于样品上方的测距传感器和XY二维电动导轨,所述XY二维电动导轨用于控制测距传感器的运动轨迹。
16.一种烃源岩构造抬升释气的模拟实验方法,其是在权利要求1-15任一项所述的模拟实验装置中进行的,所述模拟实验方法包括:
步骤一,将样品固定在主体的内部空间中;
步骤二,关闭主体的内部空间与气体测量部之间的连通路径,启动加压部使其由对称的水平方向向样品加压,样品发生断裂、出现抬升和沉降现象,由样品内部向主体的内部空间逸出气体;
步骤三,打开主体的内部空间与气体测量部之间的连通路径,利用气体测量部测量所述主体的内部空间逸出气体的量。
17.根据权利要求16所述的模拟实验方法,其中,当所述气体测量部包括进气管和气囊、所述进气管的出气口与气囊之间设有阀门、且所述进气管的出气口为两个以上时,所述步骤三包括:
进行以下重复操作:开启一个阀门-待气囊膨胀至最大程度时关闭阀门-开启另一个未使用的阀门,直至发生膨胀的气囊内的压力与所述主体的内部空间的压力相等,将所有气囊的膨胀程度加和,得到主体内部空间的气体逸出量。
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