本實用新型涉及油氣成藏物理模擬實驗裝置領(lǐng)域，具體是一種可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置。

背景技術(shù)：

油氣成藏物理模擬實驗裝置是用來模擬油氣從生成到運移、聚集成藏的過程。隨著油氣成藏模擬技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以實現(xiàn)常溫常壓下、動態(tài)可視化模擬。測定參數(shù)包括傳感器壓力(通過水柱或者傳感器)、含油(水)飽和度(通過測定電阻率)、外部擠壓力等。

目前的油氣成藏模擬裝置都是以均勻擠壓作用為主，例如公開號為CN102777167B，發(fā)明名稱為《二維可定量擠壓油氣運聚可視物理模擬裝置》的中國發(fā)明專利申請，該發(fā)明專利申請?zhí)岢鲆环N二維可定量擠壓油氣運聚可視物理模擬裝置，二維可定量擠壓油氣運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。

然而，由于地層具有強(qiáng)的非均質(zhì)性特征，不同的構(gòu)造位置地層的受力往往有很大的差別，不能簡單的視為均一(均勻)的受力。另外，由于構(gòu)造應(yīng)力的方向的不同，地層受到的應(yīng)力也不是簡單的擠壓應(yīng)力，如在走滑條件下，地層受到的應(yīng)力為剪切應(yīng)力，這些復(fù)雜的地質(zhì)條件，現(xiàn)有的成藏模擬實驗技術(shù)都不能有效的實現(xiàn)。

另外，在油氣運聚成藏的模擬實驗中，不同構(gòu)造部位的地層的受力情況往往不同，因此需要在推板的不同位置設(shè)置不一樣的凸起面以盡量精確地模擬這種區(qū)別，現(xiàn)有技術(shù)中，往往采用橡皮泥一類的物質(zhì)粘合在推板上，但是由于橡皮泥本身就是軟性物質(zhì)，因此模擬效果往往不佳，而且不容易精確控制；而如果根據(jù)需要預(yù)先制作不同形狀的推板，則靈活性太差，無法適應(yīng)實際的需要，因此需要一種接近可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的、靈活性高的推板疊置裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置，能夠模擬復(fù)雜構(gòu)造環(huán)境下的油氣運聚成藏過程。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置，可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置包括：反應(yīng)釜，為箱體狀；推板，推板為兩個，兩個推板分別設(shè)置在反應(yīng)釜的兩個相對側(cè)端，每個推板均具有一斜面，兩個推板的斜面相對且相互平行；疊置裝置，每個斜面上均設(shè)置有多個疊置裝置，每個疊置裝置的一端與對應(yīng)的斜面可拆卸地連接，每個疊置裝置的另一端朝向相對的推板；驅(qū)動裝置，與推板連接并能夠推動推板在反應(yīng)釜內(nèi)移動。

進(jìn)一步地，反應(yīng)釜的側(cè)壁與豎直方向平行，在水平方向的截面內(nèi)，斜面與推板的移動向方向具有夾角。

進(jìn)一步地，斜面上設(shè)置有多個間隔設(shè)置第一卡合槽，疊置裝置包括：第一疊置件，第一疊置件的一端設(shè)置有用于與第一卡合槽配合插接的第一卡合體，第一疊置件的另一端設(shè)置有第二卡合槽；第三疊置件，第三疊置件的一端設(shè)置有用于與第二卡合槽配合插接的第三卡合體。

進(jìn)一步地，疊置裝置還包括第二疊置件，第二疊置件的一端設(shè)置有用于與第二卡合槽配合插接的第二卡合體，第二疊置件的另一端設(shè)置有有第三卡合槽，第二疊置件的兩端能夠分別連接第一疊置件和第三疊置件。

進(jìn)一步地，第二疊置件為多個，多個第二疊置件的結(jié)構(gòu)均相同。

進(jìn)一步地，多個第一卡合槽沿斜面的延伸方向平行間隔設(shè)置。

進(jìn)一步地，驅(qū)動裝置包括液壓缸和恒速恒壓泵，液壓缸為兩個，每個液壓缸均與一個推板連接，每個液壓缸上均連接有一個恒速恒壓泵。

進(jìn)一步地，反應(yīng)釜的一個側(cè)壁為玻璃制成的可視窗口，反應(yīng)釜與該側(cè)壁相對的另一個側(cè)壁設(shè)置有多個介質(zhì)孔，每個介質(zhì)孔內(nèi)均設(shè)置有用于防漏的絲網(wǎng)。

進(jìn)一步地，反應(yīng)釜的頂部設(shè)置有壓力緩沖裝置，壓力緩沖裝置包括殼體、復(fù)位彈簧，密封塊和排壓口，殼體為底部開口頂部封閉的筒狀結(jié)構(gòu)，殼體的下端直徑小于殼體的上端直徑，殼體的底部置于反應(yīng)釜內(nèi)，密封塊設(shè)置在殼體的下端，密封塊通過復(fù)位彈簧與殼體的頂部連接，排壓口設(shè)置在殼體的頂部。

本實用新型的有益效果是，在油氣運聚成藏的模擬實驗中，通過驅(qū)動裝置推動兩個推板的相向運動，使得位于兩個推板之間的實驗介質(zhì)產(chǎn)生擠壓和剪切應(yīng)力，解決了現(xiàn)有的油氣運藏模擬裝置只能單一地模擬均勻擠壓應(yīng)力的問題，同時通過在推板的斜面上設(shè)置疊置裝置，能夠模擬復(fù)雜構(gòu)造環(huán)境下的成藏過程。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實用新型可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置的水平方向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置的第一疊置件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置的第二疊置件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置的第三疊置件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置中推板的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置中壓力緩沖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記：1、反應(yīng)釜；2、液壓缸；3、恒速恒壓泵；4、數(shù)據(jù)采集裝置；5、側(cè)壁；6、缸體；7、橡膠密封圈；8、法蘭螺栓；9、活塞；10、活塞桿；111、第一推板；112、第二推板；12、介質(zhì)孔；13、流體注入泵；14、第一疊置件；15、第二疊置件；16、第三疊置件；17、第一卡合槽；18、第一卡合體；19、第二卡合槽；20、第二卡合體；21、第三卡合體；22、第三卡合槽；29、殼體；30、復(fù)位彈簧；31、密封塊；32、排壓口；34、下殼體；35、上殼體；36、計算機(jī)。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本實用新型。

如圖1至圖6所示，本實用新型實施例提供了一種可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置，該可調(diào)節(jié)式油氣運聚成藏模擬裝置包括反應(yīng)釜1、推板、疊置裝置、驅(qū)動裝置和數(shù)據(jù)采集裝置4。反應(yīng)釜1為箱體狀。推板為兩個，兩個推板分別設(shè)置在反應(yīng)釜1的兩個相對側(cè)端，每個推板均具有一斜面，兩個推板的斜面相對且相互平行。每個斜面上均設(shè)置有多個疊置裝置，每個疊置裝置的一端與對應(yīng)的斜面可拆卸地連接，每個疊置裝置的另一端朝向相對的推板。驅(qū)動裝置與推板連接并能夠推動推板在反應(yīng)釜1內(nèi)移動。本實用新型實施例中，在兩個推板之間設(shè)置有試驗介質(zhì)，用于模擬地層。

在油氣運聚成藏的模擬實驗中，通過驅(qū)動裝置推動兩個推板的相向運動，使得位于兩個推板之間的實驗介質(zhì)產(chǎn)生擠壓和剪切應(yīng)力，解決了現(xiàn)有的油氣運藏模擬裝置只能單一地模擬均勻擠壓應(yīng)力的問題，同時通過在推板的斜面上設(shè)置疊置裝置，能夠模擬復(fù)雜構(gòu)造環(huán)境下的成藏過程。

如圖1所示，本實用新型實施例中反應(yīng)釜1為矩形，該反應(yīng)釜1的側(cè)壁與豎直方向平行，反應(yīng)釜1的頂壁和底壁與水平方向平行。上述推板的截面形狀為直角三角形狀，該直角三角形的兩個直角邊所在平面分別與反應(yīng)釜1的其中兩個相鄰的側(cè)壁抵接，該直角三角形的斜邊所在平面為上述斜面，該斜面與推板的移動方向具有夾角。本實用新型實施例中，推板的移動方向為圖1中水平橫向方向(圖中1水平箭頭方向)。

需要說明的是，本實用新型實施例中的推板包括設(shè)置在反應(yīng)釜1一端的第一推板111和設(shè)置在反應(yīng)釜1另一端的第二推板112，其中，第一推板111和第二推板112呈中心對稱布置，即第一推板111位于反應(yīng)釜1的左端，第一推板111的直角位于圖1中反應(yīng)釜的左下角。第二推板112位于反應(yīng)釜1的右端，第二推板112的直角位于圖1中反應(yīng)釜1的右上角。

本實用新型實施例中，上述推板的截面形狀并不限于上述直角三角形的截面形狀，例如還可以為直角梯形，直角梯形的上底和下底分別與反應(yīng)釜1的兩個相對側(cè)壁抵接，直角梯形的斜邊所在平面為上述斜面。

如圖2至圖5所示，斜面上設(shè)置有多個間隔設(shè)置第一卡合槽17，疊置裝置包括第一疊置件14和第三疊置件16。第一疊置件14的一端設(shè)置有用于與第一卡合槽17配合插接的第一卡合體18，第一疊置件14的另一端設(shè)置有第二卡合槽19。第三疊置件16的一端設(shè)置有用于與第二卡合槽19配合插接的第三卡合體21。第三疊置件16的另一端不設(shè)置任何卡合槽。

本實用新型實施例中，上述第一疊置件14的主體截面為三角形，該第一疊置件14上三角形斜面所在的平面能夠與上述斜面貼合，上述第一卡合槽17為沿水平方向設(shè)置的矩形槽，上述第一卡合體18為與該第一卡合槽17相適配的矩形凸起。上述第二卡合槽19設(shè)置在第一疊置件14的頂部，上述第二卡合槽19包括第一凹槽部和第二凹槽部，即第二卡合槽19的截面形狀為L形。

第三疊置件16的主體截面為矩形，上述第三卡合體21包括與第一凹槽部配合的第一凸起部以及與第二凹槽部配合的第二凸起部，該第三疊置件16與第一疊置件14通過第三卡合體21和第二卡合槽19插接配合。

優(yōu)選地，疊置裝置還包括第二疊置件15，第二疊置件15的一端設(shè)置有用于與第二卡合槽19配合插接的第二卡合體20，第二疊置件15的另一端設(shè)置有第三卡合槽22。第二卡合體20的結(jié)構(gòu)與第三卡合體21的結(jié)構(gòu)相同，第三卡合槽22與第二卡合槽19結(jié)構(gòu)相同，第二疊置件15的兩端能夠分別連接第一疊置件14和第三疊置件16，即第二疊置件15設(shè)置在第一疊置件14和第三疊置件16之間。

進(jìn)一步地，上述第二疊置件15為多個，多個第二疊置件15的結(jié)構(gòu)均相同。在實際操作中，可以根據(jù)不同模擬需要，選擇不同數(shù)量的第二疊置件15進(jìn)行連接，從而模擬復(fù)雜的地質(zhì)條件。

需要說的是，本實用新型實施例中，第二疊置件15的主體截面為矩形上述第二卡合體20的結(jié)構(gòu)與第三卡合體21的結(jié)構(gòu)相同，第三卡合槽22與第二卡合槽19結(jié)構(gòu)相同，因此對第二卡合體20與第二卡合槽19的結(jié)構(gòu)不再進(jìn)行贅述。

每個推板上的斜面沿其延伸方向均設(shè)置有多個平行間隔布置的第一卡合槽17，每個第一卡合槽17上均對應(yīng)連接有一個上述疊置組件，如圖5所示。本實用新型實施例中，上述疊置組件通過選擇不同的布置位置和布置長度(圖5中水平方向的長度)來實現(xiàn)模擬復(fù)雜構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境的目的。

使用該疊置裝置來改變不同構(gòu)造應(yīng)力環(huán)境來模擬地層情況，只需要統(tǒng)一制造出足夠數(shù)量的統(tǒng)一規(guī)格的第一疊置件14、第二疊置件15和第三疊置件16即可，對于標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)十分有利，使用靈活。第一卡合槽17的個數(shù)和間隔距離可以根據(jù)實際情況自行選擇。推板和疊置裝置的材質(zhì)采用鋼制或堅硬木質(zhì)。

本實用新型實施例中，上述疊置裝置可以設(shè)置在其中一個推板上，也可以同時設(shè)置在兩個推板上，在安裝時，應(yīng)該保證上述疊置裝置的安裝穩(wěn)定性，不容易脫落，具體實施方法均為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實用新型實施例中的驅(qū)動裝置包括液壓缸2和恒速恒壓泵3，液壓缸2為兩個，每個液壓缸2均與一個推板連接，每個液壓缸2上均連接有一個恒速恒壓泵3。

具體地，液壓缸2通過固定桿6與反應(yīng)釜1的側(cè)壁固定連接，液壓缸2包括缸體6、活塞9和活塞桿10，缸體6與反應(yīng)釜1的側(cè)壁固定連接，活塞9設(shè)置在缸體6中，活塞桿10一端與活塞9連接，活塞桿10的另一端與對應(yīng)的推板連接。每個液壓缸2內(nèi)的活塞9由一臺恒速恒壓泵3驅(qū)動做直線往復(fù)運動。

優(yōu)選地，所述恒速恒壓泵3的工作壓力為70MPa，流量為0.01～20ml/min，選用連續(xù)無脈沖循環(huán)，能恒速、恒壓工作的雙缸泵。該泵計量準(zhǔn)確、精度高，具有壓力保護(hù)及位置上下限保護(hù)，泵頭材料采用304不銹鋼，具有抽吸、排液、預(yù)增壓功能，該泵配置通訊口，可由計算機(jī)36進(jìn)行操作。具體實施方法均為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再詳細(xì)說明。液壓缸的容積為1000ml，最大工作壓力為16Mpa，缸體材料采用1Cr18Ni9Ti，耐堿、酸性液體腐蝕，而且內(nèi)膽經(jīng)過精密磨床研磨，研磨后的精度可達(dá)±0.005mm，活塞由聚四氟乙烯制作。

反應(yīng)釜1整體為鋼體結(jié)構(gòu)，反應(yīng)釜1內(nèi)壁上設(shè)置有耐腐蝕結(jié)構(gòu)層，耐腐蝕結(jié)構(gòu)層具體為鎂合金或鈦合金，耐腐蝕結(jié)構(gòu)層防止了油氣在反應(yīng)釜1中模擬實驗時對反應(yīng)釜1造成損壞，從而增長了反應(yīng)釜1的使用壽命。反應(yīng)釜1的側(cè)壁5為玻璃制成的可視窗口，可以直接用于觀察實驗現(xiàn)象或進(jìn)行攝影和攝像。為了防止模型有內(nèi)壓的情況玻璃向外凸出，法蘭螺栓8的邊框設(shè)計有橫-豎柵板網(wǎng)格。側(cè)壁5與反應(yīng)釜1的箱體框架之間設(shè)置有橡膠密封圈7，側(cè)壁5通過法蘭螺栓8固定在反應(yīng)釜1箱體上，圖1中，豎直方向箭頭為觀察方向。反應(yīng)釜1與側(cè)壁5相對的另外一個側(cè)壁上設(shè)置有多個介質(zhì)孔12，每個介質(zhì)孔12內(nèi)均設(shè)置有用于防漏的絲網(wǎng)。流體注入泵13與反應(yīng)釜1上的介質(zhì)孔12連接。本實用新型實施例中，上述介質(zhì)孔12為九個。

如圖6所示，反應(yīng)釜1的頂部設(shè)置有壓力緩沖裝置，壓力緩沖裝置包括殼體29、復(fù)位彈簧30，密封塊31和排壓口32，殼體29為底部開口頂部封閉的筒狀結(jié)構(gòu)，殼體29的下端直徑小于殼體29的上端直徑，殼體29的底部置于反應(yīng)釜1內(nèi)，密封塊31設(shè)置在殼體29的下端，密封塊31通過復(fù)位彈簧30與殼體29的頂部連接，排壓口32設(shè)置在殼體29的頂部。

具體地，上述殼體29由截面為矩形的下殼體34和截面為倒梯形的上殼體35構(gòu)成，上述密封塊31的外周壁與下殼體34的內(nèi)周壁密封連接并能夠相對滑動。正常時密封塊31與下殼體34緊密配合進(jìn)行密封，當(dāng)反應(yīng)釜1中的壓力值過大時，壓力會沖擊殼體29內(nèi)的密封塊31，使得密封塊31上移至上殼體35內(nèi)，此時密封塊31的密封作用失效，從而使得壓力通過排壓口32排出，當(dāng)壓力值穩(wěn)定時，復(fù)位彈簧30帶動密封塊31復(fù)位繼續(xù)密封。壓力緩沖系統(tǒng)能有效應(yīng)對油氣壓力突變帶來的不良影響。

如圖1所示，本實用新型實施例中的數(shù)據(jù)采集裝置4主要包括：壓力傳感器、飽和度電性傳感器和電阻率自動測量儀。其中壓力傳感器共設(shè)置了九個，布置在反應(yīng)釜1內(nèi)，所采集到的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號后傳輸給計算機(jī)36，由計算機(jī)36列表指示各點的數(shù)值。

在反應(yīng)釜的側(cè)板上均勻布置36個飽和度電性傳感器，用于檢測地層中的含油(水)飽和度，電極埋置于砂層(試驗介質(zhì))中。

電阻是地層流體良好的指示性參數(shù)，地層的電阻率約為0～10000Ωm，精度1％。采用串聯(lián)等效或并聯(lián)等效電路，測試頻率為12Hz-100kHz，共有503點頻率可編程選擇，配合計算機(jī)36自動采集器和電阻率自動測量儀實現(xiàn)計算機(jī)在線測試記錄。

需要說明的是，計算機(jī)36的數(shù)據(jù)處理軟件基于XP平臺，操作靈活、方便，所有輸入和提示都使用窗口式的對話框，實驗流程示意，便于熟悉系統(tǒng)操作；實驗過程中，出現(xiàn)超壓、非正常失壓等故障時，軟件系統(tǒng)會自動監(jiān)測到并彈出窗口警告操作人員，可以自動控制的，軟件將自行對所出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理，需手動操作的，將提示操作人員對應(yīng)的操作方法，保證實驗人員可以安全高效地完成實驗。

從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：在油氣運聚成藏的模擬實驗中，通過驅(qū)動裝置推動兩個推板的相向運動，使得位于兩個推板之間的實驗介質(zhì)產(chǎn)生擠壓和剪切應(yīng)力，解決了現(xiàn)有的油氣運藏模擬裝置只能單一地模擬均勻擠壓應(yīng)力的問題，同時通過在推板的斜面上設(shè)置疊置裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)模擬復(fù)雜構(gòu)造環(huán)境下的成藏過程的目的。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施例，不能以其限定實用新型實施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本實用新型專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本實用新型中的技術(shù)特征與技術(shù)特征之間、技術(shù)特征與技術(shù)方案之間、技術(shù)方案與技術(shù)方案之間均可以自由組合使用。