專利名稱：自帶上覆壓力的可視化平板模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油、礦產(chǎn)、地質(zhì)領(lǐng)域用來在室內(nèi)實驗中模擬二維地層的可視化
物理模擬設(shè)備，具體地說是一種自帶上覆壓力的可視化平板模型。
二背景技術(shù)：
石油、礦產(chǎn)、地質(zhì)領(lǐng)域需要在室內(nèi)實驗中進(jìn)行大量的地層模擬試驗，以重現(xiàn)地下狀況，驗證工程工藝機(jī)理，模擬工程工藝，優(yōu)化工程參數(shù)?？梢暬桨迥Ｐ褪浅Ｓ迷O(shè)備之一，目的是從二維的角度模擬地層，并通過可視面觀察以往看不到的發(fā)生在地下的有關(guān)情況?，F(xiàn)有的平板模型有如下不足一是工作壓力太低，不足以說明發(fā)生在地下高壓狀況下的情況；二是無上覆壓力系統(tǒng)，模擬地層用的砂子處于松散狀態(tài)，與地層處于壓實狀態(tài)不符。
三
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是要提供一種能在較高工作壓力下使用，又自帶上覆壓力的可視化平板模型。 本實用新型的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的 本實用新型主要由模型主體、上蓋、高強度玻璃板、模型活塞、液壓系統(tǒng)和支架組成，其特征在于模型主體為矩形，內(nèi)部設(shè)有圓形孔，上端部的圓形孔大于下部的圓形孔，在上端部圓形孔外周端面上設(shè)有均勻設(shè)有螺栓孔，在兩側(cè)下端中部設(shè)有對稱的兩個帶母螺紋的活塞桿連接孔，在兩側(cè)外中部設(shè)有對稱的旋轉(zhuǎn)軸；上蓋設(shè)有視窗，與模型主體螺栓連接，在上端部圓形孔內(nèi)裝有高強度玻璃板，高強度玻璃板與上蓋之間壓有柔性板，在下部圓形孔內(nèi)裝有模型活塞，模型活塞通過液壓系統(tǒng)的活塞桿與模型主體上的活塞桿連接孔螺紋連接；在模型活塞與高強度玻璃板之間壓有模擬地層的砂子，在模型活塞的頂面豎向上設(shè)有幾個模擬井筒的孔；模型主體的旋轉(zhuǎn)軸安裝在支架上。 上蓋設(shè)為矩形，與模型體上頂相同，在上蓋外周設(shè)有與模型主體上的螺栓孔對應(yīng)的螺栓孔，在上頂面上開有均布的若干個可視窗。 模型活塞設(shè)為禮帽型，在上頂外周設(shè)有O形密封圈，在下沿上設(shè)有對稱的兩個活塞桿孔，在活塞桿孔外周設(shè)有螺栓孔。 液壓系統(tǒng)主要由液壓缸、液壓缸法蘭、活塞和活塞桿組成，活塞與活塞桿設(shè)為一體，活塞桿上部設(shè)為螺紋段，下部設(shè)為圓柱段，在液壓缸同側(cè)上下端設(shè)有進(jìn)出液壓油口 ，活塞處在液壓油進(jìn)出口之間，活塞桿穿過液壓缸蓋和液壓缸蓋與模型主體下端面的活塞桿孔連接，液壓缸法蘭通過螺栓與模型活塞外周端面的螺栓孔連接，液壓缸法蘭與液壓缸蓋和液壓缸螺栓連接一體，液壓缸的液壓油進(jìn)出口與液壓源連接一體。 支架的底座設(shè)為工字型，在底座兩端中心垂直向上設(shè)有兩根對稱的支撐柱，支撐
柱上端設(shè)有轉(zhuǎn)軸孔，轉(zhuǎn)軸孔上設(shè)有鎖定螺栓，在底座的四個角上設(shè)有萬向滾輪。 本實用新型與已有技術(shù)相比具有通過模型活塞與模型主體配合及與液壓系統(tǒng)的
配合能給可視化平板模型提供上覆壓力的優(yōu)點，使地層模擬試驗更靈活，更真實。四
圖1平板模型整體裝配示意圖[0012] 圖2模型可視面示意圖[0013] 圖3液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖中1上蓋，2螺栓，3鎖定裝置，4旋轉(zhuǎn)軸，5模型主體，6支架，7柔性墊層，8高強度玻璃，9密封墊，100型圈，11模型活塞，12液壓系統(tǒng)，13螺栓孔，14上蓋法蘭，15視窗，16液壓缸法蘭，17螺釘，18活塞段，19螺紋段，20柱塞段，21上進(jìn)液口 ， 23下進(jìn)液，22液壓缸，24模擬井筒，25砂子。
五具體實施方式
為進(jìn)一步公開本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明書附圖通過實施例作詳細(xì)說明 本實用新型主要由模型主體5、上蓋1、高強度玻璃板8、模型活塞11、液壓系統(tǒng)12和支架組成，其特征在于模型主體為矩形，內(nèi)部設(shè)有圓形孔，上端部的圓形孔大于下部的圓形孔，在上端部圓形孔外周端面上設(shè)有均勻設(shè)有螺栓孔，在兩側(cè)下端中部設(shè)有對稱的兩個帶母螺紋的活塞桿連接孔，在兩側(cè)外中部設(shè)有對稱的旋轉(zhuǎn)軸4 ;上蓋設(shè)有視窗，與模型主體螺栓連接，在上端部圓形孔內(nèi)裝有高強度玻璃板，高強度玻璃板與上蓋之間壓有柔性板，在下部圓形孔內(nèi)裝有模型活塞，模型活塞通過液壓系統(tǒng)的活塞桿與模型主體上的活塞桿連接孔螺紋連接；在模型活塞與高強度玻璃板之間壓有模擬地層的砂子，在模型活塞的頂面豎向上設(shè)有幾個模擬井筒的孔；模型主體的旋轉(zhuǎn)軸安裝在支架上。 參照附圖1、2、3，本實用新型所述的平板模型主要包括模型主體5、上蓋1、高強度玻璃8、模型活塞11、液壓系統(tǒng)12，支架6等。模型主體5由金屬制成，為一四邊形框架。內(nèi)壁經(jīng)磨削加工，以利于模型活塞11運行，上面加工有擴(kuò)徑臺，用來安放玻璃8。擴(kuò)徑臺外圍的主體5上端面加工有多個螺紋孔，配合螺栓2和上蓋法蘭14來壓緊玻璃8。主體5框架的左右兩側(cè)的中心裝有旋轉(zhuǎn)軸4。高強度玻璃8放置在擴(kuò)徑臺內(nèi)，和擴(kuò)徑臺底面之間有密封墊9。玻璃8的上面有一柔性墊層7，以避免和上蓋1硬碰硬接觸。 上蓋1由一整塊鋼板制成，外廓形狀和大小與主體5 —致，上面根據(jù)可視的需要和壓力的大小均勻開有視窗15，玻璃上的柔性墊層7也要跟上蓋1 一樣開視窗15，上蓋法蘭14的四周對應(yīng)主體上面的螺紋孔而開螺栓孔13，利用螺栓2上緊，從而使玻璃8、上蓋1與主體5連成一體，構(gòu)成平板模型的可視面。 模型活塞11安裝在主體5的內(nèi)周下面，金屬材質(zhì)，在靠近模型活塞11上端面的圓周面上開有0型圈槽，內(nèi)裝0型圈10，使得模型活塞11可以和主體5內(nèi)壁實現(xiàn)動密封。由于是動密封，所以模型內(nèi)砂子25的厚度就可以靈活調(diào)節(jié)；由于是動密封，所以模型活塞11在外力的作用下就可以對砂子25進(jìn)行壓實，即加載上覆壓力。模型活塞11上端面為一平面，平面上根據(jù)需要開孔，可以用來裝入模擬井筒24或作為流體出入通道。模型活塞ll下端面為法蘭狀，上面開有和主體5下端面上的螺紋孔相互對應(yīng)的螺栓，用來連接模型活塞11和主體5。 上覆壓力來自于均勻分布在模型活塞11底面周邊上的液壓系統(tǒng)12，液壓系統(tǒng)12主要有液壓缸23、液壓缸法蘭16、活塞和活塞孔組成，活塞桿由柱段20、螺紋段19二段組成，活塞18、圓柱段20均和液壓缸動密封。螺紋段19穿過活塞法蘭上的孔旋入主體5下端面上的螺紋孔實現(xiàn)連接，液壓缸法蘭16通過螺紋螺釘17連在模型活塞11上，液壓缸23相對活塞段18可上下運動，從而帶動模型活塞11的上下運動，向上時即可壓實砂子25，向下時即可將模型活塞11從模型主體5內(nèi)取出。液壓缸23兩端開有上進(jìn)液孔21和下進(jìn)液孔22，可外接液壓泵，由液壓泵提供液壓缸23動作所需的液壓動力。 由于模型整體重量較大，移動、拆裝比較費力，所以專門設(shè)計可移動支架6，由高強度槽鋼制成，底部裝鋼制萬向輪，方便隨時移動，模型通過兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸4架裝在支架6上，裝好后模型整體可以繞軸翻轉(zhuǎn)，支架6上有旋轉(zhuǎn)軸鎖定裝置3，可將模型定位于任意角度以模擬地層傾角?？梢暶嫠椒胖脮r模擬水平地層，可視面垂直放置時可模擬地層剖面，其他角度為不同傾角地層。
權(quán)利要求一種自帶上覆壓力的可視化平板模型，主要由模型主體、上蓋、高強度玻璃板、模型活塞、液壓系統(tǒng)和支架組成，其特征在于模型主體為矩形，內(nèi)部設(shè)有圓形孔，上端部的圓形孔大于下部的圓形孔，在上端部圓形孔外周端面上均勻設(shè)有螺栓孔，在兩側(cè)下端中部設(shè)有對稱的兩個帶母螺紋的活塞桿連接孔，在兩側(cè)外中部設(shè)有對稱的旋轉(zhuǎn)軸；上蓋設(shè)有視窗，與模型主體螺栓連接，在上端部圓形孔內(nèi)裝有高強度玻璃板，高強度玻璃板與上蓋之間壓有柔性板，在下部圓形孔內(nèi)裝有模型活塞，模型活塞通過液壓系統(tǒng)的活塞桿與模型主體上的活塞桿連接孔螺紋連接；在模型活塞與高強度玻璃板之間壓有模擬地層的砂子，在模型活塞的頂面豎向上設(shè)有幾個模擬井筒的孔；模型主體的旋轉(zhuǎn)軸安裝在支架上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自帶上覆壓力的可視化平板模型，其特征在于上蓋設(shè)為矩 形，與模型體上頂相同，在上蓋外周上設(shè)有與模型主體上的螺栓孔對應(yīng)的螺栓孔，在上頂面 上開有均布的若干個可視窗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自帶上覆壓力的可視化平板模型，其特征在于模型活塞設(shè)為 禮帽型，在上頂外周設(shè)有O形密封圈，在下沿上設(shè)有對稱的兩個活塞桿孔，在活塞桿孔外周 設(shè)有螺栓孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自帶上覆壓力的可視化平板模型，其特征在于液壓系統(tǒng)主 要由液壓缸、液壓缸法蘭、活塞和活塞桿組成，活塞與活塞桿設(shè)為一體，活塞桿上部設(shè)為螺 紋段，下部設(shè)為圓柱段，在液壓缸同側(cè)上下端設(shè)有進(jìn)出液壓油口 ，活塞處在液壓油進(jìn)出口之 間，活塞桿穿過液壓缸蓋和液壓缸蓋與模型主體下端面的活塞桿孔連接，液壓缸法蘭通過 螺栓與模型活塞外周端面的螺栓孔連接，液壓缸法蘭與液壓缸蓋和液壓缸螺栓連接一體， 液壓缸的液壓油進(jìn)出口與液壓源連接一體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自帶上覆壓力的可視化平板模型，其特征在于支架的底座設(shè) 為工字型，在底座兩端中心垂直向上設(shè)有兩根對稱的支撐柱，支撐柱上端設(shè)有轉(zhuǎn)軸孔，轉(zhuǎn)軸 孔上設(shè)有鎖定螺栓，在底座的四個角上設(shè)有萬向滾輪。
專利摘要一種自帶上覆壓力的可視化平板模型，主要由模型主體、上蓋、高強度玻璃板、模型活塞、液壓系統(tǒng)和支架組成，模型主體為矩形，上端部的圓形孔大于下部的圓形孔，在上端部圓形孔外周端面上均勻設(shè)有螺栓孔，在兩側(cè)下端中部設(shè)有對稱的兩個帶母螺紋的活塞桿連接孔，在兩側(cè)外中部設(shè)有對稱的旋轉(zhuǎn)軸；上蓋設(shè)有視窗，與模型主體螺栓連接，在上端部圓形孔內(nèi)裝有高強度玻璃板，兩者之間壓有柔性板，在下部圓形孔內(nèi)裝有模型活塞，模型活塞通過液壓系統(tǒng)的活塞桿與模型主體上的活塞桿連接孔螺紋連接；在模型活塞與高強度玻璃板之間壓有模擬地層的砂子，在模型活塞的頂面豎向上設(shè)有幾個模擬井筒的孔；模型主體的旋轉(zhuǎn)軸安裝在支架上。
文檔編號E21B49/00GK201526317SQ20092025253
公開日2010年7月14日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者李曉東, 王建強, 石性軍, 邵東亮 申請人:山東中石大石儀科技有限公司