[发明专利]地质断层模拟形成实验装置

说明书

一、技术领域：本发明涉及一种模拟地质构造中断层形成的装置，尤其是一种地质断层模拟形成实验装置。

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，设备主体多采用砂箱等实验容器，通过在砂箱内铺设多层不同目数的实验材料来模拟构造形成过程，研究地质构造的成因和演化机理，对地质构造的成因进行定性和定量分析。一般的断层形成模拟设备，只能通过对砂箱内的砂体进行动力加载实现构造样式形式上的断层模拟，所用材料为散状的石英砂，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：为了克服目前断层无法实现对有一定朔性实验材料和拉张应力加载的问题，本发明重点研制了断层形成模拟实验装置，可以模拟单一断层和组合断层的形成、发育过程，对具有一定粘性和朔性的实验材料施加应力加载可以模拟断层的形成过程，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。是可以模拟不同断面产状的断层形成、发育和最终形态的实验装置。其技术方案是实验材料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，组合模板根据需要可联接不同的三角形插头模块，三角形插头设计成不同倾角的运动结合面，当动力加载时，组合模板在动力单元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头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。

地质断层模拟形成实验装置包括动力加载单元、实验模型材料填装区、可调高度式垫块装置、可移动侧板支撑装置、台体固定基座，动力加载单元包括右、左动力单元、手动动力加载装置、电动缸、支撑滚轮、导向滑槽，实验模型材料填装区由上组合推板、下组合推板、左侧边板、右侧边板、前观测面板模型底部托板围成的动态密闭填装区，可调高度式垫块装置由滚轮、手摇轮、丝杠、导向光杠、螺母垫片、导向套、支撑基座、螺栓联接组成，可移动侧板支撑装置由滚轮、铰接结构、侧板支撑结构等组成，外围框架设有导向轮滑槽，滚轮与导向轮滑槽相应，侧板支撑结构通过铰接结构与侧边板联接，上组合推板、下组合推板设有导向滑槽，支撑滚轮与导向滑槽相应。在上组合推板、下组合推板、左侧边板、右侧边板、前观测面板、模型底部托板围成的动态密闭为实验模型材料填装区，在右侧边板设有蜗轮蜗杆旋转装置和手摇轮组成的手动加力装置，在台体固定基座上设有模型周转车，模型周转车上设有液压顶出缸，液压顶出缸作用于模型底部托板。采用上述结构以后，可以实现对单一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，组合模板可任意积木式拼接，整体结构简单，运动灵活。

四、附图说明：附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明组合模板的结构示意图；

附图3是本发明动力单元的结构示意图；

附图4是本发明三角形插头的结构示意图；

附图5是本发明可调高度式垫块装置的结构示意图；

附图6是本发明可移动侧板支撑装置的结构示意图；

附图7是本发明一种实施例的结构示意图。

五、具体实施方式：图中1.台体基座，2.右(左)动力单元，3.手动动力加载装置，4.电动缸，5.支撑滚轮，6.导向滑槽，7.左侧边板，8.台面，9.外围框架，10.可移动侧板支撑装置，11.右侧边板，12.三角插头，13.可拆装式组合推板，14.上组合推板，15.下组合推板，16.蜗轮蜗杆旋转装置，17.手摇轮，18.前观测面板，19.台体固定基座，20.模型周转车，21.液压顶出缸，22.模型底部拖板，23.联接基座，24.“T”型螺栓，25.滚轮，26.燕尾槽，27.矩形槽28.手摇轮，29.丝杠，30.导向光杠，31.螺母垫片，32.导向套，33.支撑基座，34.螺栓联接35.铰接结构，36侧板支撑结构，37.导向轮滑槽，38.板状导向接触面。