[实用新型]一种制作人工岩石模型的热压模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制作人工岩石模型的热压模具，属于油气勘探和开发的地球物理研究技术领域。

背景技术

目前石油、矿产、地质研究实验需要大量岩石样品，但露头样品大多风化严重，加工较为困难；岩心样品数量少，获取难度更大；部分天然样品非均质性较强，测试数据难以用于理论研究；影响天然样品性质的因素较多，难以进行针对性的研究。由于人工岩石模型的孔隙度、渗透率可以控制，因此常用人工岩石模型替代天然样品进行各种实验。

目前人工岩石模型通常通过成型模具和压力机进行压制，具体方式如下：首先将含有胶结剂的人工岩石颗粒灌入模具中铺展平整，再将硬质板如厚钢板压头放置于其表面，通过压力机对压头加压，使人工岩石颗粒压缩并固结成型。

具体举例来说，对于页岩而言，国内外对人工页岩的研究非常少，虽然后来出现采用常温条件下压结(冷压法)的工艺，将以高岭土作为粘土组分的混合物料压实成块，该工艺与天然页岩实际的成岩环境和成岩机理有着较大的出入，其中一个很大的问题在于：冷压法不可能考虑到干酪根在成岩过程中所温度的变化。而考虑到干酪根对页岩的岩性及物性都具有显著的影响并且对油气的生成也有最直接关联和至关重要的作用，忽视这一问题必将导致物理模型存在天然的缺陷，从而影响后续的分析及应用。

此外，现有技术中的制作人工岩石模型的模具通常是使用普通碳钢制造而成，这主要是因为普通碳钢脆性小，具有一定的塑性，能够承受压制过程中的极大压力，不易发生崩裂。然而，在实际制作人工岩石模型的过程中发现这种材质的模具磨损很严重，这导致模具使用周期短，所得到的人工岩石模型表面粗糙，均一性差等。究其原因，很有可能是用于制作人工岩石模型的石英材料的莫氏硬度(Mohs’scaleofhardness)大于用于制作人工岩石模型的模具的普通碳钢的莫氏硬度。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种制作人工岩石模型的热压模具。该模具不仅具有较好的抗磨损性能及承压性能，还特别适用于制作含干酪根的页岩物理模型等需热压成型的人工岩石模型。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种制作人工岩石模型的热压模具，该热压模具至少包括模具本体以及模具压头；其中，

所述模具本体具有用于制作人工岩石模型的空腔，空腔的底部设置有底座，空腔及底座的四周具有耐磨层，耐磨层的外侧表面具有承压层，承压层的上表面、下表面及外侧表面具有绝热层，底座与耐磨层之间紧密接触，耐磨层与承压层之间紧密接触，承压层与绝热层之间紧密接触，并且在承压层中设置有热电偶以及若干加热器；

所述模具压头的前端面为与模具本体的空腔横截面形状一致的平面。可以理解，模具压头通常为与空腔腔体相匹配的柱体形状。

在上述的制作人工岩石模型的热压模具中，优选地，空腔的横截面为矩形、圆形、椭圆形、三角形或平行四边形，本领域技术人员可根据所想压制的人工岩石模型样品的具体形状可将空腔设置成相应的形状。通常，空腔的横截面积为25～400cm²，空腔的深度为7～40cm。根据本实用新型的一具体实施方案，本实用新型的制作人工岩石模型的热压模具中，所述空腔的横截面为(5～20)cm×(5～20)cm的矩形。其中，若是空腔的横截面为带有夹角的形状例如三角形或者平行四边形等，可能夹角处在加压过程中会引起受力不均，影响最终模型效果，但此时只需在模型成型后，按照需要的形状进行切割即可。可以理解，空腔的深度要大于所要制作的人工岩石模型的高度，以便于将人工岩石模型压实。优选地，空腔的深度通常是按照人工岩石模型的长、宽或高度的1.5～2倍的比例设计。