模拟盐构造控制下的深水浊积水道沉积特征的水槽实验装置

摘要

本发明涉及一种模拟盐构造控制下的深水浊积水道沉积特征的水槽实验装置，包括高位水槽和低位水槽以及倾斜流道。倾斜流道为弯曲状或直线型，其外侧底部通过可升降支架支撑，其内侧底部铺设起伏构造结构。起伏构造结构可为若干不规则块体，且一个面设有磁铁薄片；或起伏构造结构是按照实际地貌以特定比例缩小形成的微型地貌模型片，采用硬质塑料注塑成型；在起伏构造结构的表面覆盖有柔性不透水衬底。柔性不透水衬底的上表面分布有若干个盐构造定位销，下表面设有万次纳米双面胶；盐构造定位销用于安装模拟不同盐墙或盐柱的盐构造预制模型，盐构造预制模型采用盐颗粒和粘接剂压合而成，通过底座与盐构造定位销可拆卸地连接。

说明书

技术领域

本发明涉及浊积水道研究实验装置领域，尤其涉及一种模拟盐构造控制下的深水浊积水道沉积特征的水槽实验装置。

背景技术

浊积水道是深水扇的重要组成部分，又是深水油气勘探、评价与开发过程中十分复杂且备受重视的储集体。对浊积水道的深入研究有利于促进深水油气勘探技术。虽然目前学着们了解浊积水道的形成过程受到水流、古地貌和不同盐构造的影响。但对不同盐构造控制下的深水浊积水道的特征的研究工作，受限于已有实验设备而未得以充分开展。

为此，本发明的目的是提供一种模拟不同盐构造控制下的深水浊积水道特征的实验水槽，以研究不同形态的盐构造，包括盐墙、盐柱、盐底辟等，对深水浊积水道形成和分布规律的影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决上述技术问题，本发明提供一种实验水槽用以模拟不同的盐构造控制下的深水浊积水道形成特征和分布情况，并借以发现不同盐构造控制下的深水浊积水道的形成与水流大小、地貌、盐构造之间的规律，以应用到深水油气勘探技术中。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种模拟盐构造控制下的深水浊积水道沉积特征的水槽实验装置，包括：

高位水槽和低位水槽以及连接高位水槽和低位水槽之间的倾斜流道，所述倾斜流道的两端之间具有水位差；

所述倾斜流道在地面的投影为弯曲状或直线型；所述倾斜流道由底壁和两个侧壁构成，倾斜流道的两端为开口，以所述开口与高位水槽和低位水槽对接；所述倾斜流道采用钢板制成，倾斜流道的总长度为5-30米，内侧宽度为0.5-2米；

所述倾斜流道的底壁的外侧底部通过若干组可升降支架支撑在地面上，并使所述倾斜流道的倾斜度为可调；所述倾斜流道的底壁的内侧底部表面铺设有起伏构造结构；

所述起伏构造结构为若干个不规则形状的块体，所述各块体至少具有一个平直面，所述平直面设有磁铁薄片；或者所述起伏构造结构为预塑件，即按照实际地貌以特定比例缩小后形成的微型凹凸起伏状的地貌模型片，所述地貌模型片为硬质塑料注塑成型；在所述起伏构造结构的表面覆盖有柔性不透水衬底；

所述柔性不透水衬底的上表面分布有若干个盐构造定位销，下表面设有万次纳米双面胶；所述盐构造定位销用于根据需要安装盐构造预制模型；

所述盐构造预制模型，用于模拟不同盐墙或盐柱，其采用盐颗粒和粘接剂压合而成；所述盐构造预制模型底部结合有底座，所述底座将所述盐构造预制模型的底部固定，所述底座能与所述盐构造定位销可拆卸地连接。

根据本发明较佳实施例，还包括一个循环水泵，连接在所述高位水槽和低位水槽之间，将所述低位水槽的水抽出送回所述高位水槽。

根据本发明较佳实施例，所述柔性不透水衬底为多层复合结构，包含位于上层的防水层和位于下层的基底层，所述盐构造定位销固定在所述基底层，并穿伸出所述防水层；所述基底层提供所述柔性不透水衬底足够的强度，在所述基底层的下表面设有所述万次纳米双面胶。

根据本发明较佳实施例，所述盐构造定位销为螺栓或四周外表面设有凸起止挡部的插销。

根据本发明较佳实施例，所述盐构造预制模型为圆柱形、方柱形、锥形或砖形。

根据本发明较佳实施例，所述各盐构造预制模型表面设有插接孔，不同的盐构造预制模型之间可采用连接销进行搭配组合，以组合出不同的盐构造。

根据本发明较佳实施例，所述柔性不透水衬底设为粗糙表面，其表面采用热熔胶粘接着盐颗粒。

根据本发明较佳实施例，制成所述盐构造预制模型的盐颗粒为染色的彩色盐颗粒。

根据本发明较佳实施例，所述倾斜流道在地面的投影为S形、椭圆弧形、直线型或折线型。

(三)有益效果

本发明为模拟盐构造控制下的深水浊积水道沉积特征的水槽实验装置，可在实验室条件下模拟不同盐构造控制下的深水浊积水道特征，以研究不同形态的盐构造(包括盐墙、盐柱、盐底辟)、坡度、水流速度、古地貌等对深水浊积水道形成和分布规律的影响。其中坡度、地貌、水流速度、盐构造等均为可调，为平行实验的进行提供条件。

本发明可进行精确模拟和粗略模拟。进行精确模拟时,所述起伏构造结构为按照实际地貌以特定比例缩小后形成的微型凹凸起伏状的地貌模型片，而盐构造预制模型为按实际盐墙或盐柱的特征制作成的微缩版盐墙或盐柱。控制倾斜流道的倾斜角、高位水槽的水压、高位水槽对接倾斜流道的阀门开度、水中所含盐颗粒量等，实现较为精确的模拟，以帮助研究者反复多次实验。进行粗略模拟时，所述起伏构造结构为若干个不规则形状的块体，以其设有磁铁薄片的一面粘在倾斜流道的底壁上，然后将柔性不透水衬底覆盖并粘接上去，再安装盐构造预制模型，控制倾斜流道的倾斜角、高位水槽的水压、高位水槽对接倾斜流道的阀门开度、水中所含盐颗粒量等，进行较为粗略的模拟。

附图说明

图1为本发明较佳实施例实验水槽的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例实验水槽的倾斜流道内部结构示意图。

图3A-3B为本发明较佳实施例实验水槽的盐构造预制模型的结构示意图。

图4为本发明较佳实施例实验水槽的盐构造预制模型的可拼接结构示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1所示，为本发明的一种模拟盐构造控制下的深水浊积水道沉积特征的水槽实验装置，包括：

高位水槽10和低位水槽20以及连接高位水槽10和低位水槽20之间的倾斜流道30，倾斜流道30的两端之间具有水位差。

倾斜流道30在地面的投影为弯曲状或直线型，例如可为S形、椭圆弧形、直线型或折线形。倾斜流道30由不锈钢制成，包含底壁31和两个侧壁32。倾斜流道30的两端为开口，以所述开口与高位水槽10和低位水槽20相对接，倾斜流道30的总延伸长度为5-30米，内侧宽度为0.5-2米，宽度为各处均匀一致的宽度或呈变化的宽度。

倾斜流道30的底壁的外侧底部通过若干组可升降支架40(高位水槽10下方也设有可升降支架40)支撑在地面上(可升降支架40底端固定在地面)，并使倾斜流道30的倾斜度为可调，优选地，倾斜流道30的倾斜角度为1-30°。倾斜流道30的底壁的内侧底部表面铺设有起伏构造结构50。

起伏构造结构50是为了模拟局部地貌的功能结构。在本发明较佳实施例中，有两种形式可替换使用。一种为若干个不规则形状的块体51A、如为塑料、木质、陶瓷、玻璃或鹅卵石的块体，各块体51A至少具有一个平直面，在所述平直面设有磁铁薄片52A，借此可以磁吸固定在倾斜流道30的底壁31表面。另一种为预塑件(如图2所示)，即按照实际地貌以特定比例缩小后形成的微型凹凸起伏状的地貌模型片51B，采用硬质塑料注塑成型，可为按照倾斜流道30的底壁31制成一个整体或多个分体。

再结合图2所示，在起伏构造结构50的上表覆盖有柔性不透水衬底60。柔性不透水衬底60为多层复合结构，且其上表面均匀分布有若干个盐构造定位销61，下表面设有万次纳米双面胶，可实现多次粘接和剥离，保证柔性不透水衬底60与起伏构造结构50的贴合性。柔性不透水衬底60的两侧边缘伸出至倾斜流道30两侧壁31顶沿之外，且在两侧壁31顶沿上用U形夹将柔性不透水衬底夹紧固定。万次纳米双面胶的设置密度是防止在水流实验过程中，柔性不透水衬底60局部拱起或偏离设定位置。所述盐构造定位销61用于固定盐构造预制模型70。

优选地，柔性不透水衬底60为多层复合结构，包含位于上层的防水层和位于下层的基底层，而这些盐构造定位销61铆接固定在基底层，并穿伸出防水层表面。基底层提供柔性不透水衬底60足够的强度和耐磨性，在基底层的下表面设有所述万次纳米双面胶。

结合图3A-3B所示，盐构造预制模型70用于模拟不同盐墙或盐柱。盐构造预制模型70是采用盐颗粒和粘接剂压合而成。盐构造预制模型70的底部结合有底座71，底座71为金属件为塑料件，可将盐构造预制模型70的底部固定，而底座71设有销孔，可与盐构造定位销61可拆卸结合。

结合图1或图2所示，所述盐构造定位销61为螺栓或四周外表面设有凸起止挡部的插销，底座71底部设有销孔或内螺纹孔。

进一步地，制成盐构造预制模型70的盐颗粒为染色的彩色盐颗粒，以便于观察和分析。

如图3A-3B所示，盐构造预制模型70可为圆柱形(图3A)、方柱形(图3B)、锥形或砖块形(或板块形用于模拟盐墙)；又如图4所示，不同的盐构造预制模型70之间还可以通过连接销和设置在各盐构造预制模型70上插接孔，实现不同的盐构造预制模型70间的搭配组合以组合出更多样化的盐构造。

如图1所示，进一步地，本发明的实验水槽还设有一个循环水泵80，连接低位水槽20和高位水槽10，将低位水槽20的水抽出送回高位水槽10，实现水体的循环使用。

进一步地的，将柔性不透水衬底60设为粗糙表面，其表面采用热熔胶粘接、分布着盐颗粒，以模拟粗糙的盐质地貌。

本发明可进行精确模拟和粗略模拟。进行精确模拟时,所述起伏构造结构为按照实际地貌以特定比例缩小后形成的微型凹凸起伏状的地貌模型片，而盐构造预制模型为按实际盐墙或盐柱的特征制作成的微缩版盐墙或盐柱。控制倾斜流道的倾斜角、高位水槽的水压、高位水槽对接倾斜流道的阀门开度、水中所含盐颗粒量等，实现较为精确的模拟，以帮助研究者反复多次实验。进行粗略模拟时,所述起伏构造结构为若干个不规则形状的块体，以其设有磁铁薄片的一面粘在倾斜流道的底壁上，然后将柔性不透水衬底覆盖并粘接上去，再安装盐构造预制模型，控制倾斜流道的倾斜角、高位水槽的水压、高位水槽对接倾斜流道的阀门开度、水中所含盐颗粒量等，进行较为粗略的模拟。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。