【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及巖石模擬成形實驗，具體涉及一種火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置及工作方法。
技術介紹
1、火山碎屑是火山碎屑巖的主要物質成分，是因火山活動而產生的碎屑物，又稱火山拋出物，是火山噴發時堵塞在火山通道中的熔巖和周圍的巖石碎裂而成。火山碎屑壓實成巖是指火山碎屑物質經過一系列物理和化學過程，最終變成巖石的過程。這一過程涉及多個階段，包括沉積、壓實、膠結和重結晶等。
2、火山碎屑壓實成巖的模擬裝置為火山碎屑成巖提供實驗研究基礎，模擬實驗需要對壓力、溫度等環境參數進行有效控制，現有的模擬實驗采用驅替實驗原理，但是驅替實驗一般只有一個放置火山碎屑的壓實腔，如專利申請號201910432628.1公開的一種造縫裝置、用于模擬真實巖石驅替實驗過程的系統及工藝，即是采用單一壓實腔的實驗結構，然后改變外部的溫度參數或壓力參數進行一次實驗，但是不能進行有效對比，連續兩次實驗也不能保證溫度或壓力的控制一致，造成實驗誤差，并且模擬加入的實驗液體只有水，不能有效模擬其他地層結構環境。
3、因此，需要設計一種火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置及工作方法，以解決現有火山碎屑壓實成巖的模擬實驗對比參數存在誤差以及模擬地層環境單一的問題。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的問題，本專利技術的目的在于提供一種火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置及工作方法。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，包括自動壓實機構、供液機構和回收測量機構
3、壓實腔內插入壓桿，壓桿內部設有進液通道，進液通道外部通過接口連接供液機構，供液機構設有三組儲液桶和三組泵體，泵體的輸入端通過管道連接對應的儲液桶，泵體的輸出端通過管道連接進液管道；
4、壓實腔的下部殼體上設有出液通道，出液通道通過接口連接回收測量機構，回收測量機構設有計量容器和油水分離器。
5、具體的是，所述第一壓實殼體和第二壓實殼體底部安裝在同一升降板上，升降板底部連接伸縮缸的缸桿，伸縮缸的底部安裝在底座上，底座的兩側安裝支架，支架上部固定連接光軸，光軸上部通過螺母固定連接固定板。
6、具體的是，所述升降板的兩側設有通孔，通孔內滑動穿過光軸，光軸上套設有限位彈簧，限位彈簧位于固定板和升降板之間。
7、具體的是，所述固定板的底部安裝兩組壓桿座，壓桿座底部固定連接壓桿，進液通道貫穿壓桿座和壓桿，進液通道在壓桿座內部采用傾斜過渡彎曲。
8、具體的是，所述加熱層內安裝電加熱絲，電加熱絲連接的電線穿過第一壓實殼體或第二壓實殼體上的穿線通道，電線連接電源箱，電源箱安裝在底座上，穿線通道和出液通道均穿過升降板底部的預留孔。
9、具體的是，所述壓實腔的上部安裝兩個密封圈，壓實腔的外側殼體上設有長條形的測溫孔，測溫孔密封設置，測溫孔內從上到下安裝三個溫度傳感器，溫度傳感器的通訊線穿出第一壓實殼體或第二壓實殼體連接電控箱，電控箱安裝在底座上。
10、具體的是，所述儲液桶包括儲液桶一、儲液桶二、儲液桶三，儲液桶一內盛放鹽水、儲液桶二內盛放聚合物溶液，儲液桶三內盛放模擬油，泵體包括泵體一、泵體二、泵體三，泵體一連接儲液桶一，泵體一的輸出管道上安裝壓力表一和電控閥一，電控閥一控制泵體一與進液管道的通斷，泵體二的輸出管道上安裝壓力表二和電控閥二，電控閥二控制泵體二與進液管道的通斷，泵體三的輸出管道上安裝壓力表三和電控閥三，電控閥三控制泵體三與進液管道的通斷。
11、具體的是，所述進液管道包括進液管道一和進液管道二，進液管道一連接第一壓實殼體對應的進液通道接口，進液管道二連接第二壓實殼體對應的進液通道接口，進液管道一和進液管道二另一端連通共同連通泵體一的輸出管道、泵體二的輸出管道、泵體三的輸出管道。
12、具體的是，所述計量容器包括計量容器一和計量容器二，油水分離器包括油水分離器一和油水分離器二，計量容器一上部通過管道連接第一壓實殼體下部的出液通道接口，計量容器一底部出口連接油水分離器一，油水分離器一對收集液體進行分離處理，計量容器二上部通過管道連接第二壓實殼體下部的出液通道接口，計量容器二底部出口連接油水分離器二，油水分離器二對收集液體進行分離處理。
13、一種火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置的工作方法，包括以下步驟：
14、s1、環境設置和材料準備：溫度設定范圍：20-150℃；供液流量設定范圍：0.1-10.0ml/min；伸縮缸軸壓設定范圍：0-100mpa；伸縮缸軸壓壓力間隔：0.1-3.0mpa；軸壓壓力保持時間：30-60min；材料性質：火山碎屑物；材料重量：30-35g；滲透率測試時間：10-15min；
15、s2、相同溫度條件下，將等重量a成分的火山碎屑物分別放置到第一壓實殼體的壓實腔和第二壓實殼體的壓實腔內，第一壓實殼體的壓實腔裝入的火山碎屑物粒級為0.25-0.5mm，第二壓實殼體的壓實腔裝入的火山碎屑物粒級為0.5-1.0mm，伸縮缸控制第一壓實殼體和第二壓實殼體同時上升，使壓桿對火山碎屑物產生相同的壓力，在等壓力間隔下進行加壓，并保持相同的壓實時間；
16、s3、開啟泵體一和電控閥一，將儲液桶一內的鹽水同時注入兩個壓實腔內，每個壓力點處注液60min，流量為6ml/min，對計量容器的質量進行統計，鹽水通過出液管道流入計量容器一和計量容器二中，計量容器一和計量容器二的液體進行收集計量，并計算火山碎屑物的有效滲透率；
17、s4、關閉泵體一和電控閥一，打開泵體二和電控閥二，按照步驟s3的操作聚合物溶液的注入流程，并計算火山碎屑物的有效滲透率；
18、s5、關閉泵體二和電控閥二，打開泵體三和電控閥三，按照步驟s3的操作的模擬油注入流程，并計算火山碎屑物的有效滲透率，三組實驗進行有效對比分析；
19、s6、將等重量b成分的火山碎屑物分別放置到第一壓實殼體的壓實腔和第二壓實殼體的壓實腔內，重復步驟s2-s5進行不同種類火山碎屑物的滲透率進行測定對比實驗，根據所呈軸壓-滲透率曲線擬合出其相應的有效滲透率公式，對比火山碎屑物的有效滲透率。
20、本專利技術具有以下有益效果：
21、本專利技術設計的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置及工作方法采用兩組壓實實驗同時進行，實現相同外部的壓力、溫度環境的同時得到實驗數據，有效形成對比實驗，避免出現實驗的客觀誤差，實驗數據更加準確。
22、本專利技術設計的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置及工作方法采用三種不同的流體，模擬火山碎屑不同地理環境下的壓實實驗，有效模擬其他地層結構環境，實驗數據更加豐富，壓實和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，包括自動壓實機構、供液機構和回收測量機構，所述自動壓實機構包括第一壓實殼體和第二壓實殼體，第一壓實殼體和第二壓實殼體采用相同的結構，第一壓實殼體和第二壓實殼體內部均設有壓實腔，壓實腔內放置火山碎屑物，第一壓實殼體和第二壓實殼體內部均設有加熱層，加熱層為壓實腔內火山碎屑物提供不同的溫度環境，第一壓實殼體和第二壓實殼體底部連接同一伸縮缸；
2.根據權利要求1所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述第一壓實殼體和第二壓實殼體底部安裝在同一升降板上，升降板底部連接伸縮缸的缸桿，伸縮缸的底部安裝在底座上，底座的兩側安裝支架，支架上部固定連接光軸，光軸上部通過螺母固定連接固定板。
3.根據權利要求2所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述升降板的兩側設有通孔，通孔內滑動穿過光軸，光軸上套設有限位彈簧，限位彈簧位于固定板和升降板之間。
4.根據權利要求2所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述固定板的底部安裝兩組壓桿座，壓桿座底部固定連接壓桿，進液通道貫穿壓桿座和壓
5.根據權利要求1所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述加熱層內安裝電加熱絲，電加熱絲連接的電線穿過第一壓實殼體或第二壓實殼體上的穿線通道，電線連接電源箱，電源箱安裝在底座上，穿線通道和出液通道均穿過升降板底部的預留孔。
6.根據權利要求1所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述壓實腔的上部安裝兩個密封圈，壓實腔的外側殼體上設有長條形的測溫孔，測溫孔密封設置，測溫孔內從上到下安裝三個溫度傳感器，溫度傳感器的通訊線穿出第一壓實殼體或第二壓實殼體連接電控箱，電控箱安裝在底座上。
7.根據權利要求1所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述儲液桶包括儲液桶一、儲液桶二、儲液桶三，儲液桶一內盛放鹽水、儲液桶二內盛放聚合物溶液，儲液桶三內盛放模擬油，泵體包括泵體一、泵體二、泵體三，泵體一連接儲液桶一，泵體一的輸出管道上安裝壓力表一和電控閥一，電控閥一控制泵體一與進液管道的通斷，泵體二的輸出管道上安裝壓力表二和電控閥二，電控閥二控制泵體二與進液管道的通斷，泵體三的輸出管道上安裝壓力表三和電控閥三，電控閥三控制泵體三與進液管道的通斷。
8.根據權利要求7所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述進液管道包括進液管道一和進液管道二，進液管道一連接第一壓實殼體對應的進液通道接口，進液管道二連接第二壓實殼體對應的進液通道接口，進液管道一和進液管道二另一端連通共同連通泵體一的輸出管道、泵體二的輸出管道、泵體三的輸出管道。
9.根據權利要求1所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述計量容器包括計量容器一和計量容器二，油水分離器包括油水分離器一和油水分離器二，計量容器一上部通過管道連接第一壓實殼體下部的出液通道接口，計量容器一底部出口連接油水分離器一，油水分離器一對收集液體進行分離處理，計量容器二上部通過管道連接第二壓實殼體下部的出液通道接口，計量容器二底部出口連接油水分離器二，油水分離器二對收集液體進行分離處理。
10.根據權利要求1-9任一所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，包括自動壓實機構、供液機構和回收測量機構，所述自動壓實機構包括第一壓實殼體和第二壓實殼體，第一壓實殼體和第二壓實殼體采用相同的結構，第一壓實殼體和第二壓實殼體內部均設有壓實腔，壓實腔內放置火山碎屑物，第一壓實殼體和第二壓實殼體內部均設有加熱層，加熱層為壓實腔內火山碎屑物提供不同的溫度環境，第一壓實殼體和第二壓實殼體底部連接同一伸縮缸；
2.根據權利要求1所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述第一壓實殼體和第二壓實殼體底部安裝在同一升降板上，升降板底部連接伸縮缸的缸桿，伸縮缸的底部安裝在底座上，底座的兩側安裝支架，支架上部固定連接光軸，光軸上部通過螺母固定連接固定板。
3.根據權利要求2所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述升降板的兩側設有通孔，通孔內滑動穿過光軸，光軸上套設有限位彈簧，限位彈簧位于固定板和升降板之間。
4.根據權利要求2所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述固定板的底部安裝兩組壓桿座，壓桿座底部固定連接壓桿，進液通道貫穿壓桿座和壓桿，進液通道在壓桿座內部采用傾斜過渡彎曲。
5.根據權利要求1所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述加熱層內安裝電加熱絲，電加熱絲連接的電線穿過第一壓實殼體或第二壓實殼體上的穿線通道，電線連接電源箱，電源箱安裝在底座上，穿線通道和出液通道均穿過升降板底部的預留孔。
6.根據權利要求1所述的火山碎屑自動壓實成巖的模擬裝置，其特征在于，所述壓實腔的上部安裝兩個密封圈，壓實腔的外側殼體上設有長條形的測溫孔，測溫孔密封設...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭天嬋，王敏，周洋，楊斌，王薇，李笑笑，
申請(專利權)人：山東省地質科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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