自带上覆压力的可视化平板模型

1.一种自带上覆压力的可视化平板模型，主要由模型主体、上盖、高强度玻璃板、模型活塞、液压系统和支架组成，其特征在于模型主体为矩形，内部设有圆形孔，上端部的圆形孔大于下部的圆形孔，在上端部圆形孔外周端面上均匀设有螺栓孔，在两侧下端中部设有对称的两个带母螺纹的活塞杆连接孔，在两侧外中部设有对称的旋转轴；上盖设有视窗，与模型主体螺栓连接，在上端部圆形孔内装有高强度玻璃板，高强度玻璃板与上盖之间压有柔性板，在下部圆形孔内装有模型活塞，模型活塞通过液压系统的活塞杆与模型主体上的活塞杆连接孔螺纹连接；在模型活塞与高强度玻璃板之间压有模拟地层的砂子，在模型活塞的顶面竖向上设有几个模拟井筒的孔；模型主体的旋转轴安装在支架上。
2.根据权利要求1所述的自带上覆压力的可视化平板模型，其特征在于上盖设为矩形，与模型体上顶相同，在上盖外周上设有与模型主体上的螺栓孔对应的螺栓孔，在上顶面上开有均布的若干个可视窗。
3.根据权利要求1所述的自带上覆压力的可视化平板模型，其特征在于模型活塞设为礼帽型，在上顶外周设有O形密封圈，在下沿上设有对称的两个活塞杆孔，在活塞杆孔外周设有螺栓孔。
4.根据权利要求1所述的自带上覆压力的可视化平板模型，其特征在于液压系统主要由液压缸、液压缸法兰、活塞和活塞杆组成，活塞与活塞杆设为一体，活塞杆上部设为螺纹段，下部设为圆柱段，在液压缸同侧上下端设有进出液压油口，活塞处在液压油进出口之间，活塞杆穿过液压缸盖和液压缸盖与模型主体下端面的活塞杆孔连接，液压缸法兰通过螺栓与模型活塞外周端面的螺栓孔连接，液压缸法兰与液压缸盖和液压缸螺栓连接一体，液压缸的液压油进出口与液压源连接一体。
5.根据权利要求1所述的自带上覆压力的可视化平板模型，其特征在于支架的底座设为工字型，在底座两端中心垂直向上设有两根对称的支撑柱，支撑柱上端设有转轴孔，转轴孔上设有锁定螺栓，在底座的四个角上设有万向滚轮。

自带上覆压力的可视化平板模型\n一、技术领域\n[0001] 本实用新型涉及石油、矿产、地质领域用来在室内实验中模拟二维地层的可视化物理模拟设备，具体地说是一种自带上覆压力的可视化平板模型。\n二、背景技术\n[0002] 石油、矿产、地质领域需要在室内实验中进行大量的地层模拟试验，以重现地下状况，验证工程工艺机理，模拟工程工艺，优化工程参数。可视化平板模型是常用设备之一，目的是从二维的角度模拟地层，并通过可视面观察以往看不到的发生在地下的有关情况。现有的平板模型有如下不足：一是工作压力太低，不足以说明发生在地下高压状况下的情况；\n二是无上覆压力系统，模拟地层用的砂子处于松散状态，与地层处于压实状态不符。\n三、发明内容\n[0003] 本实用新型的目的是要提供一种能在较高工作压力下使用，又自带上覆压力的可视化平板模型。\n[0004] 本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：\n[0005] 本实用新型主要由模型主体、上盖、高强度玻璃板、模型活塞、液压系统和支架组成，其特征在于模型主体为矩形，内部设有圆形孔，上端部的圆形孔大于下部的圆形孔，在上端部圆形孔外周端面上设有均匀设有螺栓孔，在两侧下端中部设有对称的两个带母螺纹的活塞杆连接孔，在两侧外中部设有对称的旋转轴；上盖设有视窗，与模型主体螺栓连接，在上端部圆形孔内装有高强度玻璃板，高强度玻璃板与上盖之间压有柔性板，在下部圆形孔内装有模型活塞，模型活塞通过液压系统的活塞杆与模型主体上的活塞杆连接孔螺纹连接；在模型活塞与高强度玻璃板之间压有模拟地层的砂子，在模型活塞的顶面竖向上设有几个模拟井筒的孔；模型主体的旋转轴安装在支架上。\n[0006] 上盖设为矩形，与模型体上顶相同，在上盖外周设有与模型主体上的螺栓孔对应的螺栓孔，在上顶面上开有均布的若干个可视窗。\n[0007] 模型活塞设为礼帽型，在上顶外周设有O形密封圈，在下沿上设有对称的两个活塞杆孔，在活塞杆孔外周设有螺栓孔。\n[0008] 液压系统主要由液压缸、液压缸法兰、活塞和活塞杆组成，活塞与活塞杆设为一体，活塞杆上部设为螺纹段，下部设为圆柱段，在液压缸同侧上下端设有进出液压油口，活塞处在液压油进出口之间，活塞杆穿过液压缸盖和液压缸盖与模型主体下端面的活塞杆孔连接，液压缸法兰通过螺栓与模型活塞外周端面的螺栓孔连接，液压缸法兰与液压缸盖和液压缸螺栓连接一体，液压缸的液压油进出口与液压源连接一体。\n[0009] 支架的底座设为工字型，在底座两端中心垂直向上设有两根对称的支撑柱，支撑柱上端设有转轴孔，转轴孔上设有锁定螺栓，在底座的四个角上设有万向滚轮。\n[0010] 本实用新型与已有技术相比具有通过模型活塞与模型主体配合及与液压系统的配合能给可视化平板模型提供上覆压力的优点，使地层模拟试验更灵活，更真实。\n四、附图说明\n[0011] 图1平板模型整体装配示意图\n[0012] 图2模型可视面示意图\n[0013] 图3液压系统结构图\n[0014] 图中：1上盖，2螺栓，3锁定装置，4旋转轴，5模型主体，6支架，7柔性垫层，8高强度玻璃，9密封垫，10O型圈，11模型活塞，12液压系统，13螺栓孔，14上盖法兰，15视窗，16液压缸法兰，17螺钉，18活塞段，19螺纹段，20柱塞段，21上进液口，23下进液，22液压缸，\n24模拟井筒，25砂子。\n五、具体实施方式：\n[0015] 为进一步公开本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：\n[0016] 本实用新型主要由模型主体5、上盖1、高强度玻璃板8、模型活塞11、液压系统12和支架组成，其特征在于模型主体为矩形，内部设有圆形孔，上端部的圆形孔大于下部的圆形孔，在上端部圆形孔外周端面上设有均匀设有螺栓孔，在两侧下端中部设有对称的两个带母螺纹的活塞杆连接孔，在两侧外中部设有对称的旋转轴4；上盖设有视窗，与模型主体螺栓连接，在上端部圆形孔内装有高强度玻璃板，高强度玻璃板与上盖之间压有柔性板，在下部圆形孔内装有模型活塞，模型活塞通过液压系统的活塞杆与模型主体上的活塞杆连接孔螺纹连接；在模型活塞与高强度玻璃板之间压有模拟地层的砂子，在模型活塞的顶面竖向上设有几个模拟井筒的孔；模型主体的旋转轴安装在支架上。\n[0017] 参照附图1、2、3，本实用新型所述的平板模型主要包括模型主体5、上盖1、高强度玻璃8、模型活塞11、液压系统12，支架6等。模型主体5由金属制成，为一四边形框架。内壁经磨削加工，以利于模型活塞11运行，上面加工有扩径台，用来安放玻璃8。扩径台外围的主体5上端面加工有多个螺纹孔，配合螺栓2和上盖法兰14来压紧玻璃8。主体5框架的左右两侧的中心装有旋转轴4。高强度玻璃8放置在扩径台内，和扩径台底面之间有密封垫9。玻璃8的上面有一柔性垫层7，以避免和上盖1硬碰硬接触。\n[0018] 上盖1由一整块钢板制成，外廓形状和大小与主体5一致，上面根据可视的需要和压力的大小均匀开有视窗15，玻璃上的柔性垫层7也要跟上盖1一样开视窗15，上盖法兰\n14的四周对应主体上面的螺纹孔而开螺栓孔13，利用螺栓2上紧，从而使玻璃8、上盖1与主体5连成一体，构成平板模型的可视面。\n[0019] 模型活塞11安装在主体5的内周下面，金属材质，在靠近模型活塞11上端面的圆周面上开有O型圈槽，内装O型圈10，使得模型活塞11可以和主体5内壁实现动密封。由于是动密封，所以模型内砂子25的厚度就可以灵活调节；由于是动密封，所以模型活塞11在外力的作用下就可以对砂子25进行压实，即加载上覆压力。模型活塞11上端面为一平面，平面上根据需要开孔，可以用来装入模拟井筒24或作为流体出入通道。模型活塞11下端面为法兰状，上面开有和主体5下端面上的螺纹孔相互对应的螺栓，用来连接模型活塞\n11和主体5。\n[0020] 上覆压力来自于均匀分布在模型活塞11底面周边上的液压系统12，液压系统12主要有液压缸23、液压缸法兰16、活塞和活塞孔组成，活塞杆由柱段20、螺纹段19二段组成，活塞18、圆柱段20均和液压缸动密封。螺纹段19穿过活塞法兰上的孔旋入主体5下端面上的螺纹孔实现连接，液压缸法兰16通过螺纹螺钉17连在模型活塞11上，液压缸23相对活塞段18可上下运动，从而带动模型活塞11的上下运动，向上时即可压实砂子25，向下时即可将模型活塞11从模型主体5内取出。液压缸23两端开有上进液孔21和下进液孔\n22，可外接液压泵，由液压泵提供液压缸23动作所需的液压动力。\n[0021] 由于模型整体重量较大，移动、拆装比较费力，所以专门设计可移动支架6，由高强度槽钢制成，底部装钢制万向轮，方便随时移动，模型通过两侧的旋转轴4架装在支架6上，装好后模型整体可以绕轴翻转，支架6上有旋转轴锁定装置3，可将模型定位于任意角度以模拟地层倾角。可视面水平放置时模拟水平地层，可视面垂直放置时可模拟地层剖面，其他角度为不同倾角地层。