本实用新型属于流体力学领域，涉及一种更为优化的多功能平面径向渗流装置。
背景技术：
平面径向流渗流装置在渗流力学中有十分重要的作用，它能够验证丘比公式和测定多孔介质的渗透率，而原有平面径向流稳定渗流装置，由于压降漏斗现象不明显，测量数据误差较大，而且实现成功率较低，实验人员只能利用水电模拟装置来模拟平面径向流，然而水电模拟装置造价较高，操作复杂，计算量较大，而且不能直观地观察压降漏斗现象，针对上述问题，有必要实用新型一台多功能平面径向渗流装置，不仅可以精确地模拟平面径向渗流过程，而且能够模拟自喷现象。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种平面渗流装置，解决了原有平面径向流实验中，压降漏斗现象不明显，实验误差较大，而且不能够模拟自喷现象。
本实用新型采用以下技术方案：
一种平面渗流装置，包括水箱、压力围带和圆形结构的填沙盘，所述水箱与所述压力围带连接，用于向所述压力围带中加水，所述填沙盘设置在所述压力围带的中心，所述填沙盘的中部设置有模拟井，所述填沙盘的底部连接有若干测压管，一个所述测压管连接至所述模拟井的井底，所述模拟井与所述水箱连接，所述模拟井的上部设置有自喷井，用于在所述压力围带压力大于所述模拟井液柱压力时发生自喷，所述填沙盘的外围设置有若干孔眼，所述压力围带通过所述孔眼向所述填沙盘内提供压力，所述模拟井的壁面设置有若干孔眼，用于所述填沙盘内流体的径向流动。
进一步的，所述测压管数量为奇数，至少包括11根，由软管制成，靠近所述模拟井处排列密度大，便于观察压降漏斗。
进一步的，所述压力围带的高度大于所述填沙盘的高度，用于保持填沙盘边界供给压力不变并防止液体垂向上的窜流。
进一步的，所述压力围带为三层可拆卸式结构，便于模拟产量和压差的线性关系，以及模拟自喷现象所需的压力。
进一步的，所述模拟井下部设置有出水管，用于连接所述水箱，所述出水管上设置有水阀开关。
进一步的，所述出水管上设置有流量计，用于计量液体流量值。
进一步的，所述自喷井与所述模拟井之间设置有自喷井开关。
进一步的，所述水箱内设置有潜水泵，所述潜水泵通过上水管与所述压力围带连接。
进一步的，所述压力围带、填沙盘、模拟井和测压管均为透明材质，便于观察。
进一步的，所述填沙盘上下密封，内部设置有砂岩，所述填沙盘上部设置有环形隔板，所述环形隔板与所述压力围带用于保持所述填沙盘边界压力不变。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
本实用新型一种平面渗流装置，水箱和压力围带连接，用于向压力围带中加水增大压力，模拟井设置在填砂盘中部，在模拟井的上方安装了自喷井，当模拟井下方的水阀开关关闭，自喷开关打开时，压力围带的压力大于模拟井液柱的压力时，就会发生自喷现象，且填沙盘底部设置有测压管，由于填沙盘中液体径向流动不受Z方向液体流动的干扰，能够在测压管中非常明显地观察到压降漏斗。整个装置简单易行、安全可靠、实验效果明显且造价低廉。
进一步的，由于压力围带的高度大于圆形填砂盘填砂部分，填沙盘的上部环形隔板和压力围带用来保持填沙盘的填砂部分边界压力不变。而且其外围压力的大小可以根据压力围带来调节，这样圆形填砂盘的上下(Z方向)无压差，液体在Z方向不流动，只有在平面径向流动。
进一步的，该装置采用三层可拆卸的压力围带，能够根据不同的实验要求进行更换，适用范围广，操作简便。
进一步的，压力围带、填沙盘、模拟井和测压管材质为透明的，可以直观地观察到压力围带中水量、填砂盘中水的平面径向的流动、自喷现象和压降漏斗。
进一步的，该装置在水流出口安装一个流量显示器，直接读出水流稳定后的流量，节省了以往用量筒和秒表来计算流量的时间，提高实验的精确度。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
图1为本实用新型的结构示意图。
其中：1.潜水泵；2.水箱；3.上水管；4.压力围带；5.自喷井开关；6.自喷井；7.测压管；8.填砂盘；9.水阀开关；10.出水管；11.流量计；12.模拟井。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，本实用新型公开了一种平面渗流装置，包括水箱2、压力围带4和圆形结构的填沙盘8，所述水箱2与所述压力围带4连接，用于向所述压力围带4中加水，所述填沙盘8设置在所述压力围带4的中心，所述填沙盘8的中部设置有模拟井12，所述填沙盘8的底部连接有若干测压管7，一个所述测压管7连接至所述模拟井12的井底，所述模拟井12与所述水箱2连接，所述模拟井12的上部设置有自喷井6，用于在所述压力围带4压力大于所述模拟井12液柱压力时发生自喷，所述填沙盘8的外围设置有若干孔眼，所述压力围带4通过所述孔眼向所述填沙盘8内提供压力，所述模拟井12的壁面设置有若干孔眼，用于所述填沙盘8内流体的径向流动。
其中，所述测压管7数量为奇数，至少包括11根，由软管制成，靠近所述模拟井12处排列密度大，便于观察压降漏斗。压力围带4为三层可拆卸式结构，便于模拟产量和压差的线性关系，以及模拟自喷现象所需的压力，且压力围带4的高度大于所述填沙盘8的高度，用于保持填沙盘8边界供给压力不变并防止液体垂向上的窜流。
压力围带4、填沙盘8、模拟井12和测压管7均为透明材质，便于观察。所述填沙盘8上下密封，内部设置有砂岩，所述填沙盘8上部设置有环形隔板，所述环形隔板与所述压力围带4用于保持所述填沙盘8边界压力不变。
所述水箱2内设置有潜水泵1，所述潜水泵1通过上水管3与所述压力围带4连接，所述模拟井12下部设置有出水管10，用于连接所述水箱2，所述出水管10上设置有水阀开关9，所述出水管10上设置有流量计11。所述自喷井6与所述模拟井12之间设置有自喷井开关5。
具体操作如下：在水箱1中放入潜水泵2，通过水管3把水箱2中的水抽到压力围带4中，根据需要的压力大小，可以把压力围带取下，在压力围带4中心安装圆形填砂盘8，在填砂盘8中间位置安装模拟井12，在模拟井12上边安装自喷井6和自喷井开关5，在模拟井12下边安装出水管10、水阀开关9和流量计11，在圆形填砂盘下边连接测压管7。
本实用新型平面径向渗流装置在使用时：
首先让水箱2中充满2/3的水，打开潜水泵1，把水箱2中的水通过上水管3抽到压力围带中，可以通过压力围带4调整压力的大小，使圆形填砂盘8充满水以保持围压恒定，然后打开水阀开关9，待模拟井12产量稳定，观察测压管7的压降漏斗，然后读取流量计11流量值和测压管各点压力的值，根据丘比公式：
式中h——地层厚度，m；Pe——外边界压力，Pa；Pw——内边界压力，Pa；re——外边界半径，m；rw——内边界半径，m；μ——流体粘度，Pa·s。
根据计量压力、流量的关系，从而了验证丘比公式或计算多孔介质的渗透率。
观察油井自喷现象时：
关闭水阀开关9，打开自喷井开关5，使压力围带4的压力远大于模拟井12中液柱的压力时，就可以观察到自喷现象。
以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。