用于铺设滑脱层的组件和方法与流程

本发明涉及地质研究领域，具体地涉及一种用于铺设滑脱层的组件和方法。

背景技术：

多层滑脱褶皱是自然界中常见的一种构造现象，例如在中国的塔里木盆地和四川盆地都发育多套的区域滑脱层，而这两个盆地都是油气资源勘探的热点地区。在构造物理模拟实验中，现有技术采用松散石英砂模拟砂岩等刚性岩层，采用硅树脂模拟膏盐岩等塑性地层，在研究对象存在区域滑脱层时，常常在构造物理模拟时将硅树脂铺设在模型底部，由于硅树脂具有流动性，待其自由流动后表面完全平坦，然后再在这层硅树脂之上铺设石英砂。但是，对于具有多套滑脱层的研究区，这种方法很难解决石英砂层之间硅树脂的铺设问题，一方面因为硅树脂，尤其是分子量比较大的硅树脂流动性比较弱，在松散的石英砂之上铺设时必然产生不均衡的重力，破坏了原本铺平的石英砂层顶面，另一方面，大多数研究区的区域滑脱层的单层厚度常常不超过1-2km，根据相似性原则换算到模型中的厚度常常小于0.5cm，很多研究对象中需要铺设的层间滑脱层甚至要小于0.3cm，而石英砂与硅树脂之间存在粘结性，这种粘滞力造成薄层(<0.3cm)的硅树脂难以通过自由流动的方式在砂层之上形成连续的层面。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的无法平稳地铺设塑性地层模拟材料的问题，提供一种用于铺设滑脱层的组件。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种用于铺设滑脱层的组件，该用于铺设滑脱层的组件包括一侧敞开的盒状的容纳装置，所述容纳装置能够容纳用于模拟塑性地层的塑性地层模拟材料，所述容纳装置包括分离件，所述分离件设置在所述容纳装置的内侧底面上，所述容纳装置的内侧底面上铺设有粘结薄膜且所述粘结薄膜覆盖所述分离件，所述粘结薄膜能够粘结在所述塑性地层模拟材料和所述容纳装置的内侧底面之间，所述分离件能够在所述容纳装置的内侧底面上移动以分离所述容纳装置的内侧底面和所述粘结薄膜。

优选地，所述容纳装置包括底板部和框状的侧壁部，所述侧壁部能够沿竖直方向移动以定位在第一位置和第二位置，在所述第一位置，所述侧壁部和所述底板部能够共同限定容纳所述塑性地层模拟材料的容纳空间；在所述第二位置，所述侧壁部能够使得所述塑性地层模拟材料的侧面完全暴露。

优选地，所述底板部可拆卸地连接于所述侧壁部，所述侧壁部上设置有止挡件，所述止挡件横跨所述侧壁部设置，所述止挡件可移动地设置于所述侧壁部且能够从所述侧壁部的一端移动到与该端相对的一端。

优选地，所述侧壁部包括两个相对的第一壁和两个相对的第二壁，两个所述第一壁的内壁面上均设置有连接凸棱，所述底板部的两个相对的端面上均设置有第一凹槽a和第二凹槽b，所述第一凹槽a和所述第二凹槽b的高度不同，当所述连接凸棱容纳于所述第一凹槽a中时，所述侧壁部位于所述第一位置；当所述连接凸棱容纳于所述第二凹槽b中时，所述侧壁部位于所述第二位置。

优选地，所述用于铺设滑脱层的组件包括提吊装置，所述提吊装置用于提吊所述容纳装置以使所述容纳装置的敞开的一侧朝向下方，所述提吊装置包括支撑架、第一伸缩杆、提吊部和驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述第一伸缩杆的伸缩，所述第一伸缩杆沿竖直方向设置且所述第一伸缩杆的一端连接所述支撑架，另一端连接所述提吊部，所述提吊部用于提吊所述容纳装置。

优选地，所述提吊部包括悬挂托盘和设置在所述悬挂托盘上的第二伸缩杆以及吊绳，所述驱动机构用于驱动所述第二伸缩杆的伸缩，所述第二伸缩杆沿竖直方向延伸且能够连接所述底板部，所述吊绳用于提吊所述侧壁部。

优选地，所述第二伸缩杆连接所述底板部的中心，所述吊绳分别连接所述侧壁部的角部。

优选地，所述支撑架的底端连接有移动机构以使所述提吊装置能够进行移动。

优选地，所述粘结薄膜为聚乙烯薄膜，和/或；所述塑性地层模拟材料为硅树脂。

本发明第二方面提供一种用于铺设滑脱层的的方法，该方法利用如上所述的用于铺设滑脱层的组件，该方法包括：s1：将所述塑性地层模拟材料置入所述容纳装置中；s2：待所述塑性地层模拟材料充分自由流动并达到平整之后，倒置所述容纳装置使得所述容纳装置的敞开的一侧朝向下方；s3：将所述塑性地层模拟材料对准刚性地层模拟材料并将所述容纳装置放置在所述刚性地层模拟材料上；s4：移动所述分离件使得所述容纳装置的内侧底面和所述粘结薄膜分离；s5：移走所述容纳装置并撕掉所述塑性地层模拟材料上的粘结薄膜。

通过上述技术方案，由于本申请在容纳装置的内侧底面上铺设粘结薄膜，粘结薄膜能够同时粘结容纳装置的内侧底面上以及容纳装置中设置的塑性地层模拟材料上，操作者可以借助工具或者手动将容纳装置倒置，使得容纳装置敞开的一侧的朝向调整为竖直向下，由于塑性地层模拟材料被粘结薄膜所粘结，塑性地层模拟材料不会掉落，操作者可以将容纳装置对准用于盛放地层模拟材料的实验装置放置；当然，也可以将容纳装置对准铺设好的刚性地层模拟材料放置。放置完成之后，控制分离件在容纳装置的内侧底面上移动以分离粘结薄膜和容纳装置的内侧底面，从而能够移除容纳装置而不会对塑性地层模拟材料造成影响，之后撕掉塑性地层模拟材料上的粘结薄膜，即完成了滑脱层的铺设。

附图说明

图1是根据本发明优选实施方式用于铺设滑脱层的组件的容纳装置的底板部的俯视图；

图2是图1的底板部的侧视图；

图3是根据本发明优选实施方式用于铺设滑脱层的组件的容纳装置的侧壁部的俯视图；

图4是图3的侧壁部的侧视图；

图5是图3的侧壁部的剖面左视图；

图6是根据本发明优选实施方式用于铺设滑脱层的组件的提吊装置的示意图。

附图标记说明

1-底板部11-拼接底板12-分离件13-连接扣件15-滑道16-螺钉

17-粘结薄膜18-塑性地层模拟材料19-升降脚座

2-侧壁部21-外框22-内框23-钩件24-止挡件25-轨道26-连接凸棱

27-螺栓

3-支撑架31-万向轮32-底部托盘33-电控机构34-第一伸缩杆

35-悬挂托盘36-吊绳37-锁扣件38-第二伸缩杆

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种用于铺设滑脱层的组件，该用于铺设滑脱层的组件包括一侧敞开的盒状的容纳装置，所述容纳装置能够容纳用于模拟塑性地层的塑性地层模拟材料18，所述容纳装置包括分离件12，所述分离件12设置在所述容纳装置的内侧底面上，所述容纳装置的内侧底面上铺设有粘结薄膜17且所述粘结薄膜17覆盖所述分离件12，所述粘结薄膜17能够粘结在所述塑性地层模拟材料18和所述容纳装置的内侧底面之间，所述分离件12能够在所述容纳装置的内侧底面上移动以分离所述容纳装置的内侧底面和所述粘结薄膜17。

由于本申请在容纳装置的内侧底面上铺设粘结薄膜，粘结薄膜能够同时粘结容纳装置的内侧底面上以及容纳装置中设置的塑性地层模拟材料上，操作者可以借助工具或者手动将容纳装置倒置，使得容纳装置敞开的一侧的朝向调整为竖直向下，由于塑性地层模拟材料被粘结薄膜所粘结，塑性地层模拟材料不会掉落，操作者可以将容纳装置对准用于盛放地层模拟材料的实验装置放置；当然，也可以将容纳装置对准铺设好的刚性地层模拟材料放置。放置完成之后，控制分离件在容纳装置的内侧底面上移动以分离粘结薄膜和容纳装置的内侧底面，从而能够移除容纳装置而不会对塑性地层模拟材料造成影响，之后撕掉塑性地层模拟材料上的粘结薄膜，即完成了滑脱层的铺设。其中，为了能够充分分离容纳装置和粘结薄膜，可以控制分离件在容纳装置的内侧底面上反复移动，以确保容纳装置和粘结薄膜之间的分离。

在本申请的优选实施方式中，粘结薄膜可以采用聚乙烯薄膜，塑性地层模拟材料可以选用硅树脂，刚性地层模拟材料可以选用石英砂。

优选地，所述容纳装置包括底板部1和框状的侧壁部2，所述侧壁部能够沿竖直方向移动以定位在第一位置和第二位置，其中，在第一位置，所述侧壁部2和所述底板部1能够共同限定容纳所述塑性地层模拟材料的容纳空间，此时可以向容纳空间中加入硅树脂，待硅树脂充分流动而得到平整的硅树脂；得到平整的硅树脂之后，将容纳装置倒置，将侧壁部移动至第二位置，使得硅树脂的侧面完全暴露，由于硅树脂的侧面完全暴露，在硅树脂放置在实验装置或者实验装置中的石英砂层上之后，可以使得硅树脂的侧面与实验装置的侧面相接触，静置一段时间后，使得硅树脂的侧面与实验装置的侧面冲分接触之后再分离聚乙烯薄膜和容纳装置，从而使得取走容纳装置时保证硅树脂的形态稳定。

图1和图2示出了底板部1的结构，分离件12为能够沿底板部1的长度方向移动的金属薄片，底板部1的两个相对的侧边上设置有用于使得分离件12移动的滑道15，分离件12的两端形成有弯折的部分并限定在滑道15中，从而使得分离件12无法脱离滑道15。另外，为了便于对底板部1的尺寸进行调节，底板部1由多个拼接底板11构成，拼接底板11通过螺钉16进行连接；底板部1的底部还设置有升降脚座19，以调节容纳装置的高度。在分离件12可以采用具有金属薄片，操作者可以手持磁铁在容纳装置周围，移动磁铁，在磁力的作用下分离件12就会跟随磁铁移动，从而在滑道15上移动以分离硅树脂和聚乙烯薄膜。

在本申请的优选实施方式中，底板部和侧壁部之间为可拆卸的结构，优选地，如图2和图5所示，所述侧壁部2包括两个相对的第一壁和两个相对的第二壁，两个所述第一壁的内壁面上均设置有连接凸棱26，所述底板部1的两个相对的端面上均设置有第一凹槽a和第二凹槽b，所述第一凹槽a和所述第二凹槽b的高度不同，当所述连接凸棱26容纳于所述第一凹槽a中时，所述侧壁部2位于所述第一位置；当所述连接凸棱26容纳于所述第二凹槽b中时，所述侧壁部2位于所述第二位置。

侧壁部可以选用适当的结构以分别与第一凹槽a和第二凹槽b连接，如图3所示，侧壁部2包括外框21和内框22，外框21套在内框22的外侧；如图4所示，外框21和内框22上设置有多个能够选择性对应的紧固孔，调整外框21和内框22上的紧固孔的对应关系，并用螺栓27定位，即可调节侧壁部的尺寸，因此在将连接凸棱26与第一凹槽a连接更换到与第二凹槽b连接时，可以松开螺栓27使得侧壁部的尺寸适当增大，然后移动侧壁部使得连接凸棱26对准第二凹槽b，之后再适当减小侧壁部的长度，使得连接凸棱26容纳在第二凹槽b中即可。

为了防止撕硅树脂上的聚乙烯薄膜时对硅树脂造成损坏，优选地，所述底板部1可拆卸地连接于所述侧壁部2，所述侧壁部2上设置有止挡件24，所述止挡件24横跨所述侧壁部设置，所述止挡件24可移动地设置于所述侧壁部2且能够从所述侧壁部2的一端移动到与该端相对的一端，当分离件12分离开聚乙烯薄膜和底板部之后，将底板部1和侧壁部2分离，然后移除底板部1，此时侧壁部2仍然位于硅树脂的上方。图4示出了侧壁部2的结构，其中止挡件24能够沿侧壁部上的轨道25从侧壁部的一端移动到侧壁部的另一端，在撕硅树脂上的聚乙烯薄膜时，可以将聚乙烯薄膜翻折并顶在止挡件24上，由于止挡件24能够沿着侧壁部的长度方向稳定运动，从而使得操作者撕扯聚乙烯薄膜时的速度均匀，有效防止硅树脂的平整度受到破坏。

在本申请的优选实施方式中，参考图6所示的结构，本申请的组件还包括提吊装置，所述提吊装置用于提吊所述容纳装置以使所述容纳装置的敞开的一侧朝向下方，所述提吊装置包括支撑架3、第一伸缩杆34、提吊部和驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述第一伸缩杆24的伸缩，所述第一伸缩杆24沿竖直方向设置且所述第一伸缩杆24的一端连接所述支撑架3，另一端连接所述提吊部，所述提吊部用于提吊所述容纳装置。利用该提吊装置能够稳定地将硅树脂放置在实验装置上，或者在分离聚乙烯薄膜和容纳装置之后将容纳装置平稳地提吊走。

更优选地，提吊部包括悬挂托盘35和设置在悬挂托盘35上的第二伸缩杆38以及吊绳36，第二伸缩杆38用于连接底板部的中心，而吊绳36用于连接侧壁部的角部，当分离聚乙烯薄膜和容纳装置之后，分离侧壁部和底板部，之后可以控制第二伸缩杆38收缩从而将底板部吊走，而此时吊绳36仍然在对侧壁部进行提吊，使得侧壁部悬挂在硅树脂的上方，从而便于操作者利用止挡件24的止挡匀速地撕掉聚乙烯薄膜，撕掉聚乙烯薄膜之后，控制第一伸缩杆收缩，将侧壁部吊起即可。

其中，勾绳36用于勾住侧壁部上的钩件23；第二伸缩杆38的末端形成有锁扣件37，其能够与底板部1背面的中心位置设置的连接扣件13形成闭锁结构，从而保证底板部和第二伸缩杆之间的稳定连接。

继续参考图6所示的结构，支撑架3的底端设置有移动机构从而使得支撑架3能够进行移动，具体地，该移动机构为连接在支撑架3的底端的底部托盘32以及设置在底部托盘下方的万向轮31，从而使得支撑架3能够在地面上沿任何方向移动；另外，支撑架3上还设置有电控机构33以控制第一、第二伸缩杆的运作。

本申请第二方面提供一种用于铺设滑脱层的的方法，该方法利用如上所述的用于铺设滑脱层的组件，该方法包括：s1：将所述塑性地层模拟材料18置入所述容纳装置中；s2：待所述塑性地层模拟材料18充分自由流动并达到平整之后，倒置所述容纳装置使得所述容纳装置的敞开的一侧朝向下方；s3：将所述塑性地层模拟材料18对准刚性地层模拟材料并将所述容纳装置放置在所述刚性地层模拟材料上；s4：移动所述分离件12使得所述容纳装置的内侧底面和所述粘结薄膜17分离；s5：移走所述容纳装置并撕掉所述塑性地层模拟材料18上的粘结薄膜17。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。