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大型物理沉积模拟水槽

作者:发布时间:2025-11-14来源: 访问量:

一、实验平台简介

本实验平台隶属于中国石油天然气集团有限公司油气储层重点实验室。主要功能是:模拟冲积扇、河流、(扇)三角洲、滩坝、重力流、细粒沉积的形成过程,研究其沉积机理。实验平台位于沉积模拟实验室。

二、仪器设备

该装置由沉积模拟池、活动底板系统、造浪装置、造潮装置和检测系统构成,均为非标装置。

沉积模拟池

三、主要参数

(一)沉积模拟池

整个沉积模拟池尺寸为30m(长)×12m(宽)×1m(高),可以整体打通使用,目前被分割为四个部分:大水槽(17m×12m×1m)、中水槽(13m×3.5m×1m)、小水槽(6m×3m×1m)和潮汐水槽(13m×4m×1m)。

沉积模拟池布局

(二)活动底板系统

活动底板面积为10m×8m,由20块底板组成,每块底板1.75m×1.75m,底板之间由柔性胶皮连接。每块底板由4根丝杠升降机控制,在行星减速机的控制下,丝杠运行速度最慢可达2mm/h,单根丝杠行程为上升20cm、下降60cm,单块活动底板可单边倾斜24°,对角倾斜18°。整个活动底板由软件系统自动控制。

活动底板

(三)造浪装置

(1)模拟的规则波周期为0.8~3.5s,波高为0.05~0.2m;模拟的不规则波包括P-M谱、B-M谱、J谱、SCOTT谱、海港水文规范谱及自定义波谱。

(2)带主动消波功能,配二次开发接口。

(3)单个造波机长2m宽2m高0.7m,总长8m。

(四)造潮装置

(1)使用伺服控制阀及变频水泵,潮汐水位变化时间2min~4h,周期误差≤2%。排水量10吨(±0.5吨)。

(2)使用液位传感器控制水位,静水面液位控制精度在2mm以内,重复控制静水面液位误差≤2.5mm。

(3)潮汐造流器管路为圆柱形,直径DN150mm,不高于试验场地池体。

(五)检测系统

检测系统由五个功能子系统组成,分别为沉积体几何形态检测子系统、全局影像采集子系统、沉积体高清图像采集子系统、栈桥结构系统以及沉积模拟大数据管理与可视化子系统。系统整体数据采集范围为30 m×12 m,设备防护等级不低于IP54,可在复杂实验环境下稳定运行。

(1)沉积体几何形态检测子系统基于高精度点云采集技术,点云步长精度优于10 m@2.5 mm,测距误差≤±1 mm,具备沉积体厚度变化量自动计算与对比分析功能。

3D激光扫描数据处理效果

(2)全局影像采集子系统用于实验区域整体影像记录,单张图像分辨率不低于5000万像素,配合自动校正与拼接算法,可生成高精度全幅影像,拼接精度达0.1 mm。

实验现场俯视图

(3)沉积体高清图像采集子系统面向局部精细观测,在0.5 m拍摄距离下空间分辨率高于0.05 mm,图像质量评价指标QNR≥0.75,可用于微观沉积构造识别与纹理特征分析,可以进行俯拍和侧拍,再将所拍照片拼接。

测桥和沉积体高清图像采集装备

(4)测车及栈桥系统可在水槽区域实现X、Y、Z三维方向移动与精确定位,定位精度优于±3 mm。栈桥设计载重量不低于3吨,移动速度0.2–1 m/s可控,保证设备运行平稳、安全可靠。

(5)沉积模拟大数据管理与可视化子系统具备远程控制、实时数据采集与传输、大数据存储管理和三维可视化分析功能,实现沉积过程的动态监测与多维度数据集成展示。

(六)成果介绍

部分实验照片

实验过程局部影像

高清图像拼接

高清图像三维效果

辫状河三角洲纵剖面

辫状河三角洲横剖面

四、实验室责任人

胡光明 联系电话:13872437104

五、实验预约流程

需与实验室责任人确定样品类型、数量后,下载填写“分析测试申请表”或在平台处系统中预约,在开展实验当天提交纸质申请表。

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