時(shí)間：2023-02-13 06:41:53
導(dǎo)語：在鉆采工藝論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
論文關(guān)鍵詞：海洋 石油 鉆井 現(xiàn)狀 發(fā)展
論文摘 要：隨著海洋石油的大力開發(fā)，鉆井技術(shù)的研究至關(guān)重要，本文主要闡述海上鉆井發(fā)展及現(xiàn)狀，我國海上石油鉆井裝備狀況，海洋石油鉆井平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)，以及海洋石油鉆井平臺(tái)技術(shù)發(fā)展分析。
1 海上鉆井發(fā)展及現(xiàn)狀
1.1 海上鉆井可及水深方面的發(fā)展歷程
正規(guī)的海上石油工業(yè)始于20世紀(jì)40年代，此后用了近20年的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了在水深100m的區(qū)域鉆井并生產(chǎn)油氣，又用了20多年達(dá)到水深近2000m的海域鉆井，而最近幾年鉆井作業(yè)已進(jìn)入水深3000m的區(qū)域。圖1顯示了海洋鉆井可及水深的變化趨勢。20世紀(jì)70年代以后深水海域的鉆井迅速發(fā)展起來。在短短的幾年內(nèi)深水的定義發(fā)生了很大變化。最初水深超過200m的井就稱為深水井;1998年“深水”的界限從200m擴(kuò)展到300m，第十七屆世界石油大會(huì)上將深海水域石油勘探開發(fā)以水深分為:400m以下水域?yàn)槌Ｒ?guī)水深作業(yè)，水深400~1500m為深水作業(yè)，大于1500m則稱為超深水作業(yè);而現(xiàn)在大部分人已將500m作為“深水”的界限。
1.2海上移動(dòng)式鉆井裝置世界擁有量變化狀況
自20世紀(jì)50年代初第一座自升式鉆井平臺(tái)“德朗1號(hào)”建立以來，海上移動(dòng)式鉆井裝置增長很快，圖2顯示了海上移動(dòng)式鉆井裝置世界擁有量變化趨勢。1986年巔峰時(shí)海上移動(dòng)式鉆井裝置擁有量達(dá)到750座左右。1986年世界油價(jià)暴跌5成，海洋石油勘探一蹶不振，持續(xù)了很長時(shí)間，新建的海上移動(dòng)式鉆井裝置幾乎沒有。由于出售流失和改裝(鉆井平臺(tái)改裝為采油平臺(tái))，其數(shù)量逐年減少。1996年為567座，其中自升式平臺(tái)357座，半潛式平臺(tái)132座，鉆井船63座，坐底式平臺(tái)15座。此后逐漸走出低谷，至2010年，全世界海上可移動(dòng)鉆井裝置共有800多座，主要分布在墨西哥灣、西非、北海、拉丁美洲、中東等海域，其中自升式鉆井平臺(tái)510座，半潛式鉆井平臺(tái)280座，鉆井船(包括駁船)130艘，鉆井裝置的使用率在83%左右。目前，海上裝置的使用率已達(dá)86%。
2我國海洋石油鉆井裝備產(chǎn)業(yè)狀況
我國油氣開發(fā)裝備技術(shù)在引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新以及國產(chǎn)化方面取得了長足進(jìn)步。
2.1建造技術(shù)比較成熟海洋石油鉆井平臺(tái)是鉆井設(shè)備立足海上的基礎(chǔ)。從1970年至今，國內(nèi)共建造移動(dòng)式鉆采平臺(tái)53座，已經(jīng)退役7座，在用46座。目前我國在海洋石油裝備建造方面技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，有國內(nèi)外多個(gè)平臺(tái)、船體的建造經(jīng)驗(yàn)，已成為浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油裝置(FPSO)的設(shè)計(jì)、制造和實(shí)際應(yīng)用大國，在此領(lǐng)域，我國總體技術(shù)水平已達(dá)到世界先進(jìn)水平。
2.2部分配套設(shè)備性能穩(wěn)定海洋鉆井平臺(tái)配套設(shè)備設(shè)計(jì)制造技術(shù)與陸上鉆井裝備類似，但在配置、可靠性及自動(dòng)化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國內(nèi)在電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、鉆井泵及井控設(shè)備等研制方面技術(shù)比較成熟，可以滿足7000m以內(nèi)海洋石油鉆井開發(fā)生產(chǎn)需求。寶石機(jī)械、南陽二機(jī)廠等設(shè)備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn)，其產(chǎn)品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。
2.3深海油氣開發(fā)裝備研制進(jìn)入新階段目前，我國海洋油氣資源的開發(fā)仍主要集中在200m水深以內(nèi)的近海海域，尚不具備超過500m深水作業(yè)的能力。隨著海洋石油開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，深海油氣開發(fā)已成為海洋石油工業(yè)的重要部分。向深水區(qū)域推進(jìn)的主要原因是由于淺水區(qū)域能源有限，滿足不了能源需求的快速增長需求，另外，隨著鉆井技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，已經(jīng)能夠在許多惡劣條件下開展深水鉆井。雖然我國在深海油氣開發(fā)方面距世界先進(jìn)水平還存在較大差距，但我國的深水油氣開發(fā)技術(shù)已經(jīng)邁出了可喜的一步，為今后走向深海奠定了基礎(chǔ)。
3海洋石油鉆井平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)
3.1作業(yè)范圍廣且質(zhì)量要求高
移動(dòng)式鉆井平臺(tái)(船)不是在固定海域作業(yè)，應(yīng)適應(yīng)移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業(yè)。移位、就位、生產(chǎn)作業(yè)、風(fēng)暴自存等復(fù)雜作業(yè)工況對鉆井平臺(tái)(船)提出很高的質(zhì)量要求。如半潛式鉆井平臺(tái)工作水深達(dá)1 500~3 500 m，而且要適應(yīng)高海況持續(xù)作業(yè)、13級(jí)風(fēng)浪時(shí)不解脫等高標(biāo)準(zhǔn)要求。
轉(zhuǎn)貼于
3.2使用壽命長，可靠性指標(biāo)高
高可靠性主要體現(xiàn)在:①強(qiáng)度要求高。永久系泊在海上，除了要經(jīng)受風(fēng)、浪、流的作用外，還要考慮臺(tái)風(fēng)、冰、地震等災(zāi)害性環(huán)境力的作用;②疲勞壽命要求高。一般要求25~40 a不進(jìn)塢維修，因此對結(jié)構(gòu)防腐、高應(yīng)力區(qū)結(jié)構(gòu)型式以及焊接工藝等提出了更高要求;③建造工藝要求高。為了保證海洋工程的質(zhì)量，采用了高強(qiáng)度或特殊鋼材(包括Z向鋼材、大厚度板材和管材);④生產(chǎn)管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運(yùn)輸、海上安裝甚為復(fù)雜，生產(chǎn)管理明顯地高于常規(guī)船舶。
3.3安全要求高
由于海洋石油工程裝置所產(chǎn)生的海損事故十分嚴(yán)重，隨著海洋油氣開發(fā)向深海區(qū)域發(fā)展、海上安全與技術(shù)規(guī)范條款的變化、海上生產(chǎn)和生活水準(zhǔn)的提高等因素變化，對海洋油氣開發(fā)裝備的安全性能要求大大提高，特別是對包括設(shè)計(jì)與要求、火災(zāi)與消防及環(huán)保設(shè)計(jì)等HSE的貫徹執(zhí)行更加嚴(yán)格。
3.4學(xué)科多，技術(shù)復(fù)雜
海洋石油鉆井平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析涉及了海洋環(huán)境、流體動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、船舶技術(shù)等多門學(xué)科。因此，只有運(yùn)用當(dāng)代造船技術(shù)、衛(wèi)星定位與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代機(jī)電與液壓技術(shù)、現(xiàn)代環(huán)保與防腐蝕技術(shù)等先進(jìn)的綜合性科學(xué)技術(shù)，方能有效解決海洋石油開發(fā)在海洋中定位、建立海上固定平臺(tái)或深海浮動(dòng)式平臺(tái)的泊位、浮動(dòng)狀態(tài)的海上鉆井、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲(chǔ)存、輸送等一系列難題。
4海洋石油鉆井平臺(tái)技術(shù)發(fā)展
世界范圍內(nèi)的海洋石油鉆井平臺(tái)發(fā)展已有上百年的歷史，深海石油鉆井平臺(tái)研發(fā)熱潮興起于20世紀(jì)80年代末，雖然至今僅有20多年歷史，但技術(shù)創(chuàng)新層出不窮，海洋油氣開發(fā)的水深得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
4.1自升式平臺(tái)載荷不斷增大
自升式平臺(tái)發(fā)展特點(diǎn)和趨勢是:采用高強(qiáng)度鋼以提高平臺(tái)可變載荷與平臺(tái)自重比，提高平臺(tái)排水量與平臺(tái)自重比和提高平臺(tái)工作水深與平臺(tái)自重比率;增大甲板的可變載荷，甲板空間和作業(yè)的安全可靠性，全天候工作能力和較長的自持能力;采用懸臂式鉆井和先進(jìn)的樁腿升降設(shè)備、鉆井設(shè)備和發(fā)電設(shè)備。
4.2多功能半潛式平臺(tái)集成能力增強(qiáng)
具有鉆井、修井能力和適應(yīng)多海底井和衛(wèi)星井的采油需要，具有寬闊的甲板空間，平臺(tái)上具有油、氣、水生產(chǎn)處理裝置以及相應(yīng)的立管系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)控制中心等。
4.3新型技術(shù)FPSO成為開發(fā)商的首選
海上油田的開發(fā)愈來愈多地采用FPSO裝置，該裝置主要面向大型化、深水及極區(qū)發(fā)展。FPSO在甲板上密布了各種生產(chǎn)設(shè)備和管路，并與井口平臺(tái)的管線連接，設(shè)有特殊的系泊系統(tǒng)、火炬塔等復(fù)雜設(shè)備，整船技術(shù)復(fù)雜，價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出同噸位油船。它除了具有很強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力、投資低、見效快、可以轉(zhuǎn)移重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)外，還具有儲(chǔ)油能力大，并可以將采集的油氣進(jìn)行油水氣分離，處理含油污水、發(fā)電、供熱、原油產(chǎn)品的儲(chǔ)存和外輸?shù)裙δ?，被譽(yù)為“海上加工廠”，已成為當(dāng)今海上石油開發(fā)的主流方式。
4.4更大提升能力和鉆深能力的鉆機(jī)將得到研發(fā)和使用
由于鉆井工作向深水推移，有的需在海底以下5000~6000m或更深的地層打鉆，有的為了節(jié)約鉆采平臺(tái)的建造安裝費(fèi)用，需以平臺(tái)為中心進(jìn)行鉆采，將其半徑從通常的3000m擴(kuò)大至4000~5000m，乃至更遠(yuǎn)，還有的需提升大直徑鉆桿(168·3mm)、深水大型隔水管和大型深孔管等，因此發(fā)展更大提升能力的海洋石油鉆機(jī)將成為發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】封堵技術(shù) 橋接材料 屏蔽暫堵 低滲透成膜
隨著資源勘探開發(fā)的縱深發(fā)展，我國深井鉆探的數(shù)量逐年增加，然而深部鉆探所鉆遇地層更加復(fù)雜多樣，因此更易發(fā)生井壁不穩(wěn)定問題。
為了控制井壁失穩(wěn)，提高鉆探效率，必須提高地層的承壓能力，影響地層承壓能力的因素很多，主要有地層本身性質(zhì)（內(nèi)因）和鉆井、封堵工藝水平（外因）兩個(gè)方面的影響。前者包括地層巖性，膠結(jié)程度，裂縫發(fā)育方式、開度、寬度，地層溫度，近井壁巖石水化程度等；后者則包括鉆井液性質(zhì)、種類、封堵劑組成，所使用的封堵工藝以及相應(yīng)的鉆井參數(shù)、工藝等。然而，鉆探時(shí)地層壓力本身往往具有不確定性和不可控性，而鉆井液的封堵性能則可以根據(jù)實(shí)際進(jìn)行調(diào)控，所以鉆井液的封堵性能往往決定著提高地層承壓能力的高低。
1 橋接材料封堵技術(shù)
橋接封堵就是通過不同配比將不同形狀和級(jí)配的惰性材料，混合加入到鉆井液中，隨著鉆進(jìn)液循環(huán)而封堵漏失層的方法。
此種封堵方法較為傳統(tǒng)，但實(shí)際施工時(shí)卻得到廣泛應(yīng)用，主要原因在于此種封堵方法不僅可以有效解決井內(nèi)孔隙和裂縫造成的部分及失返漏失，而且材料具有易買價(jià)廉、使用安全、操作方便等優(yōu)點(diǎn)。
常見橋堵材料根據(jù)形狀一般分為顆粒狀材料、纖維狀材料及片狀材料三種類型（具體情況見表1），他們級(jí)配和濃度應(yīng)根據(jù)井內(nèi)漏失層性質(zhì)及嚴(yán)重程度進(jìn)行合理選擇。堵漏時(shí)鉆井液中添加橋接材料的含量一般為4%～6%，且上述三種材料在施工時(shí)常用的混合復(fù)配比例為2∶1∶1，并且應(yīng)盡可能使大于橋堵縫隙尺寸的惰性材料含量不低于5%；此外需要注意的是如果使用過程中常用尺寸的橋接材料堵漏不成功，應(yīng)根據(jù)情況及時(shí)換用更大尺寸的顆粒并增大使用比例。
采用橋接封堵的施工方法有兩種，即擠壓法和循環(huán)法。施工前應(yīng)準(zhǔn)確地確定漏層位置，鉆具盡量下光鉆桿，鉆頭不帶噴嘴（不然應(yīng)選擇合適的橋接材料的尺寸，以避堵塞鉆頭水眼）；鉆具一般應(yīng)下在漏層的頂部，個(gè)別情況可下在漏層中部，嚴(yán)禁下過漏層施工，以防卡鉆。施工時(shí)要嚴(yán)格按照施工步驟進(jìn)行。封堵成功后，應(yīng)立即使用振動(dòng)篩篩除井漿中的堵漏材料。特別要提出的是，對于在試壓過程中出現(xiàn)的井漏，由于漏失井段長、位置不清楚，采用大量橋漿（通常為40～60m3）覆蓋整個(gè)裸眼井筒的封堵方法，經(jīng)?？扇〉贸晒Α?/p>
但是，在使用過程中橋接類封堵材料仍然存在以下3點(diǎn)主要問題：
因纖維類封堵材料在井壁無法形成有效低滲阻擋層，故其在微裂縫上搭橋時(shí)不具備阻止鉆井液侵入和防止井眼失穩(wěn)的能力；
在滲透地層利用不同尺寸和級(jí)配的封堵材料形成泥餅屏蔽層的條件是要具有足夠的瞬時(shí)濾失。但實(shí)際情況是由于井內(nèi)微裂隙的瞬時(shí)濾失過低，致使封堵材料很難形成保護(hù)性泥餅；
片狀云母類材料使用時(shí)通常需要在高濃度快速作用才可以在裂隙處搭橋，發(fā)揮封堵作用。但是此種材料在鉆井液中濃度的增加會(huì)使鉆井液循環(huán)當(dāng)量密度也隨之增加，導(dǎo)致井底壓力進(jìn)一步提高，最終可能加劇濾失或漏失；
部分橋接材料在使用時(shí)因條件限制達(dá)不到最好功效，如瀝青，其使用時(shí)溫度必須達(dá)到軟化點(diǎn)溫度以上方可發(fā)揮最強(qiáng)封堵作用，但實(shí)際施工中絕大多數(shù)地層都達(dá)不到這個(gè)溫度。
2 屏蔽暫堵技術(shù)
鉆井液中起主要暫堵作用的惰性材料稱之為屏蔽暫堵劑。屏蔽暫堵技術(shù)就是將鉆井液中加入屏蔽暫堵劑利用井內(nèi)鉆井液液柱壓力與地層液柱壓力之間形成的壓差壓人地層孔喉，并在短時(shí)間內(nèi)形成滲透率接近零的暫堵帶技術(shù)。
屏蔽暫堵帶主要具有以下兩方面功能：一是能夠有效使地層避免固井水泥漿的污染，二是降低鉆井液對地層浸泡時(shí)間，降低鉆井液污染，進(jìn)而起到保護(hù)作用。
一般來說，暫堵顆粒由起橋堵效的剛性顆粒和起充填作用的粒子及軟化粒子組成。在各種處理劑材料中，各種粒度碳酸鈣是常用的剛性粒子；瀝青、石蠟和油溶性樹脂等是常用軟化粒子。
引起壓差卡鉆的主要原因是鉆井液在濾失過程中形成的泥餅較厚，泥餅與鉆桿的接觸面積較大，進(jìn)而增加了卡鉆的概率。但使用低滲透鉆井液時(shí)，由于其能夠在井壁上迅速形成一層低滲透薄膜，相較于傳統(tǒng)鉆井液而言可以大幅度降低濾失量，所以壓差不會(huì)傳遞到地層，從而有效避免了卡鉆問題的發(fā)生。
（4）防止鉆井液漏失
超低滲透鉆井液含有氣泡和泡沫，這些氣泡和泡沫可使過平衡壓力降到最低，并且氣泡和泡沫可橋塞各種孔徑的喉道，阻止鉆井液的滲漏，防止地層層理裂隙的擴(kuò)大和井下復(fù)雜情況的發(fā)生。
4 結(jié)語
橋接材料封堵、屏蔽暫堵以及低滲透成膜封堵是現(xiàn)階段國內(nèi)施工實(shí)踐中主要應(yīng)用的三種封堵技術(shù)手段，其中橋接材料封堵及屏蔽暫堵技術(shù)因材料價(jià)格低廉、易購買等因素而在實(shí)際生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，低滲透成膜封堵也因適用地層范圍廣、封堵性能出色而得到越來越多的研究與關(guān)注，發(fā)展?jié)摿薮?。所以在施工生產(chǎn)中我們應(yīng)結(jié)合施工實(shí)際對封堵劑進(jìn)行綜合考量和使用，爭取達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化。
參考文獻(xiàn)
[1] 張洪利，郭艷，王志龍.國內(nèi)鉆井堵漏材料現(xiàn)狀[J].特種油氣藏，2004，11（2）：1-2
[2] 黃進(jìn)軍，羅平亞，李家學(xué)，等.提高地層承壓能力技術(shù)[J].鉆井液與完井液，2009，26（2）：69
[3] 申威.我國鉆井用堵漏材料發(fā)展?fàn)顩r[J].鉆采工藝，1997，20（1）：57
[4] 薛玉志.超低滲透鉆井液作用機(jī)理及其應(yīng)用研究[D].博士學(xué)位論文.山東：中國石油大學(xué)（華東），2008
[5] 袁春.隔離膜水基鉆井液體系研究[D].碩士學(xué)位論文.四川：西南石油學(xué)院，2004
1 引言
對于高分子量聚合物的性能檢測,首先要搞清楚該高聚物的簡單聚合工藝以及所帶的各種基團(tuán)。這將有利于檢測工作的順利進(jìn)行。
1.1 陽離子化試劑的選擇
采用不同的聚合工藝,引入不同的官能團(tuán),可得到具有不同分子量和不同電荷密度的產(chǎn)品。本實(shí)驗(yàn)采用的是水溶液自由基共聚合工藝,因此涉及到陽離子化試劑的選擇。目前可供選擇的陽離子化試劑大多為帶有季銨基團(tuán)的物質(zhì),其中3―氯―2―羥丙基三甲基氯化銨[1]、(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(簡稱DMC)[2]及二甲基二烯丙基氯化銨(簡稱DMDAAC)等是近幾年研究較多的幾種陽離子化試劑。
本實(shí)驗(yàn)中選用DMC作為陽離子單體。
1.2 性能檢測方法[3]
本實(shí)驗(yàn)合成高聚物的電荷密度采用膠體滴定法測定。膠體滴定技術(shù)是由日本學(xué)者寺山宏于1948年發(fā)明,以后經(jīng)多方研究和開發(fā),使之成為適應(yīng)廣泛pH值范圍的最簡單的高分子電解質(zhì)的定量方法。膠體滴定是一種測定水溶液中帶電聚合電解質(zhì)的滴定方法。
1.2.1 膠體滴定原理
膠體滴定基于帶正電與帶負(fù)電的聚合電解質(zhì)之間可發(fā)生反應(yīng),聚合電解質(zhì)由于帶電荷而在水溶液中保持穩(wěn)定,如果它們的電荷被帶相反電荷的聚合電解質(zhì)所中和,聚合電解質(zhì)就會(huì)趨于相互結(jié)合,并最終生成沉淀。所以,把一種陽離子聚合電解質(zhì)的溶液加入到另一種陰離子聚合電解質(zhì)的溶液中時(shí),反應(yīng)將以電荷一一化學(xué)計(jì)量進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)中,膠體滴定通常是用標(biāo)準(zhǔn)陽離子或陰離子的聚合物滴定樣品,這些聚合物含有與樣品帶相反電荷的物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng),形成一對一的電荷復(fù)合體,使用終點(diǎn)指示劑或相關(guān)儀器來判定滴定終點(diǎn)。終點(diǎn)時(shí)添加的滴定電荷的量正好等于樣品中電荷相反的溶解電荷的量。
1.2.3 AC流動(dòng)電流的測定
流動(dòng)電流的測定是在一個(gè)細(xì)小的狹縫中進(jìn)行的,將水溶液樣品裝入測量池,在范德華力的作用下,高分子膠體狀的溶解電荷載體優(yōu)先吸附在測試室和活塞的表面,而“反離子”(膠體表面聚集的相反電荷離子)保持相對自由。這樣可以利用振蕩活塞迫使樣品液來回通過細(xì)小狹縫,產(chǎn)生劇烈的水流。水流帶走了自由的“反離子”,使之脫離膠體物質(zhì),這樣“反離子”在內(nèi)置電極上便產(chǎn)生了流動(dòng)電流。
使用AC流動(dòng)電流法來確定膠體滴定的終點(diǎn),一個(gè)最重要的問題就是需要絕對的清潔,否則結(jié)果是不可靠的,這是該方法中誤差最大的根源。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)原料及藥品
聚乙烯醇硫酸鉀(PVSK):國產(chǎn)
聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDADMAC):德國Mütek公司生產(chǎn)
2.2 實(shí)驗(yàn)過程
2.2.1 NMR、FT-IR用待測樣品的處理
將以水溶液形式存在的聚丙烯酰胺樣品,反復(fù)用丙酮洗滌,去除溶液中的雜質(zhì)。最后在常溫下晾干,待測。
2.2.2 膠體滴定用待測樣品的處理
將以水溶液形式存在的聚丙烯酰胺樣品,用容量瓶稀釋至所需要的濃度,每次用移液管移取10ml于PCD的塑料測量池內(nèi),用標(biāo)準(zhǔn)滴定液測量。
2.3 實(shí)驗(yàn)分析方法
2.3.1 CPAM的結(jié)構(gòu)分析:
采用核磁共振技術(shù)。
2.3.2 CPAM的電荷密度或陽離子化度的測定:
電荷密度的計(jì)算按下式進(jìn)行:電荷密度(meq/g)=
式中:
C-PVSK標(biāo)準(zhǔn)溶液的電荷密度,meq/ml;
V-消耗PVSK溶液的體積,ml;
m-10ml待測聚合電解質(zhì)溶液所含樣品量,g。
陽離子化度按下式計(jì)算行:
式中:
N-PVSK溶液的濃度,mol/l;
V-樣品消耗的PVSK溶液的體積,ml;
A-樣品中丙烯酰胺單體的摩爾數(shù),mol;
B-樣品中陽離子單體的摩爾數(shù),mol。
3 結(jié)果與討論
3.1 高分子量陽離子聚丙烯酰胺的核磁共振譜圖分析
174.989ppm峰表征AM單體中酰胺基上的碳,254.552ppm、92.185ppm和62.570ppm峰分別表征DMC單體中酯基(O-C=O)上的碳、O-CH2基上的碳和CH2-N+基上的碳。利用粗略估算法,可以知道174.989ppm和254.552ppm的峰面積之比與實(shí)驗(yàn)的理論值2.33基本一致。從以上這些信息也可以說明該聚合方法是成功的。
3.2 對共聚法合成的高分子量CPAM陽離子化度(或電荷密度)的考察
3.2.1 高分子量CPAM陽離子化度的測定
采用膠體滴定法測定的CPAM的陽離子化度和合成時(shí)的理論值相差很小。關(guān)于測定CPAM的電荷密度,對比文獻(xiàn)[4]中介紹的硝酸銀滴定氯離子的方法,膠體滴定法操作簡單、快速、而且適用測定的pH值范圍很廣;而硝酸銀滴定氯離子的方法步驟繁瑣,pH適用范圍窄。
3.2.2 pH值對高分子量CPAM電荷密度的影響
pH值對自制的CPAM的電荷密度影響很大。隨著pH值的增加,自制CPAM的電荷密度逐漸減少,尤其是在pH值大于7的堿性范圍內(nèi)。雖然共聚的季銨型CPAM電荷密度隨pH值的增加逐漸減少,但即使pH值為9時(shí),仍保持其一定的正電性。
4 結(jié)論
4.1 運(yùn)用核磁共振技術(shù),對高分子量陽離子聚丙烯酰胺的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測。均表征其相關(guān)基團(tuán)的存在,而且單體間的比例基本與理論上的一致。
4.2 膠體滴定法操作簡單、快速、準(zhǔn)確性高、成本低,適用廣泛pH范圍測定聚合電解質(zhì)的電荷密度。
4.3 采用膠體滴定法測定的CPAM的陽離子化度和合成時(shí)的理論值相差很小,說明采用共聚的方法合成CPAM是可行的。
4.4 CPAM以溶液形式存放時(shí),其電荷密度隨放置時(shí)間的延長逐漸下降。PH值對CPAM的電荷密度影響也很大,隨著pH值的增加,CPAM的電荷密度逐漸減少,尤其是在pH值大于7的堿性范圍內(nèi)。
參考文獻(xiàn):
[1] 金樹人,賀均林,彭民偉等. 季銨型陽離子醚化劑CHPTA合成與應(yīng)用. 造紙化學(xué)品,2001,(2):36
[2] 周效全. 陽離子單體在油田化學(xué)的開發(fā)和應(yīng)用. 鉆采工藝,1996,19(4):71～75
關(guān)鍵字：薄煤層開采技術(shù)發(fā)展趨勢
中圖分類號(hào)：P618文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
當(dāng)前我國薄煤層開采技術(shù)現(xiàn)狀
薄煤層的定義
薄煤層是指地下開采時(shí)厚度1.3m以下的煤層；露天開采時(shí)厚度3.5m以下的煤層。我國薄煤層資源豐富，分布面廣，而且煤質(zhì)好。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國薄煤層的儲(chǔ)量占全部可采儲(chǔ)量的20％，在近80個(gè)礦區(qū)中的400多個(gè)礦井中就有750多層為薄煤層。其中，厚度在0.8-1.3 米的共占86.02%，小于0.8米的占13.98%，0.8-1.3米的緩傾斜煤層占73.4%，開采條件相對較好。一些地區(qū)薄煤層儲(chǔ)量比重很大。貴州省占37.2%，山東省占43.9%，四川省占51.8%。盡管有較好的儲(chǔ)存條件，但由于受 “工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、采煤機(jī)械化程度低、安全系數(shù)低、工作面單產(chǎn)和效率低、掘進(jìn)率高、開采成本高”影響，每年從薄煤層中采出的煤量僅占全國總儲(chǔ)量的10.4%，而且還有繼續(xù)下降的趨勢，產(chǎn)量與儲(chǔ)量的比例嚴(yán)重失調(diào)，造成國家資源的浪費(fèi)，礦井服務(wù)年限縮短。
現(xiàn)行薄煤層開采技術(shù)
2.1 用刨煤機(jī)開采薄煤層
刨煤機(jī)采煤自20世紀(jì)40年代在德國問世以來,很快就得到推廣和發(fā)展,成為薄煤層采煤機(jī)械化的強(qiáng)大支柱。原歐洲的主要產(chǎn)煤國德國、俄羅斯、法國等,使用刨煤機(jī)開采的煤炭產(chǎn)量占總產(chǎn)量的50%以上,刨煤機(jī)的日產(chǎn)量可達(dá)到5000t以上。
刨煤機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn):
①能實(shí)現(xiàn)極薄煤層的綜合機(jī)械化開采,便于實(shí)現(xiàn)開采過程中的自動(dòng)化;
②采煤過程連續(xù)進(jìn)行,工作時(shí)間利用率高;
③采出的塊煤率高,工作面煤塵量少;
④結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)方便。
2000年鐵法小青礦采取國內(nèi)配套的方式引進(jìn)一套德國DBT公司全自動(dòng)化刨煤機(jī)系統(tǒng),生到2002年產(chǎn)煤炭106萬t,最高日產(chǎn)量6480t,小青礦全自動(dòng)化刨煤機(jī)開采技術(shù)的成功極大地提高了國內(nèi)煤炭行業(yè)使用刨煤機(jī)的積極性。近年來，國外刨煤機(jī)技術(shù)又有了較大的發(fā)展。
2.2 滾筒采煤機(jī)開采薄煤層
現(xiàn)在使用的滾筒式采煤機(jī)是傳統(tǒng)的采煤設(shè)備,其應(yīng)用十分廣泛,發(fā)展速度也比較快。隨著緩傾斜中厚煤層至厚煤層綜合機(jī)械化成套技術(shù)的逐漸成熟,“三軟”和大傾角煤層等困難條件下綜采配套技術(shù)也得到了應(yīng)用。以電牽引、故障自動(dòng)診斷、支架電液控制等為核心的技術(shù)也應(yīng)用到了滾筒式薄煤層綜合機(jī)械化設(shè)備上,這種采煤技術(shù)也正趨于成熟。薄煤層綜合機(jī)械化采煤經(jīng)過多年的試驗(yàn),已經(jīng)取得了顯著的開采效果。
滾筒采煤機(jī)由于適應(yīng)性強(qiáng)、效率高、便于實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化作業(yè),因而發(fā)展迅速。它的整體結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、適應(yīng)能力、可靠性等諸方面,都有了較大創(chuàng)新和提高。薄煤層滾筒采煤機(jī)是在中厚煤層滾筒采煤機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它也具有許多優(yōu)點(diǎn):
①積木式無底托架結(jié)構(gòu)、液壓螺母緊固、多臺(tái)截割電動(dòng)機(jī)橫向布置、抽屜式部件安裝等技術(shù)的應(yīng)用,使得薄煤層滾筒采煤機(jī)結(jié)構(gòu)更加簡單,安裝更為輕便;
②整體結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式的改進(jìn),使得滾筒采煤機(jī)的機(jī)身變得更窄、更低;
③采煤機(jī)功率的不斷加大,以及電氣調(diào)速行走和遠(yuǎn)程無線控制技術(shù)的應(yīng)用,使得薄煤層滾筒式采煤機(jī)更能適應(yīng)較復(fù)雜的開采地質(zhì)條件;
④薄煤層采煤機(jī)比較適合小型煤礦的綜合機(jī)械化開采。
2.3無人工作面采煤技術(shù)
無人采煤或無人開采是指工人不長時(shí)間在工作面跟機(jī)操作，而是在巷道或其它地點(diǎn)控制或操縱工作面機(jī)械，完成采煤、裝煤、運(yùn)煤、頂板管理及采空區(qū)處理等工序的一種采煤方法。60年代我國在江西、徐州、廣東等地試驗(yàn)過煤鋸采煤，原始的無人采煤。由于設(shè)備可靠性差，頂板管理問題沒有解決，仃止了。無人開采目前主要適用于薄煤層中，重點(diǎn)解決工人的勞動(dòng)環(huán)境問題，采煤方法是回采巷道布置和回采工藝的組合，分類應(yīng)考慮各種因素在內(nèi)，包括落煤、運(yùn)煤、支護(hù)、礦壓控制，工作面推進(jìn)方向，開采方式和有無改變煤的聚集狀等，這樣比較全面。
2.4螺旋鉆機(jī)采煤法
螺旋鉆采煤機(jī)適用于煤厚0.45～1.5m，傾角在15°以下的煤層.新汶引進(jìn)了兩臺(tái)薄煤層螺旋鉆采煤機(jī)，分別在潘西和南冶煤礦進(jìn)行了采煤工藝試驗(yàn),獲得成功.在引進(jìn)使用的同時(shí),對螺旋鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行了7項(xiàng)技術(shù)改進(jìn),以便適應(yīng)我國各種地質(zhì)條件下薄煤層開采
2.5連續(xù)采煤機(jī)巷柱式采煤法
連續(xù)采煤機(jī)巷柱式采煤法主要具有以下特點(diǎn)：
（1）采掘合一
（2）設(shè)備少、投資省
（3）機(jī)動(dòng)靈活
（4）機(jī)械化程度高
我國引進(jìn)多套薄煤層連續(xù)采煤機(jī)設(shè)備，先后有大同四臺(tái)礦、雞西小恒山礦、河南大峪溝煤礦等處使用，但使用效果并不理想，主要是對設(shè)備性能沒有很好掌握。
薄煤層采煤技術(shù)未來發(fā)展趨勢
發(fā)達(dá)國家薄煤層開采技術(shù)發(fā)展水平
國外發(fā)達(dá)國家的薄煤層開采機(jī)械化程度比較高，在采煤工作面配套設(shè)備中液壓支架、刨煤機(jī)、滾筒采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)在設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)上有了重大發(fā)展?？傏厔菔牵?/p>
1、采煤機(jī)采用了多電機(jī)電牽引技術(shù)，并且向大牽引速度、大功率、高電壓、大截深發(fā)展。有的實(shí)現(xiàn)了滾筒自動(dòng)導(dǎo)向。
2、液壓支架應(yīng)用了電液控制技術(shù)，使支架的動(dòng)作自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行，移架速度大大提高，配合采煤機(jī)的煤巖識(shí)別系統(tǒng)運(yùn)輸機(jī)的故障診斷和自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了工作面的智能自動(dòng)化生產(chǎn)。
3、刮板運(yùn)輸機(jī)實(shí)現(xiàn)了大功率、高速度、高可靠性。
薄煤層工作面綜采三機(jī)配套設(shè)備的發(fā)展，使薄煤層生產(chǎn)能力、工效都接近中厚煤層水平，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效。
2、國內(nèi)薄煤層開采技術(shù)發(fā)展水平
我國厚煤層及中厚煤層開采已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，逐漸向自動(dòng)化方向發(fā)展。據(jù)了解，對薄煤層開采，相當(dāng)一部分礦區(qū)還在采用傳統(tǒng)的炮采，或者開采工藝的機(jī)械化程度較低，工作面產(chǎn)量小效益差，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全也沒有保障。
隨著國家及煤炭企業(yè)對薄煤層開采重視程度的提高，我國薄煤層機(jī)械化開采技術(shù)與裝備開始快速發(fā)展。2013年6月15日，寧夏回族自治區(qū)科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“薄煤層采煤機(jī)截割用高壓隔爆電動(dòng)機(jī)研制”通過了專家驗(yàn)收。專家認(rèn)為，該項(xiàng)目自主研制出了我國首臺(tái)高壓大功率薄煤層采煤機(jī)截割電動(dòng)機(jī)，首創(chuàng)了兩種無外水套薄煤層采煤機(jī)水冷截割電動(dòng)機(jī)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，產(chǎn)品主要指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平,無外水套薄煤層采煤機(jī)水冷截割電動(dòng)機(jī)研制水平達(dá)到了國際先進(jìn)。
未來薄煤層開采技術(shù)發(fā)展趨勢
薄煤層比中厚煤層經(jīng)濟(jì)效益差的現(xiàn)實(shí)，決定了其開采技術(shù)及裝備的相對滯后，尤其受條件影響，設(shè)備的安裝、檢修、操作等均受到很大的限制。此外，薄煤層生產(chǎn)能力低，單產(chǎn)水平低，巷道消耗率高、接替緊張等特點(diǎn)使得設(shè)備難以進(jìn)行有效開采，部分條件極為復(fù)雜的薄煤層只能棄而不采，資源損失嚴(yán)重。 我國薄煤層煤炭資源十分豐富，研制生產(chǎn)薄煤層采煤機(jī)截割電動(dòng)機(jī)，為薄煤層開采提供裝備配套，解決薄煤層資源開采難題，提高薄煤層煤炭資源開采利用率，對促進(jìn)能源節(jié)約和安全具有重要意義，應(yīng)用前景十分廣闊。
而要實(shí)現(xiàn)薄煤層安全高效開采，根本出路在于機(jī)械化。當(dāng)前，開采技術(shù)和設(shè)備重要性凸顯，尤其對中小礦井而言，精選適合薄煤層開采的液壓支架、采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等“三機(jī)”配套設(shè)備，大功率、重型化、小體積和高可靠性的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工作面的自動(dòng)化操作和控制是恰當(dāng)?shù)氖菍?shí)現(xiàn)礦井增產(chǎn)增效的有效手段。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù) 概念 發(fā)展方向
油氣資源是人類生產(chǎn)發(fā)展和日常生活所必須的能源資源，然而其開采和發(fā)掘卻具有一定的高危險(xiǎn)性和高投入性。尤其是對深海內(nèi)部的油氣資源進(jìn)行鉆井開采，其發(fā)生意外的可能性會(huì)更大，風(fēng)險(xiǎn)性會(huì)更高。為了改變這種現(xiàn)狀，科學(xué)工作者研究和開發(fā)了一種無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)。
1 無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)1.1 無意外風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)的概念
無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)，英文縮寫為NDS。它是在21世紀(jì)初，國外的BP公司利用其豐富的鉆井作業(yè)技術(shù)，同時(shí)結(jié)合斯倫貝公司先進(jìn)的工具，共同開發(fā)的一種新型鉆井技術(shù)。后來，經(jīng)過多次試驗(yàn)和現(xiàn)場檢查，證明其應(yīng)用性、目的性較強(qiáng)，故而得以在鉆井技術(shù)中被廣泛使用。
在開發(fā)無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)的過程中，兩家公司主要堅(jiān)持這樣一個(gè)核心思想，即集合各領(lǐng)域的專家，先進(jìn)的預(yù)測和鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫軟件，先進(jìn)的硬件，為它們提供整套工作框架及工藝方法，通過這些要素的協(xié)作和交流，讓其以結(jié)構(gòu)化的方法對深海井下的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行鑒別、分析，之后采用適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，控制這些風(fēng)險(xiǎn)。最終根據(jù)不同的條件設(shè)計(jì)不同的鉆井方案，解決井筒壓力、井壁穩(wěn)定等問題，消除鉆井過程中，可能出現(xiàn)的意外事故，達(dá)到降低鉆井成本的目的。
1.2 無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)的系統(tǒng)組成
通常情況下，無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)系統(tǒng)的主要工作環(huán)節(jié)為：
由圖可知，無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)綜合了最先進(jìn)的硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，通過參數(shù)測量、井下信號(hào)采集與傳輸系統(tǒng)、井下控制技術(shù)，將地層信息和深海井下的風(fēng)險(xiǎn)控制相結(jié)合，又采用鉆井專家系統(tǒng)、井下風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)系統(tǒng)、三維可視化技術(shù)構(gòu)造的地質(zhì)模型，對鉆井區(qū)域的信息進(jìn)行收集和分析，之后向硬件設(shè)備發(fā)出反饋工作指令，調(diào)整鉆井方案，控制鉆井風(fēng)險(xiǎn)。
1.3 無意外風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)的特點(diǎn)
根據(jù)無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)的系統(tǒng)圖，可知這項(xiàng)技術(shù)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）利用多種學(xué)科解決高難度問題。無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)中包含了石油鉆井、深海測繪、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體、地理等各個(gè)學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)，通過這些技術(shù)主要解決深水復(fù)雜地形探測和鉆井等高風(fēng)險(xiǎn)和高投資的問題。
（2）強(qiáng)大的信號(hào)采集和傳輸功能。要完成整個(gè)無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)，就要獲取與之相關(guān)的地層流體、放射性、動(dòng)態(tài)鉆井液、鉆井工具、井眼軌跡、地層物理等各項(xiàng)參數(shù)。在采集參數(shù)的過程中，需要強(qiáng)大的信號(hào)做支撐，數(shù)據(jù)采集完成后，需要有快速高效的傳輸訊號(hào)做支撐。
2 無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井關(guān)鍵技術(shù)
無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：鉆前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測技術(shù)；隨鉆風(fēng)險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)技術(shù)；隨鉆風(fēng)險(xiǎn)決策技術(shù)；鉆后風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)等。
通常在進(jìn)行鉆井前，工作人員會(huì)對鉆井過程中可能會(huì)出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行提前預(yù)測，之后采用一定的辦法避免這些風(fēng)險(xiǎn)，這個(gè)就是鉆前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測技術(shù)的實(shí)施過程。在這個(gè)過程中，工作人員一般要使用WellTRAK知識(shí)系統(tǒng)、地質(zhì)力學(xué)模型、RiskTRAK數(shù)據(jù)系統(tǒng)或者鄰井資料進(jìn)行對比，完成鉆前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測。
而在隨鉆風(fēng)險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)技術(shù)中，NDS技術(shù)最核心的鉆井工程信息和地質(zhì)信會(huì)被獲取和分析。其獲取信息的過程主要是通過隨鉆測量工具以及實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控軟件共同完成。通過這些數(shù)據(jù)，工作人員能夠制定相應(yīng)的方案，優(yōu)化鉆井作業(yè)，評價(jià)地層狀況。
通過隨鉆風(fēng)險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)技術(shù)，能夠鑒別和發(fā)現(xiàn)鉆井過程中的某些風(fēng)險(xiǎn)。在此基礎(chǔ)上，就要使用隨鉆風(fēng)險(xiǎn)決策技術(shù)，解決這些風(fēng)險(xiǎn)。而要完成這一技術(shù)的實(shí)施工程，通常要借助于三維以及斯倫貝協(xié)作和決策中心等方面的技術(shù)。
鉆后風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)技術(shù)是整個(gè)無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)的最后一環(huán)。一般在完成鉆井工作之后，工作人員會(huì)利用數(shù)學(xué)模型對鉆井過程中發(fā)現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行統(tǒng)一評價(jià)和總結(jié)，將其收集到數(shù)據(jù)庫中，完善和更新鉆井風(fēng)險(xiǎn)的數(shù)據(jù)。
3 無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)的發(fā)展方向
當(dāng)前，無意外風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)已經(jīng)在國外和國內(nèi)部分油田中，有了一定的應(yīng)用，但是在應(yīng)用的過程中也存在一定問題，故而未來的無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)的發(fā)展方向就是解決好這些問題，促進(jìn)整個(gè)技術(shù)的發(fā)展。
國外無意外風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)中的隨鉆測量、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向等工具，以及阻礙信息共享網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展較為先進(jìn)，同時(shí)其無意外風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)已經(jīng)具備了一定的鉆井能力。然而受技術(shù)和各種因素的影響，其隨鉆測量工具的精度較差、像素分辨率也較低，影響了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，由于受網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的限制，其數(shù)據(jù)處理和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)軟件主要以靜態(tài)為主，而動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)的軟件系統(tǒng)仍不夠完善。所以在未來的無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)中，解決隨鉆測量工具的精度，建立和開發(fā)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)處理和風(fēng)險(xiǎn)評估軟件，將是主要發(fā)展方向之一。
與國外的無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)相比，中國的NDS鉆井技術(shù)起步較晚，雖然在隨鉆測量和導(dǎo)向工具的研發(fā)上，取得了一些成績，并且也提高了NDS鉆井技術(shù)的系統(tǒng)和應(yīng)用能力，但與國外的技術(shù)仍舊有一定的差距。同時(shí)為了提高NDS鉆井技術(shù)的數(shù)據(jù)監(jiān)控能力，中國搭建了中石油鉆井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測分析匯中心，并且建立了完善的鉆井專家系統(tǒng)和鉆井信息庫系統(tǒng)。通過這樣的方式，可以是全國甚至全世界范圍內(nèi)的石油鉆井?dāng)?shù)據(jù)完成采集、傳輸和交流，為國內(nèi)的無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)提供相應(yīng)是軟件和硬件保證。
無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井技術(shù)能夠?qū)ι詈；蛘邚?fù)雜地形中的油氣資源開采提供相應(yīng)的預(yù)測、鑒別方案，減少鉆井過程中的意外風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)控制鉆井的投資，減少其成本。在未來的鉆井技術(shù)中，具有良好的發(fā)展前景，應(yīng)該被廣泛使用。
參考文獻(xiàn)
[1] 連志龍，周英操，申瑞臣.無意外風(fēng)險(xiǎn)鉆井（NDS）技術(shù)探討[J].石油鉆采工藝.2009，31（1）：90-94
[2] 夏炎，申瑞臣，袁光杰.NDS（無風(fēng)險(xiǎn)）鉆井技術(shù)及展望[D].第七屆石油鉆井院所長會(huì)議論文集.石油工業(yè)出版社，2008：43-46
【關(guān)鍵詞】潛山裂縫儲(chǔ)層 壓裂液 儲(chǔ)層損害 造縫巖心 導(dǎo)流能力
遼河油區(qū)大民屯凹陷油氣非常富集，潛山油氣藏也是主要的產(chǎn)油層位，裂縫一般較為發(fā)育。該區(qū)屬低孔、超低滲油藏，有效孔隙度為1.6%～4.1%，多發(fā)育垂直縫和高角度縫，巖性以砂泥巖互層、灰質(zhì)白云巖和油斑混合花崗巖為主。為了提高油井產(chǎn)能改善油藏滲流條件，水力壓裂是常用的增產(chǎn)措施。壓裂液作為壓裂改造油氣層的入井流體，在壓裂過程中起傳遞壓力和攜帶支撐劑的作用，但也會(huì)對儲(chǔ)層造成不同程度的傷害[1，2]。其濾液、殘?jiān)鼈?huì)造成近壓裂區(qū)域儲(chǔ)層滲透率急劇降低，同時(shí)也降低了填砂裂縫的導(dǎo)流能力，進(jìn)而影響單井儲(chǔ)層改造效果，降低儲(chǔ)層整體開發(fā)效果。因此，本文開展了壓裂液對裂縫性儲(chǔ)層傷害實(shí)驗(yàn)研究，并對下一步壓裂液選擇提出技術(shù)對策。
1 裂縫性儲(chǔ)層壓裂液損害機(jī)理分析
裂縫性儲(chǔ)層孔隙性砂巖明顯不同的是，裂縫既是裂縫性油藏流體的儲(chǔ)集空間，又是滲流通道，裂縫是受損害的敏感部位，應(yīng)主要考慮裂縫受到的損害[3-6]。總體來說壓裂液對潛山裂縫性儲(chǔ)層損害主要體現(xiàn)在以下方面：
（1）侵入裂縫的壓裂液濾液會(huì)引起粘土礦物水化膨脹、分散運(yùn)移，造成裂縫滲透率降低；
（2）壓裂液沿地層裂縫進(jìn)入地層，破膠后殘?jiān)氯貙蛹傲芽p內(nèi)孔隙和喉道，同時(shí)增強(qiáng)了濾液與油形成乳狀液的界面膜厚度，難于破乳，降低裂縫滲透率損害地層；
（3）壓裂液濾液進(jìn)入地層，與裂縫充填物相互作用引起裂縫有效寬度減小，從而降低裂縫滲透率；
（4）壓裂液濾失會(huì)在裂縫壁面形成內(nèi)外濾餅，該層濾餅極為致密（如表1所示），滲透性極差額外增加了油氣滲流阻力，如不清除將對油氣由地層進(jìn)入壓裂填砂裂縫產(chǎn)生極為不利影響。
（5）壓裂液對填砂裂縫導(dǎo)流能力的損害主要是由于壓開的裂縫閉合，支撐劑嵌入儲(chǔ)層，濾餅占據(jù)了部分以至整個(gè)支撐劑之間的間隙，導(dǎo)致裂縫導(dǎo)流能力大大降低，阻礙壓裂液的反排和原油的產(chǎn)出[7]。綜合以上分析壓裂液對潛山裂縫儲(chǔ)層油氣滲流的不利影響主要體現(xiàn)在對儲(chǔ)層裂縫滲透率和填砂裂縫導(dǎo)流能力的損害。
2 壓裂液對儲(chǔ)層損害人造裂縫巖心評價(jià)
儲(chǔ)層巖石在井下受上覆地層壓力和地層流體壓力的共同作用，由于開采取心等作業(yè)過程中導(dǎo)致巖石受到的有效應(yīng)力發(fā)生變化，引起儲(chǔ)層滲透率的改變，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力敏感性[4]。目前對于裂縫性儲(chǔ)層的入井液傷害研究多采用天然巖心進(jìn)行縱向劈裂，即人造裂縫巖心進(jìn)行驅(qū)替與污染實(shí)驗(yàn)，采用該方法關(guān)鍵在于井下裂縫實(shí)際寬度的準(zhǔn)確模擬
2.1 圍壓對裂縫參數(shù)的影響
實(shí)驗(yàn)中選取遼河油田沈288、沈299井的巖心并分別將其劈裂人工造縫，利用巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置在常溫下靜態(tài)改變圍壓，測定巖心的氣測滲透率。所采用的兩口井巖心基質(zhì)滲透率均極低，其基本參數(shù)如表1。
實(shí)驗(yàn)測得造縫巖心裂縫滲透率隨著圍壓的變化，可以看出隨著巖心圍壓的增加造縫巖心氣測滲透率急劇下降，當(dāng)圍壓超過3.5MPa后巖心氣測滲透率下降緩慢趨于穩(wěn)定。在不考慮基質(zhì)孔隙有滲透能力的前提下，Mckoe根據(jù)達(dá)西定律的一般原理采用平行板模型，推導(dǎo)得到裂縫滲透率與裂縫寬度的關(guān)系如下[10，11]：
W——裂縫有效寬度，μm
可知裂縫滲透率與裂縫寬度的平方成正比關(guān)系，因此根據(jù)所測試的滲透率可以反推得到不同圍壓條件下的裂縫寬度，在污染評價(jià)實(shí)驗(yàn)中可以通過調(diào)節(jié)圍壓模擬井下不同的裂縫寬度。
2.2 壓裂液造縫巖心動(dòng)態(tài)污染評價(jià)
采用遼河油田常用的HPG和GHPG壓裂液體系對造縫巖心進(jìn)行動(dòng)態(tài)污染，以模擬壓裂液進(jìn)入裂縫性儲(chǔ)層并進(jìn)行動(dòng)濾失的過程，測定一定縫寬條件下污染前后滲透率值并計(jì)算滲透率恢復(fù)率。實(shí)驗(yàn)所用儀器為JHMD-Ⅱ高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)損害評價(jià)儀。
2.2.1？壓裂液的配制與基本性能測定
壓裂液制備：按交聯(lián)比20∶1量取交聯(lián)劑溶液和配比所需凍膠。
破膠液制備：將所制備的壓裂液凍膠在地層溫度100℃條件下密封恒溫靜置2h破膠，即可得到破膠液。
實(shí)驗(yàn)中分別測定了兩個(gè)體系的粘度、殘?jiān)蜑V失性 。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，HPG和GHPG壓裂液粘度較高，攜砂性能、破膠性能較好，但GHPG體系的濾失速度較快，HPG體系的殘?jiān)枯^高。
2.2.2？造縫巖心壓裂液動(dòng)態(tài)污染
將人造裂縫巖心裝入巖心夾持器中，根據(jù)圍壓與巖心滲透率和縫寬的關(guān)系，設(shè)置合理的圍壓值。正向采用煤油由平流泵低速驅(qū)替至穩(wěn)態(tài)并測定巖心未受到污染的滲透率Ko。開啟磁力泵將壓裂液泵至巖心反向端面并動(dòng)態(tài)循環(huán)以模擬壓裂液注入過程，對巖心端面進(jìn)行污染125min。最后再次采用煤油進(jìn)行正向驅(qū)替測試巖心受壓裂液污染后的滲透率Kod。根據(jù)以上步驟即可測得巖心在某一裂縫寬度條件下的壓裂液污染滲透率恢復(fù)率。
從數(shù)據(jù)可以看出H P G壓裂液對大民屯凹陷潛山裂縫儲(chǔ)層的損害率為25.34%～36.28%，GHPG壓裂液對裂縫儲(chǔ)層的損害率為23.42～32.73%。實(shí)驗(yàn)規(guī)律：
（1）壓裂液對于寬裂縫的損害率要大于窄裂縫；
（2）GHPG壓裂液體系的儲(chǔ)層保護(hù)性能優(yōu)于HPG體系。
5 結(jié)論
（1）壓裂液對潛山裂縫致密儲(chǔ)層增產(chǎn)效果的不利影響主要是壓裂液濾液、殘?jiān)蜑V餅對于裂縫的堵塞與液相圈閉損害，導(dǎo)致儲(chǔ)層裂縫滲透率降低，不利于油氣由儲(chǔ)層向填砂裂縫中流動(dòng)；另外壓裂液破膠不徹底，高粘度破膠液、固相殘?jiān)拇嬖跁?huì)顯著降低填砂裂縫的導(dǎo)流能力，影響增產(chǎn)效果。
（2）通過控制圍壓定量模擬地層條件下不同縫寬，采用造縫巖心進(jìn)行壓裂液動(dòng)態(tài)污染測定滲透率恢復(fù)率，結(jié)果表明壓裂液對寬裂縫的侵入深度更深，污染程度更大，壓裂液對大民屯凹陷潛山裂縫性儲(chǔ)層造成的損害率為23.42%～36.28%。
（3）通過對比加入不同壓裂液體系支撐劑裂縫導(dǎo)流能力隨閉合壓力的關(guān)系，定量評價(jià)了壓裂液對于壓裂所形成裂縫導(dǎo)流能力的損害，結(jié)果表明壓裂液破膠不徹底嚴(yán)重降低了壓裂增產(chǎn)效果，其對裂縫導(dǎo)流能力的損害率高達(dá)44.42%～68.39%。
（4）在大民屯凹陷潛山裂縫儲(chǔ)層開展壓裂液損害評價(jià)及機(jī)理研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，可以為大民屯潛山保護(hù)裂縫性儲(chǔ)層壓裂液技術(shù)提供對策，進(jìn)而為大民屯潛山高效勘探開發(fā)提供技術(shù)支撐。
本文在編寫過程中得到了中國石油大學(xué)蔣官澄教授的熱情指點(diǎn)，勘探項(xiàng)目部陳振巖教授也在百忙中幫助修改，在此一并表示謝意。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄭曉軍，蘇君惠，徐春明.水基壓裂液對儲(chǔ)層傷害性研究. 應(yīng)用化工. 2009（11）：1623-1628.
[2] 劉建坤.低滲透砂巖氣藏壓裂液傷害機(jī)理研究：（碩士學(xué)位論文）.中國科學(xué)院研究生院（滲流流體力學(xué)研究所），2011
[3] 崔迎春，劉媛，陳玉林，等.裂縫性油氣儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)研究. 石油鉆采工藝. 2003（6）：10-13
[4] 楊枝，孫金聲，張潔，等.裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)研究進(jìn)展. 探礦工程（巖土鉆掘工程）. 2009（11）：4-10
[5] 顧軍，張玉廣，高玉堂，等.裂縫性儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)與鉆井完井液. 油田化學(xué). 2007（1）：87-92
[6] 汪偉英，張順元，王璽，等.鉆井過程中裂縫性儲(chǔ)層傷害機(jī)理及試驗(yàn)評價(jià)方法. 石油天然氣學(xué)報(bào). 2011（10）：108-111
[7] 溫慶志，張士誠，王雷，等.支撐劑嵌入對裂縫長期導(dǎo)流能力的影響研究. 天然氣工業(yè). 2005（5）：65-68
[8] 葉艷，鄢捷年，鄒盛禮，等.碳酸鹽巖裂縫性儲(chǔ)層鉆井液損害評價(jià)新方法. 石油學(xué)報(bào). 2008（5）：752-756
[9] 吳彬，鄢捷年，鄒盛禮，等.吐孜3井裂縫性儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù). 石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2002（1）：32-34
[10] Jiao D，Sharma M M. Mud Induced Formation Damage in Fractured Reservoirs. SPE Drilling& Completion. 1996，11（1）：11-16.
［關(guān)鍵詞］機(jī)電類專業(yè)CDIO卓越工程師教育課程體系培養(yǎng)模式
［中圖分類號(hào)］G640［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2013）08-0046-03
一、卓越工程師教育與CDIO的關(guān)系
“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是國家宏觀的培養(yǎng)目標(biāo)要求，其工作思路是借鑒世界先進(jìn)國家高等工程教育的成功經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)建具有中國特色工程教育模式，通過教育和行業(yè)、高校和企業(yè)的密切合作，以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，著力提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需要的多種類型優(yōu)秀工程師。CDIO工程教育理念和培養(yǎng)模式注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的工程技術(shù)能力，尤其是項(xiàng)目組織、設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施能力，以及較強(qiáng)的溝通和協(xié)調(diào)能力，體現(xiàn)了當(dāng)今工程教育的國際共識(shí)?？梢?，CDIO人才培養(yǎng)模式和理念與卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的教育理念是高度一致的，而且CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，應(yīng)該作為實(shí)現(xiàn)卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的重要途徑，也是加入卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的基礎(chǔ)。
二、機(jī)自專業(yè)卓越工程師教育培養(yǎng)要求
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)是典型的工科機(jī)電類專業(yè)，培養(yǎng)卓越工程師正是這類專業(yè)教育教學(xué)所追求的理想目標(biāo)。根據(jù)近年來專業(yè)進(jìn)行CDIO工程教育改革實(shí)踐取得的經(jīng)驗(yàn)，開展卓越工程師教育培養(yǎng)模式的探索具有更積極的意義，而且卓越工程師教育對學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)要有具體的要求。
1.接受通用知識(shí)的基礎(chǔ)教育，具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等自然科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，較強(qiáng)的外語和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，較好的人文、藝術(shù)和社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)，初步的經(jīng)濟(jì)管理知識(shí)。
2.接受專業(yè)基礎(chǔ)教育，較系統(tǒng)地掌握機(jī)械制圖、力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、電學(xué)、機(jī)械工程專業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)域的基本知識(shí)和技能。
3.接受專業(yè)基本技能訓(xùn)練，掌握本專業(yè)必須的零件測繪、力學(xué)分析計(jì)算、實(shí)驗(yàn)、測試、數(shù)據(jù)分析、文獻(xiàn)檢索和基本工藝操作等方面的基本實(shí)踐技能。
4.接受專業(yè)知識(shí)教育與專業(yè)技能訓(xùn)練，具有本專業(yè)領(lǐng)域或方向所必需的專業(yè)知識(shí)，了解專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)行業(yè)的政策、法律和法規(guī)，了解本專業(yè)及相關(guān)學(xué)科前沿及發(fā)展趨勢。
5.接受工程意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)與訓(xùn)練，具有綜合運(yùn)用所學(xué)理論、分析解決工程實(shí)際問題的能力，能夠參與生產(chǎn)、并具有基本的運(yùn)行和維護(hù)能力，具有進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)、技術(shù)改造與創(chuàng)新的初步能力。
6.獲得綜合素質(zhì)的教育與培養(yǎng)，具有較強(qiáng)的交流溝通、環(huán)境適應(yīng)和團(tuán)隊(duì)合作的能力，具有較好的組織管理能力，具有良好的質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康、安全和服務(wù)意識(shí)，具有應(yīng)對危機(jī)與突發(fā)事件的初步能力，以及較高的綜合素質(zhì)和職業(yè)道德修養(yǎng)。
三、課程體系改革規(guī)劃與實(shí)踐
課程體系改革始終是貫徹CDIO工程教育改革理念，落實(shí)人才培養(yǎng)方案的具體保證。
（一）調(diào)整兩課開設(shè)學(xué)期，優(yōu)化課程布局
兩課是標(biāo)示中國特色高等教育的重要課程，共有356學(xué)時(shí)，16個(gè)必修學(xué)分，一般集中開設(shè)在大學(xué)一、二年級(jí)，在限制每學(xué)期計(jì)劃學(xué)時(shí)的要求下，一些基礎(chǔ)性課程被迫后延，對學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)和訓(xùn)練非常不利。本專業(yè)在CDIO工程教育改革實(shí)踐過程中，多方考察、學(xué)習(xí)，并與學(xué)校主管領(lǐng)導(dǎo)和教務(wù)處領(lǐng)導(dǎo)多次研究，做出了調(diào)整兩課開設(shè)學(xué)期的重大決定。將兩年完成的兩課主要教學(xué)任務(wù)調(diào)整為四年完成，即每學(xué)年開設(shè)一門政治哲學(xué)類課程，保證兩課四年不斷線：大一第一學(xué)期開設(shè) “思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)”，大二第一學(xué)期開設(shè)“中國近代史綱要”，大三第一學(xué)期開設(shè)“基本原理”，大四第一學(xué)期開設(shè)“思想和中國特色社會(huì)主義理論體系概論”。在兩課教學(xué)過程中，可以通過課程內(nèi)容的改革，重點(diǎn)教育和培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感。在大三、大四學(xué)年開設(shè)政治課更有利于準(zhǔn)備考研的學(xué)生學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，大二調(diào)整兩課余出的學(xué)時(shí)由技術(shù)基礎(chǔ)課來遞進(jìn)填補(bǔ)，優(yōu)化了課程布局，為學(xué)生開展創(chuàng)新訓(xùn)練提供了專業(yè)基礎(chǔ)，更有利于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
（二）公共基礎(chǔ)課程體現(xiàn)工程應(yīng)用意識(shí)
英語課分層次教學(xué)，入學(xué)即可參加大學(xué)四、六級(jí)考試，通過者可以進(jìn)入專業(yè)實(shí)驗(yàn)室接受工程意識(shí)和創(chuàng)新能力訓(xùn)練。
數(shù)學(xué)課教學(xué)內(nèi)容與方式改革，在講述數(shù)學(xué)知識(shí)的過程中，啟迪學(xué)生的數(shù)學(xué)思維方式，教會(huì)應(yīng)用數(shù)學(xué)理論進(jìn)行工程建模的方法，數(shù)學(xué)中的實(shí)例應(yīng)該以機(jī)械工程的具體對象為目標(biāo)，使學(xué)生體會(huì)到學(xué)以致用的感覺，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。
大學(xué)物理課教學(xué)內(nèi)容與方式改革，在講授物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，傳授和訓(xùn)練進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的基本方法、基本技能，訓(xùn)練觀察現(xiàn)象與數(shù)據(jù)分析的能力，為工程實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。
（三）技術(shù)基礎(chǔ)課程培養(yǎng)工程意識(shí)
在大一第二學(xué)期新增開設(shè)機(jī)械工程導(dǎo)論課程，介紹機(jī)自專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃、學(xué)科發(fā)展、工程案例，為學(xué)生提供一個(gè)開發(fā)產(chǎn)品、裝備和系統(tǒng)的理論知識(shí)與工程實(shí)踐的基本思維框架；勾勒出一個(gè)工程師的任務(wù)和職責(zé)，以及如何應(yīng)用科學(xué)知識(shí)來完成這些任務(wù)的思維方法；并有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)必要的個(gè)人能力和人際交往能力；進(jìn)行學(xué)為所用的工程意識(shí)的啟蒙教育。
改革機(jī)械制圖課程體系，增加三維圖形教學(xué)內(nèi)容，將獨(dú)立開設(shè)的零件測繪教學(xué)環(huán)節(jié)融入機(jī)械制圖理論課的進(jìn)程中，理論與實(shí)踐應(yīng)用綜合在一起，同步進(jìn)行，初步培養(yǎng)學(xué)為所用的工程意識(shí)。
機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系改革，將獨(dú)立開設(shè)的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)和機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)調(diào)整到對應(yīng)的理論課學(xué)期，將課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與理論課內(nèi)容綜合在一起，同步進(jìn)行。在機(jī)械原理或機(jī)械設(shè)計(jì)理論課開始之初，將課程設(shè)計(jì)的任務(wù)布置給聽課學(xué)生，并要求理論課程結(jié)束時(shí)完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。教師講授理論課時(shí)始終關(guān)注課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，督促和指導(dǎo)學(xué)生完成所講相關(guān)內(nèi)容的課程設(shè)計(jì)任務(wù)，使學(xué)生邊學(xué)、邊練、邊用，理論緊密聯(lián)系實(shí)際，不斷建立學(xué)為所用的工程意識(shí)。機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課程與原培養(yǎng)計(jì)劃比較，分別提前1個(gè)學(xué)期開課，以便為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課提供前期知識(shí)。
（四）專業(yè)課程增強(qiáng)實(shí)踐能力訓(xùn)練
專業(yè)課程的改革方式是減少專業(yè)課的理論授課學(xué)時(shí)，大幅度增加實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐訓(xùn)練學(xué)時(shí)，盡量將CDIO理念貫穿于課程教學(xué)中。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)、對主要課程及學(xué)時(shí)比例進(jìn)行了綜合調(diào)整，構(gòu)成如表1所示，其中單片機(jī)原理及應(yīng)用、井下作業(yè)設(shè)備與工具和海洋石油裝備概論為新增課程，目的是增強(qiáng)機(jī)電基礎(chǔ)和突出石油特色；合計(jì)增加100個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、88個(gè)理論學(xué)時(shí)。取消了獨(dú)立的專業(yè)英語課程，設(shè)置兩門以上的專業(yè)課程采用雙語教學(xué)，從而保證學(xué)生專業(yè)外語應(yīng)用水平；專業(yè)英語（64學(xué)時(shí)）和思想和中國特色社會(huì)主義理論體系概論（96學(xué)時(shí)）后置余出的160個(gè)必修課程學(xué)時(shí)基本平衡了增加的專業(yè)課理論和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。
表1課程改革新增實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)課程列表
■
（五）課程設(shè)計(jì)實(shí)施CDIO模式
“機(jī)構(gòu)分析創(chuàng)新設(shè)計(jì)”和“機(jī)電一體化系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)”是東北石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)參加教育部CDIO工程教育改革試點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的目標(biāo)，為培養(yǎng)本專業(yè)學(xué)生的個(gè)人、人際交往和團(tuán)隊(duì)合作能力，產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造和控制能力，而分別在大二和大三短學(xué)期新增設(shè)的2個(gè)理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)。目的是為學(xué)生逐步獲得優(yōu)良的工程素質(zhì)和綜合能力（學(xué)會(huì)求知、學(xué)會(huì)做人、學(xué)會(huì)做事、善于合作）奠定基礎(chǔ)。
每個(gè)班分成6~7個(gè)設(shè)計(jì)小組，每個(gè)小組獨(dú)立承擔(dān)一個(gè)設(shè)計(jì)題目，由4~5人組成，自選組長，組長負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)小組任務(wù)分配、組織管理和工作協(xié)調(diào)。每個(gè)小組提交一份設(shè)計(jì)報(bào)告和每個(gè)小組成員的個(gè)人工作過程記錄（手寫），并進(jìn)行ppt匯報(bào)答辯。機(jī)構(gòu)分析創(chuàng)新設(shè)計(jì)提交的設(shè)計(jì)報(bào)告包括：設(shè)計(jì)分析說明書、CAD 設(shè)計(jì)圖紙；機(jī)電一體化系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)提交的設(shè)計(jì)報(bào)告包括：設(shè)計(jì)分析說明書、CAD 設(shè)計(jì)圖紙、控制原理圖、電氣回路圖、程序設(shè)計(jì)圖。
課程設(shè)計(jì)的考核方式進(jìn)行了如下探索：
1.組長給定本設(shè)計(jì)小組成員的個(gè)人貢獻(xiàn)或成績排序。設(shè)計(jì)小組組長根據(jù)小組同學(xué)的個(gè)人貢獻(xiàn)、合作表現(xiàn)，按分差不小于2分給出小組成員個(gè)人成績，或給出小組成員成績排序。
2.指導(dǎo)教師組成的答辯組評定設(shè)計(jì)小組成績。答辯組根據(jù)每個(gè)小組設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告撰寫的質(zhì)量（結(jié)構(gòu)層次、語言表達(dá)、分析計(jì)算、撰寫規(guī)范）；設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量（圖紙完整、表達(dá)正確、符合規(guī)范）；答辯過程表現(xiàn)（匯報(bào)講述、回答問題、PPT質(zhì)量）等項(xiàng)目按百分制綜合給出該組設(shè)計(jì)的綜合成績。小組的答辯綜合成績?yōu)樾〗M成員的個(gè)人成績中間值偏上。
3.指導(dǎo)教師還可以根據(jù)設(shè)計(jì)小組每個(gè)同學(xué)的平時(shí)表現(xiàn)（出勤情況、工作態(tài)度、提問情況）調(diào)整個(gè)別同學(xué)的個(gè)人成績，更好地維護(hù)公平性。
4.學(xué)生自評與團(tuán)隊(duì)成員互評可以調(diào)整小組組長給出的成績排序偏差。小組成員自評主要考核學(xué)生的誠實(shí)性；團(tuán)隊(duì)成員互評主要考核學(xué)生的公正性和團(tuán)結(jié)互助精神。
（六）畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施CDIO模式
大四第二學(xué)期全部進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，將畢業(yè)設(shè)計(jì)從13周延長至18周，有利于完整系統(tǒng)地實(shí)施CDIO工程教育模式。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備、進(jìn)行和總結(jié)的全過程中，對各個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。首先在選題上，采取指導(dǎo)教師申報(bào)題目，然后由教研室從中優(yōu)選確定，保證工程實(shí)際設(shè)計(jì)題目占到80%的比例。將確定好的設(shè)計(jì)題目下發(fā)給學(xué)生，使學(xué)生有很大的選擇權(quán)利，在個(gè)別嚴(yán)重沖突的題目上，由教研室做適當(dāng)調(diào)整。這樣做，能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計(jì)的積極性。
學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，把幾年中所學(xué)的理論知識(shí)綜合應(yīng)用于工程實(shí)際，不僅鍛煉了他們分析研究問題的能力，而且增強(qiáng)了他們的工作責(zé)任感，從而使他們投入更多的精力；遇到疑難問題，指導(dǎo)教師能及時(shí)地給予啟發(fā)，并與之研究、討論，激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí)。對于常出現(xiàn)的問題事先講給學(xué)生，使其自檢、互檢，有問題及時(shí)修改，爭取交出一份質(zhì)量較高的畢業(yè)設(shè)計(jì)答卷。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后階段，教師根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)書對設(shè)計(jì)圖紙嚴(yán)格審查，杜絕在答辯時(shí)出現(xiàn)“設(shè)備無法安裝、機(jī)構(gòu)不能轉(zhuǎn)動(dòng)、機(jī)件互相碰撞、工件不能加工”等原則性問題。隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，多數(shù)學(xué)生基本掌握了進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和解決工程實(shí)際問題的方式和方法，并培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)，已具備直接服務(wù)于生產(chǎn)與工程建設(shè)的能力。在教師嚴(yán)格要求、認(rèn)真把關(guān)下，學(xué)生完成較好的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以直接轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，經(jīng)過近兩年的統(tǒng)計(jì)，學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)修改后直接應(yīng)用于工程實(shí)際生產(chǎn)的占18%左右。
四、CDIO實(shí)踐總結(jié)
2010年機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)代表東北石油大學(xué)成為教育部CDIO工程教育模式第二批試點(diǎn)院校。經(jīng)過多年的實(shí)踐探索，機(jī)自專業(yè)基于CDIO教育理念的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)逐步形成，對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方向、教學(xué)計(jì)劃、課程教學(xué)大綱、實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)大綱、課程教學(xué)體系等進(jìn)行了卓有成效的改革與建設(shè)。
東北石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)已經(jīng)分別在機(jī)自07級(jí)、08級(jí)、09級(jí)的部分課程和環(huán)節(jié)逐步開展了CDIO工程教育模式的探索性實(shí)踐，完成了機(jī)電一體化原理及應(yīng)用、數(shù)控加工技術(shù)、電氣控制技術(shù)、液壓與氣動(dòng)、機(jī)械控制工程、石油鉆采機(jī)械等課程為載體的CDIO三級(jí)項(xiàng)目實(shí)施試點(diǎn)工作，都取得了預(yù)期的效果，并獲得了良好的經(jīng)驗(yàn)；機(jī)自2010級(jí)、2011級(jí)的人才培養(yǎng)方案已經(jīng)融入了CDIO理念，并根據(jù)調(diào)整后的課程體系有序地進(jìn)行全面實(shí)踐和總結(jié)；機(jī)自2012級(jí)、2013級(jí)的人才培養(yǎng)方案在CDIO實(shí)踐基礎(chǔ)上又加入了卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的新要求，正在進(jìn)行著初步的實(shí)踐探索。
CDIO工程教育模式的廣泛實(shí)踐有效促進(jìn)了本專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃和科技創(chuàng)新活動(dòng)的開展。在創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生明確自己的發(fā)展目標(biāo)，積極性、主動(dòng)性非常高， 2010~2013年本專業(yè)學(xué)生承擔(dān)或完成 “國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目”15項(xiàng)，發(fā)表科技論文10篇，獲得以“挑戰(zhàn)杯”為主的科技競賽獎(jiǎng)勵(lì)30余項(xiàng)。
五、結(jié)束語
東北石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)在CDIO工程教育改革實(shí)踐過程中不斷探索和總結(jié)，逐漸積累了一些工程教育改革的經(jīng)驗(yàn)，基本建立起CDIO工程教育的實(shí)施環(huán)境，為培養(yǎng)一批工程意識(shí)好，實(shí)際工作能力強(qiáng)的優(yōu)秀學(xué)生奠定了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，我們也在實(shí)踐中漸進(jìn)性地理解卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的內(nèi)涵，并逐步明確：CDIO工程教育與卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的理念是一致的，卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃是宏觀指導(dǎo)方針，CDIO是具體實(shí)施模式和重要基礎(chǔ)。
［參考文獻(xiàn)］
［1］顧佩華,包能勝,康全禮,等.CDIO在中國（上）［J］.高等工程教育研究，2012,（3）.
［2］吳恭興，劉文白，張寶吉，等.基于CDIO模式的卓越工程師培養(yǎng)方案的探索與實(shí)踐研究［J］.大學(xué)教育，2013,（9）.