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畢業設計是工科專業的重要實踐環節,大約占總實踐學分的27%。石油工程專業的畢業設計要求學生在規定的15周內,獨立完畢業論文。首先是指導教師申報畢業設計題目,當然如果有合適的題目學生也可以自主申報;接著畢業生和畢業設計指導教師雙向選擇確定畢業設計題目;然后是學生在兩周內獨立完成與畢業設計題目相關的外文文獻的翻譯,外文原文不少于2萬字符,譯文不少于1萬字;接著學生在指導教師的指導下,查閱國內外與所做課題有關的文獻資料,并進行消化吸收、分析歸納,利用兩周時間完成開題報告;然后在教師指導下,進行設計或實驗工作,并在規定時間內完成論文的編寫;最后,經指導老師和評閱老師評審通過的論文就可以參加答辯。筆者自2009年以來連續指導了五屆石油工程專業的畢業設計,明顯感覺畢業設計質量不盡如人意,具體表現主要有基礎理論與知識不扎實、論文重復率偏高、編程論文比例逐年降低等。管理、教師及學生三個方面的原因都導致畢業設計質量的下降[1-4],管理方面存在重形式輕內容、重過程輕結果的問題,教師方面存在選題不恰當、不負責的問題,學生方面由于生源的變化以及社會大環境而導致學習積極性不高、抄襲成風等問題。針對造成畢業設計質量下降的這些原因,狠抓選題、開題、中期檢查以及答辯環節,保證畢業設計質量。
一、嚴格畢業設計選題
為了選出適合于培養目標為高級應用型人才的石油工程專業的畢業設計題目,避免以往的題目重復率高、內容偏多、難度較大的問題,在畢業設計選題時,石油工程系首先組織指導教師學習學校和學院有關畢業設計的管理文件,領會文件的精神,結合石油工程系的實際,組織編寫了石油工程專業畢業設計選題指南,分指導教師版和學生版。指導教師版指南詳細指出了每個老師可以申報的題目方向和數量,要求了內容和題目與往屆的重復率;同時,對題目的內容和深度也做了明確的要求,最后詳細圖解了在畢業設計管理系統中申報課題的過程。學生版選題指南主要圖解在系統中選題的過程,特別強調不能跨專業方向選題。在指導教師申報完題目后,系上審核環節主要關注題目的重復率、題目的廣度、題目的深度以及題目適合的專業方向。對不符合我校石油工程專業培養目標的、雖來源于現場但題目偏難內容偏多的、內容與往屆重復等情況的題目則退回指導老師重新申報題目,直到題目符合人才培養目標。在學生選題前,舉行了石油工程專業畢業設計動員會,學院主管領導從畢業設計的目的、意義等方面對全體畢業設計學生進行了動員;石油工程系采用實例詳細介紹了選題過程和步驟,特別強調不能跨方向選題等注意事項。最后,學生在網上選題后,指導老師在網上確認,系上進行二次審核,主要看是否有跨方向選題。
石油工程2013屆畢業設計采用上述選題過程進行選題,指導教師申報的題目合格率達到90%,學生錯選率不到10%,未出現過難和過寬的題目。
二、規范開題答辯
2013屆石油工程專業共有414位學生獲準進入了畢業設計環節,按重慶科技學院實踐教學規范及石油工程系石油工程專業2013屆畢業設計工作計劃,開題答辯放在第六周。在第四周,在廣泛征求指導老師和畢業設計學生意見的基礎上,石油工程系制定了開題答辯方案,并傳達到所有畢業設計指導教師和畢業設計學生,同時做好開題答辯準備。
由于是首次搞開題答辯,因此隨機抽取了畢業生總數的20%分油藏、鉆井和采油三個組進行答辯。答辯分兩個階段:匯報和提問。在匯報階段,畢業生從目的意義、國內外發展現狀、主要內容、工作條件和工作計劃等方面闡述自己的課題;在提問階段,答辯老師著重從題目的適用性、國內外現狀的闡述、內容的廣度和深度、工作思路等方面就課題與答辯學生進行交流,針對性地提出建設性的修改建議和意見。總共有82位畢業生參加了開題答辯,建議修改題目的有15名,建議修改研究內容的有20名。同時,未參加答辯的學生也按時完成了開題報告,做好了開題答辯的準備。通過開題答辯,使學生能及時與指導老師協商,完善題目和內容,理清工作思路,保證了后續設計工作的順利進行。
三、中期檢查
2013屆畢業設計在中期檢查時,發現了進度滯后、題目寬、內容多、難度大以及實驗條件不滿足等問題,分別采取強化指導、調整題目和內容、補貼實驗課題經費的方法來解決,保證了畢業設計的按時完成。
四、嚴格評閱
2013屆畢業設計論文評閱采取“雙盲評閱、異人評審”模式。在開展評閱前,石油工程系制定了2013屆石油工程專業畢業設計答辯方案,詳細規定了畢業論文的評閱標準、時間節點等,并傳達到所有的畢業設計指導老師和畢業設計學生。評閱的具體做法為:答辯前一周,學生提交隱去指導老師和畢業設計學生信息的論文,然后指導教師在畢業設計系統中評審“雙隱”的畢業論文,只有指導老師評閱成績大于等于60分的論文才能進入下一個環節――交叉評閱。在交叉評閱前,系上根據每個課題的具體學科方向,在系統中預先指定研究方向與課題相同或相近的老師作為論文評閱老師,只要需要評閱的論文通過指導老師評閱,交叉評閱老師就會在畢業設計系統看到相關論文。交叉評閱根據學校實踐教學規范的具體要求,從完成的工作與任務書的符合度、工作量、內容深度和廣度以及格式的規范性等方面對看到“雙隱”論文進行評閱,給出恰當的評語和成績,只有評閱成績為60分及以上的論文才能進入答辯前的預審階段。這種評閱方式,避免了評閱時指導老師的干擾,保證了評閱結果的客觀公正。
交叉評閱結束后,2013屆畢業設計學生有34位同學的論文未通過交叉評閱,不能進入答辯環節。
五、改革答辯
答辯是畢業設計質量控制的最后一個環節,也是最重要的環節。往屆答辯時,自己指導的學生在老師所在的答辯組答辯,答辯多媒體和畢業論文上都有指導老師姓名,存在一定干擾因素。因此,2013屆答辯總的原則為“匿名答辯、異組答辯”,匿名答辯要求學生答辯時所用的材料(畢業論文和匯報多媒體)必須隱去指導老師姓名;異組答辯是指學生只能在非指導老師所在的答辯組答辯。答辯分組時,采用按方向分組原則,不管指導老師的學科方向,只認畢業設計課題本身的學科方向,按課題學科方向分組,同時盡量避免分到指導老師所在的答辯組。在答辯前,系上組織人員進行二次形式復查,對照學校關于工科畢業論文的格式要求,對提交的“雙隱”論文進行格式審查,格式規范的論文則直接進入答辯分組環節,格式嚴重不規范或未進行“雙隱”的論文直接判定為不合格,進入補答辯。答辯時,答辯學生用多媒體從緒論、主要工作、結論等幾方面闡述論文的主要內容,限時8分鐘;然后答辯組就論文本身以及相關專業知識提5~8個問題,答辯學生即時回答,答辯組根據回答情況并結合論文本身給出答辯成績。在答辯過程中,答辯小組秘書對論文進行一致性檢查,檢查完成的內容與任務書內容的一致性,發現內容不符則立即停止答辯并視為不通過。同時,如果發現答辯材料未進行了匿名處理,則直接進入二次答辯。
2013屆石油工程畢業設計答辯前,有10位同學未通過石油工程系組織的形式審查,共有370位學生進入了答辯環節。經過兩批次共計4天時間的答辯,油藏有4人、采油5人、鉆井14人共有23位學生未通過首次畢業設計答辯,其中包括3位未對答辯材料進行匿名處理的畢業生。隨后組織了兩次補答辯,最終有8位同學未通過畢業設計答辯,未按時取得畢業資格。
六、結束語
畢業生質量的高低與畢業設計的好壞息息相關,畢業設計質量的提高是一個漫長的過程,需要從現在開始,持之以恒地常抓不懈,才能逐年提高畢業設計質量。同時,畢業設計質量的高低不能僅靠指導老師,它需要學校、學院、系、指導老師和學生的相互協作才能實現。對學校層面,首先應該保證生源,重點嚴格控制轉入石油工程專業學生的質量和數量,要讓學生一進校就養成良好的學習習慣、找到適合的學習方法、樹立正確的學習目標;從學院層面來說,嚴格執行畢業設計標準,強力推進畢業設計改革,改變畢業設計百分百通過的現實,同時,加強對駐地子弟和石油子弟的管理;對系上層面來說,加強過程控制,嚴格答辯環節,及時堵住各個環節存在的漏洞;對指導教師來說,要從學生的前途和學校的聲譽出發,從嚴要求,堅決將濫竽充數的學生擋在校門之內。只要這四個層面都做好了,畢業設計的質量就會上一個新臺階。
參考文獻:
[1]肖丙剛,王秀敏,趙吉祥.本科生畢業設計存在的問題及其對策探討[J].中國電力教育,2009,(144).
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2.石油天然氣工程領域專業碩士的培養離不開專業教學團隊的支持。
石油天然氣工程領域專業學位研究生的培養,需要組建和完善相關教學團隊。校內導師應具有從事和開展石油工業科研項目及研究的經歷和經驗,應轉變教學思路,更新教學方法,并保持與現場工作站及現場導師的聯系。專業學位碩士生需要到企業工作站去完成論文,應聘任現場導師,注意發揮雙導師制的優越性。既要充分發揮校方導師的理論指導和學術水平,也要充分利用現場導師的現場經驗,形成優勢互補,培養學生利用所學專業知識解決實際問題的能力。現場導師應具有碩士以上學歷、具有高級職稱、從事重要科研及技術研究、具有一定管理和教學能力。為了保證培養質量,應實行校方導師負責制。碩士論文的指導工作由校企雙方導師合作、校方導師主要負責,現場導師在技術環節上給以協助。同時雙導師和研究生之間應相互溝通,通過電話、郵件、視頻等現代化渠道及時聯系,協商解決論文中出現的各類問題。
3.石油天然氣工程領域專業碩士的培養需要特別注意研究課題的選擇。
研究生到達石油企業工作站后,應開展學位論文的選題及開題工作。論文的選題非常重要,是保證論文質量的基礎。論文的選題應具有一定的應用價值、一定的深度和先進性。論文的選題一般應有在研的科研項目、工程設計項目或技術改造項目作為支撐,避免“空中樓閣”及“紙上談兵”。論文的結果應能夠直接為企業的科研和生產服務,有利于新工藝、新設備、新材料、新產品的研制與開發。論文的選題還應結合研究生的特長和基礎,有利于發揮其主觀能動性,積極地完成論文工作。研究生完成《碩士學位論文開題報告》后,需要在現場工作站舉行開題報告會,雙方導師及現場專家參加。作為評委,對研究生的開題報告、研究內容、技術路線、技術關鍵等進行一一審查和點評。對不符合要求者,不能通過開題。
4.石油天然氣工程領域專業碩士的培養需要加強日常的管理。
由于專業學位研究生需要深入企業、在研究生工作站實習、研究,遠離學校。所以,自研究生進站開始,就應該加強對他們的日常科研活動管理。要發揮現場導師的主動性,雙方導師保持與學生的聯系。校內導師應定期深入現場工作站進行指導,實行“每月匯報”“中期檢查”“導師全程跟蹤”的管理模式,切實加強專業學位研究生的日常管理,為最大限度地培養學生的專業技能提供保障。同時,學校應邀請現場導師來校,開展技術交流、學術講座、研究生培養經驗交流等。
5.石油天然氣工程領域專業碩士的畢業論文及答辯應注重解決工程實際問題。
專業學位碩士的畢業論文應較好地反映學生對基礎理論和專門知識的掌握,應體現借助科學理論、方法和技術手段解決工程實際問題。學生所作課題能否應用到生產實際中去,是否具有工程應用價值等均是評價論文質量的重要指標,也可以作為研究生能夠順利出站、獲得碩士學位、完成研究生階段學習的重要考核標準。畢業論文答辯在學校進行,雙方導師及校內外專家參加組成答辯委員會,聽取研究生的論文匯報并質疑、評價論文的質量。
二、培養質量評估方法探索
石油天然氣工程領域專業學位研究生的培養,主要經歷入學考試、培養過程、畢業論文答辯及就業4個主要過程。因此,本文提出了通過各階段成績來評價培養質量的方法。分析石油天然氣工程領域碩士研究生入學成績、課程成績、畢業成績(含就業情況)的關聯,跟蹤分析培養過程各階段的成績數據,評價學生的成績變化,根據其影響程度賦予不同的權重,并形成評價指標,具體從以下幾方面分析。
1.入學考試成績統計分析。
研究生在大學本科期間的績點成績、相對排名及絕對成績,可作為研究生階段成績統計分析的基準。研究生的統考成績,例如入學統考成績、入學成績排名、四六級成績等,由于均為全國統考,具有可對比性。因此,以上成績統計既可以作為生源質量的評價依據,也可作為培養質量評價的基礎數據。
2.研究生培養階段成績統計分析。
研究生入學后進入培養階段,此后的課程成績、排名以及最新的四六級成績可作為培養質量的評價指標,對比原有的成績數據,分析專業學位研究生培養質量、專業素質的變化過程。課程學習之后,進入論文開題及論文研究階段。該階段的質量評估可通過導師打分及學術成果數量質量統計,對學生的科研能力、工作效率、創新能力和獨立工作能力進行評估。學術成果方面包括培養期間的情況、主要著作、獲獎情況及專利發表情況等。
3.畢業論文答辯成績統計分析。
學生經過3年的培養,將進入答辯階段,學位論文質量及評審專家的認可程度,是評價學生培養質量的關鍵指標之一。
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21世紀已經步入了知識經濟的時代,社會對人才的要求和需求都在不斷增加,培養創新型人才已經成為我國高等教育面臨的重要課題和目標。石油工程作為一個知識與技術密集型產業,對從業人員的實踐能力和創新能力有較高的要求。目前我國高等教育在創新型人才培養模式中存在著較多的問題,嚴重缺乏對工程實踐能力和應用能力的培養,導致培養的畢業生在實際的工作中缺乏應對問題和解決問題的能力,更不具備工作的創新潛力,難以適應石油工程技術與管理現代化發展的要求。因此,對石油工程創新型人才培養的教學實踐和途徑進行有益的探討具有非常重要的現實意義。
一、培養石油工程創新型人才的現實意義
石油工程的特點和性質決定了人才和技術對行業發展有著重要的影響,而人才和技術二者之間又是相互依存、相互促進的,因此,創新型人才的培養在促進石油工業的發展從而加快創新型國家的建設中發揮著重要的作用。
(一)培養創新型人才是石油工業國際化發展的要求
隨著石油工業的快速發展,我國已經進入世界石油與科技市場,這意味著我國石油工業要應對國際市場中復雜的技術交流和激烈的市場競爭。石油工業的跨國開發與經營對石油工業技術與管理人員的綜合素質提出了更高的要求,不僅要有扎實的專業基礎,還要熟知國際石油工程的相關技術與商務要求,同時要具備較強的組織協調能力和經營管理能力。因此,培養石油創新型人才是石油工業國際化發展的要求和基礎。
(二)培養創新型人才是應對復雜開發環境的技術要求
石油作為一種不可再生的自然資源,在不斷地勘測開采中已經越來越稀缺,提高石油勘測技術和采收率已經成為石油工業發展的重要課題。同時,隨著條件較好地帶的石油未開采數量的不斷銳減,這些地帶剩余石油的開采難度必將加大,而且石油開采需要繼續向深海、極地、沙漠等條件極其惡劣的地帶延伸,這些都給石油工程帶來了更大的技術挑戰和更高的人員素質要求。因此,培養具備專業能力和創新能力的人才是應對日益復雜的石油開發環境的技術要求。
(三)培養創新型人才是石油企業面向工程實際的人才需求
隨著石油工業的發展,石油企業對專業人才的需求不斷增加,企業希望畢業生可以快速適應工作需要、熟練開展工作,并在工作中具有較強的創新潛力,能在日益復雜的開發環境中發現問題、提出解決辦法,促進企業的發展與進步。因此,高校需要培養適應企業要求的創新型人才以滿足石油企業面向工程實際的人才需求,這也是高校提升學生就業率的必然途徑。
二、目前高校石油工程創新型人才培養中存在的問題
目前很多高校已經意識到石油工程創新型人才培養的重要性,然而由于傳統教育觀念和教育模式的影響以及高校重視程度和改革力度的不足,在進行創新型人才培養的過程中存在著很多的問題,主要表現在以下三個方面。
(一)師資隊伍結構不合理,教學質量無法保證
我國石油高校的教師多是工科院校的碩士和博士生出身,雖然文化程度高,但缺少師范專業教學能力的培養,同時由于其缺乏工程實踐的背景,所以存在著知識結構不合理,過于偏重理論學習的問題。他們僅有的實踐經驗也多是參與導師的研究課題積累而來的,缺乏系統全面的工程實踐知識,導致在教學過程中只偏重理論教學,對學生的實踐能力缺乏培養和指導。此外,這些教師往往對提升科研水平的熱情高于對教學方式的探索,這些都導致了石油工程教學實踐中的質量無法得到保證。
(二)教學模式單一化,缺乏個性指導
目前很多高校的教學模式仍然保留著傳統的傳授式教學,沒有充分利用現有的教學設施進行多樣化的教學形式,從而在創新型人才的培養上存在很多問題。例如,教學過程中只重視理論知識的講解與傳授,嚴重缺乏知識應用與技能實訓,授課時對課程內容精選不夠,其知識結構系統性和邏輯性不足等。教學模式的單一化嚴重制約了教學質量的提升,缺乏個性化的指導也不利于學生的成長和發展。
(三)實踐環節不完善,實踐學習效果差
我國高校石油工程的課程實踐多是在校內的實驗室完成的,導致實踐過程中主要目的是對所學理論知識進行驗證,對學生在實驗設計、問題分析以及表達能力等方面的培養嚴重不足。此外,由于企業一般不愿意為學生提供實習場所和機會,學生在生產實習階段也往往沒有獲得足夠的實習鍛煉,畢業設計也多流于形式,或因選題過大或涉及知識比較復雜,最終以畢業論文代替,沒有充分培養學生綜合運用各類知識解決工程問題的能力。
三、培養石油工程創新型人才的教學研究
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本校石油工程專業是重慶市的重點學科,屬于高風險、高技術含量的領域,對學生綜合應用知識的能力有很高的要求;而且本校即將升為應用型大學,對應用型復合人才的培養目標會更高。故本校在這種發展背景下,對本科人才的教育必然要求更上一個層次,對各種本科實踐環節質量的管理會更加嚴格,以滿足各種形勢發展的需要。
畢業設計是本科教育的重要實踐性環節,是落實本科教育培養目標的重要組成部分。但是近幾年來在石油工程畢業設計過程中反映出諸多的問題。故本人結合多年從事畢業設計指導工作的經驗和石油工程系畢業設計存在的問題,開展畢業設計的問題分析,積極探索提高畢業設計質量的教學模式和方法,從而為提升本專業學生畢業設計質量獻言獻策。
一、石油工程專業畢業設計存在的問題綜述
(一)學生重視程度不夠,綜合能力不強
1.學生態度不夠端正,重視程度不夠。從多年指導經驗來看,學生對畢業設計重視不夠主要體現在以下幾部分:有相當部分學生工作尚未得到解決,整日奔波忙碌于找工作;也有部分學生因考研復試;等等一系列的事情,忽視畢業設計的重要性;有的學生應就業單位的要求,提前前往油田實習,而且要求學生從事與就業崗位相關的設計,使得教師無法熟知其工作近況,導致教師遠程監控學生的設計相對困難;甚至還有部分學生平時自由散漫、紀律松散,也不定期接受指導,需要在教師的督促下才能開展設計,對設計的各環節敷衍了事,這樣無法保證設計的質量與效果。
2.學生綜合能力不強。畢業設計是一個體現綜合能力的訓練,是檢驗學生所學知識與應用能力的一個標準。但是從各環節的指導經驗來看,學生各方面的水平離培養目標還有較大的距離。比如調研文獻能力差,不善于運用各種數據庫;不懂整合消化資料,文獻綜述照搬照抄,不能形成自己的語言表述,從而導致資料重復率很高,或者不清楚如何查詢英文資料,無法獲得國外最新的技術和水平;多數專業英語鍛煉不夠,專業英語詞匯有限,文獻翻譯過程中表述不夠準確、專業。再如論文文檔編輯能力較弱,辦公軟件運用不熟,綜合動手能力不強;繪圖能力有限,對AutoCAD、Flash等軟件掌握不好;部分課題需要編輯程序來解決工藝生產問題,但多數學生的VB、Matlab或C++等程序語言運用不了或只能編輯很簡單的程序,更別提運用更加復雜的專業設計軟件了。從這些現象反映出學生尚不具備完成畢業設計該有的技能與綜合解決問題的水平。
3.專業了解不深入,知識結構單一。專業知識不扎實,基礎薄弱,對所研究的課題無法深入,對研究課題的深度與廣度無法掌控。石油工程專業本是一門綜合性很強的專業,需要整合多領域的知識,但學生在校四年,知識結構單一,沒有形成完整、系統的知識體系。由此反映出應用型人才的培養模式有待改進,提升;且學生四年里沒有深入了解最前沿、最先進的工藝技術和方法,無法結合新工藝新技術開展研究;也無法提出自己的想法與設計思路。反映出科學研究的技術水平弱,還不具備科研能力。
(二)教師責任心不強、工作態度較敷衍
1.學生人數超規模,指導吃力。本校學生由專科、本科、升本學生組成,學生眾多,而教師的配額不足。并且大多數教師還兼任著教學、培訓、科研等工作,每周需指導兩次甚至多次,還需面對學生各種問題,掌控他們的設計情況,定期上交各種資料,使得指導教師分身乏術,應顧不暇。
2.審題不認真、科學。部分教師審題不認真,課題不能與時俱進,無法與油田現場技術發展相配伍;而且有些課題研究內容制定過于淺顯,甚至有相當部分教師申報的題目是文獻綜述,使得學生在綜合能力運用方面得不到相應的鍛煉;還有的申報課題難度過大,甚至難度都能比肩研究生課題,研究內容超出了本科學生的知識范疇。
3.指導教師責任心不強,經驗不足。平時開展指導設計工作過程中,有部分教師的責任心不強,疏于管理,從而導致設計的效果無法保證;年輕教師經驗不足,指導效果難以提升。部分年輕教師由于缺乏足夠的科研能力和實踐經驗,自身水平有限,指導出的畢業論文質量不高。而且每年指導學生眾多,加上要求每年指導題目不能雷同,這樣更使得年輕教師指導吃力。
(三)學校配套設施不足,多數學生只能從事理論研究
學校教學配套設施還很薄弱,設備投入不足,實驗室、機房配置還滿足不了畢業設計要求。雖然目前本專業實驗室為重慶市重點實驗室,但是實驗室建設滿足不了教學和科研的要求,無相應的實驗設施和藥品,限制了設計的施展范圍,學生只能局限于理論研究,形成不了有科學意義和價值的實驗數據和結果,無法驗證很多理論。部分課題需要采用數值建模,而油藏數值模擬對計算機的要求很高,學院里的機房無法滿足這一功能,所以很多學生的論文建模只能通過教師給予計算結果,無法親自建模。
二、確保畢業設計質量提高的措施與建議
(一)人才培養目標的修正,加大綜合應用能力的培養力度
1.加強各種基礎計算機應用能力培養的教育模式。畢業設計過程中,反映出學生對很多基礎應用型軟件的使用能力有限。通常學生在大學期間都只接受一門程序語言,如VB或C++課程的學習,而沒有很多應用該軟件的講授課程。因此開設一門基礎軟件應用的課程非常有必要,著重介紹比如Office、WPS、AutoCAD、Internet、公式編輯器、電腦軟硬件系統等的使用。即便學習了編程語言,能把VB或C++語言應用起來的學生寥寥無幾。可見大多數學生沒能真正掌握運用該軟件,說明學校在開設這門課程時針對學生的學習應用環節還需改進加強。
2.加強授課過程中實踐應用環節的培養。目前在開設專業課程的過程中,應著重實際應用能力培養。平時可以增強某些技術、工藝的講解,采取撰寫論文的方式,讓學生掌握更多技能,如加強學生查閱資料能力的培養,增強查詢國外文獻的習慣,擴展他們的專業詞匯,盡可能與國內外的新技術接軌,了解更多新工藝新技術。也可讓學生熟悉一些石油行業的計算軟件,讓學生可以掌握這些軟件的應用,也可結合他們所學的計算機編程語言,編制一些小的應用軟件,解決一些工藝技術問題。
目前本專業的課程設計環節比較敷衍,其科學性、實踐性方面還有待改進。可設置那些更能體現應用能力的設計題目,這樣使學生在做畢業設計之前,能得到最初的鍛煉。
加強專業英語課程的應用力度。這方面的鍛煉不能只局限于翻譯專周,我們可以借鑒國內外知名大學的培養模式,從而讓學生更熟悉翻譯文獻的技能、方法;還可大大增強學生的專業英語水平,了解國內外更多、更前沿的科學技術,從而使他們的知識結構更能與國際接軌。
3.加強教學科研實驗室的建設及應用。目前本專業的實驗室還不具備科研的能力,平時畢業設計只有少數實驗室可參與課題的研究,大大局限了課題的開展。故本專業需盡快完成開放實驗室的建立,這樣可提供更多機會給學生去熟悉實驗過程,實現各種實驗項目的研究與學習,使他們在開展畢業設計前就能掌握更多的實驗技能及方法。
(二)建立科學合理的畢業設計管理體系
1.借鑒其他院校的畢業設計管理經驗,形成科學完善的管理體系。“他山之石,可以攻玉”。調研其他工科院校好的管理模式,經過引薦、推廣與應用,再結合本校專業培養目標和學生特點,形成適合本校學生和專業特點的管理體系,達到統一、規范、科學的要求。同時進一步完善校、院、系三級組織管理體系,完善分級管理、層層負責的管理機制。
2.畢業設計實踐系統時間節點更加嚴格,建立有效性的懲戒制度。本校畢業設計實踐教學系統對畢業設計的某些環節的把控比較到位,實施以來,也收到了一定的效果,但仍需改善及加強。比如畢業設計實踐系統需更加嚴格把控各種資料提交的時間節點,從而約束教師和學生按時按量提交各種設計資料,防止學生、教師無故拖延;無論是對教師,還是對學生,都必須建立合理的懲戒制度,并嚴格實施,要讓教師和學生明確懲戒制度的有效性,而不是一紙空文。畢業設計期間的管理應由學生輔導員、班主任和導師共同完成,不定期抽查、考勤。
3.加強師資隊伍的建設,提升指導教師的自身素質。所有參與畢業設計指導的教師必須要以高度的責任心,按照相關教學規范要求認真做好各項工作。指導教師對所指導的學生分階段明確任務和要求,積極檢查督促其完成情況,對每一個環節都需要嚴格把關,防止學生懈怠的現象出現,提升他們對畢業設計的重視程度。嚴禁以各種理由推延進度和降低水準,確保高質量的完成畢業論文。
綜上所述,為了保證石油工程專業本科畢業設計的質量,提升學生實踐綜合運用知識的能力,結合本專業目前畢業設計中存在的問題,我們需要從多方面改進與提升我們的教學方法、管理模式、基礎平臺的建設狀況等,從而培養出滿足油田現場實際需要的、綜合實踐能力強的學生,以實現應用型大學復合型人才的培養目標。
參考文獻:
[1]焦國盈,裴蘋汀.石油工程專業畢業設計質量下降的原因及對策教學改革[J].重慶科技學院學報(社會科學版),2011,(15).
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1.成熟的教學內容降低指導難度
在石油工程設計中,各個單項設計的內容幾乎沒有太多的更新。以鉆井工程設計部分為例,在鉆井工程設計階段,通常選用某油田的真實《鉆井設計》作為主要參考資料。由于鉆井工程設計內容較多,在設計的過程中,將學生分組,每小組3人,分別進行水力參數設計、固井參數設計、鉆柱及下部鉆具組合設計等,再將三部分內容合在一起,構成完整的鉆井工程設計。在進行各部分設計的過程中,學生根據教材或專業書籍、工具手冊上給出的計算方法進行計算。這個過程就是先有結果,之后要求學生根據現有專業知識進行結果復核。一般情況下,指導教師對每口井的鉆井設計計算結果出現的各種問題較為了解,教學指導過程難度較小。
2.較短學時內保證各單項設計的完整性
由于石油工程設計的內容較多,而教學學時較短,為了保證學生能夠得到各個單項設計過程的訓練,同時也為了保證每個單項設計的相對完整性,對每個部分的設計內容都進行了適當的簡化,便于學生抓住重點,訓練解決問題的能力,以利于較短時間內教學工作的順利開展。
3.模塊化教學內容提高了學生的設計效率
石油工程設計在分成四個單項進行教學時,每個部分的教學內容都比較集中,都有相對獨立性。指導教師根據設計內容詳細講解,使學生能夠明確主要的設計思路和設計方法,并進行初步模仿和試做。學生在進行各部分設計時,根據事先擬定的已知數據和資料,采用教材上給出的設計方法進行計算,針對具體設計內容快速完成該部分的設計,提高了學生完成各分項工程設計的效率。
三、單項工程設計教學的不足
1.單項工程設計內容更新速度慢
石油工程設計各個單項設計內容的前提條件和已知條件更新速度較慢。如,鉆井工程設計部分參考的原始設計還有20年前的,這與當前的鉆井技術發展速度不匹配。很多陳舊的設計方法和理念還沒有得到及時的改進,很多新的技術方法沒有充分考慮和融入,甚至有些設備工具早已淘汰,但卻在目前的設計中出現。這對實踐類教學是不利的。
2.各單項工程設計之間聯系不夠緊密
學生在進行工程設計時,各個專題的訓練幾乎是孤立的,沒有共同的數據基礎,相互之間缺少必要的聯系。一名合格的石油工程師必須具有全局意識,因此,只有將各個專題通盤考慮,設計出的內容才能真正服務于實際生產,才能與目前提倡的“卓越工程”素質培養相符。目前,從各單項各自的訓練內容上看,確實能夠使學生在各單項上得到好的鍛煉。但是在進行各單項設計時,學生卻不能從油田開發過程的全局出發。學生在設計過程中很少加入個人觀點,也會相應的缺少全局意識和觀念。因此,在工程設計訓練中,應增強工程設計綜合訓練力度,使學生通過查閱文獻或資料,理順各個專題設計中的前后邏輯關系和銜接次序,優化以培養具有“綜合業務素質”工程師為特色的教學內容。近幾年,學校參加全國石油工程設計競賽的作品數量較少,設計質量不高。究其原因,不是學生不優秀,而是缺乏必要的指導。學生不知如何從全局考慮,做一個上、中、下游一體化的完整的石油工程設計。這也說明以往孤立式、分專題開展石油工程設計教學存在不足。
3.學生缺少獲取和加工原始數據方法的訓練
石油工程設計各個專項設計內容的已知參數和設計要求基本上都已給出,缺少訓練學生如何獲取和加工原始數據的思路和方法。經常出現學生采用教材的計算方法計算出來的結果與已知數據相差很大,使學生產生困惑和不解。這其中一個重要原因是,學生對現場的實際地質情況和工程施工情況缺少了解。如果能夠訓練學生從某一油田開發初期的原始資料開始進行編輯整理,并作為學生將要進行石油工程設計的原始參考資料,依次進行油藏工程、鉆井工程、采油工程和儲層改造工程等四個專題模塊的設計,學生既學會了解決問題的方法,又學會了發現問題、分析問題的方法,從而培養學生綜合考慮問題,從全局出發進行石油工程設計。
4.學生團隊協作能力未能得到充分訓練
在進行石油工程設計時,為了讓每名學生在短時間內完成全部的工作,只能降低設計難度,減少發現問題和分析問題的環節,更多地強調解決問題的最后一個環節。而發現和分析問題的環節往往是更難的,是更需要訓練的,同時也需要更多的時間和更多的人在一起進行分析和討論。因此,在進行石油工程設計實踐教學的訓練過程中,其組織形式也應模仿現場工程師的工作方式——團隊協作。這樣做,可以使學生體驗到石油工程設計的真實性,還可以使學生在團隊協作的工作方式中學會與他人相處,體驗在團隊協作中自己應承擔的責任和義務,增強學生的責任感和大局觀念。學生畢業工作后,能感受到在學校所進行的石油工程設計具有很強的實用性。
四、單項工程設計教學的改革方案
1.強化小組討論機制
在石油工程設計教學過程中,要求學生以團隊協作方式進行四個專題的綜合訓練。在四個專題設計之初,要求小組成員必須針對各自的專題設計要求提出問題,小組內部進行討論和研究,撰寫公共部分內容,形成小組討論機制。這樣做的目的就是要求小組內各成員能夠相互配合,團結協作。雖然小組內各成員主要負責其中一個專題的設計工作,但是每名成員必須根據自己對基礎數據的理解和四個專題的共同需求,提煉出共同使用的公共數據資料,從而訓練學生的工程意識和全局意識。
2.延長教學時間
單項工程設計實踐教學環節與學生畢業后從事的工作內容息息相關。在大四階段,強化和細化這些實踐性較強的教學內容越來越有必要。因此,適當延長單項工程設計的教學時間也是非常必要的。目前,本校以往安排在大四階段的專業課程多數都提前到大三階段,目的是給考研的學生騰出更多的時間來專心備考。這樣一來,大四階段的教學時間較為充裕,使延長單項工程設計的教學時間成為可能。
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1 石油工程項目進度控制具有的實質意義
石油工程項目開始竣工前,應由專業的監理工程師對整個工程進行認真全面的分析,制定詳細的工程分項的月、旬進度控制圖表,從而實時有效的監控分項施工的月、旬進度情況。制定圖表過程中,應以可直觀的將工程實際進度全面反映的方式為主,比如,形象進度圖等。對不同專業分項施工的具體進度和計劃間存在的差距予以了解掌握。若存在差距,應第一時間告知承包者工程進度緩慢,并命承包者采用有效的措施,不斷推動進度,及時向監理工程師匯報和遞交相關資料,以便于監理工程師充分評價工程整體進展速度,倘若承包者的施工進度對整個工程的整個竣工時期造成了影響,那么,就強調承包者必須及時調整施工進度計劃。在施工管理過程中,建設項目的進度管理占有不容忽視的地位。施工進度管理主要指的是項目實際建設時根據已經通過審批的工程進度計劃,制定相應的辦法進行定期跟蹤、查看工程的進度情況,并和計劃進度間進行一番比較、對照,以及時發現兩者間存在的偏差,同時,還應認真分析與評估導致偏差發生的因素及影響工程目標的程度,科學組織、正確指導、合理協調、有效監督監理單位、承包商和相關單位,制定一系列有效的措施對工程進度計劃加以調整,以確保工程進度能夠在計劃執行過程中持續的循環往復,一直到根據明確的工期目標(項目完工),也就是在合同中所確立的工期內竣工,或者是在確保工程質量水平與不提升工程造價的情況下提前竣工。要想有效實施施工項目進度計劃,盡可能的根據所制定的計劃時間有序的運行,加快各進度目標的實現,就必須加強以下幾方面的工作:工程實際建設過程中,在整個工程成本中比重占的最重的要屬材料成本,通常在百分之七十左右,并且,具備很大的節約潛力空間,通常當其他成本發生虧損情況時,會借著材料成本的節約予以相應的彌補。所以,材料成本的節約對于工程成本的降低具有重要的促進作用。工程成本材料具體涵蓋了主要材料與輔助材料,前者指的是構成工程的核心材料,比如鋼材、木材、水泥等,后者指的是完成工程實際所需的手段材料,比如,乙炔氣、砂輪片等。在施工主要材料方面應實施限額發料,嚴格根據理論用量加科學有效的損耗辦法及施工作業隊結算,對于達到節約目標的應適當的予以經濟獎勵,超出的由施工作業隊自己擔負經濟損失,在施工作業隊結算金額中進行相應的扣除,唯有如此,施工作業隊才會對材料科學合理的使用,避免不必要的浪費。
2 石油工程項目的管理措施
強化進度管理是石油工程建設企業增強自身管理水平、經濟效益以及持續高效發展的最佳措施,同時還是企業發展過程中的實際需求。以增強企業競爭實力的角度上出發,提出了以下幾項管理措施。
2.1 構建一個高效的團隊,科學化的管理
要想確保石油工程項目管理具有較高的水平,就必須在項目籌備過程中構建一個高效的項目團隊(涵蓋了項目經理部的領導與主要成員)。進度管理方面,應將項目經理作為進度目標責任中心,科學分解進度目標,將責任貫徹落實到人。編制完善高效的考核體系及獎懲措施,以對每位成員予以有效的激勵。
2.2 加強執行進度計劃和標準化管理
根據石油工程具體類別構建相應的施工進度管理標準化內容,按照長期積累的工程經驗,編制類似于工程進度計劃樣本,比如,合理的施工周期、資源的優化配置等,嚴格根據規范要求加強進度計劃管理,從而防止由于人員能力不足而導致管理漏洞與缺陷的發生。
2.3 統籌實施進度計劃管理
進度計劃管理過程中,應和質量、安全、投資等一些管理內容間保持一致,綜合性考慮,以將計劃管理具有的優勢作用全面發揮,促進企業效益最大化。實際中存在的施工質量、安全問題全部都是因為進一步加快施工進度而致,在計劃制定與調整過程中,應對質量及安全中所產生的風險加以詳細的考慮,不然一旦發生質量與安全事故,會直接影響到工程進度。計劃與投資間有著密切的關系。施工進度的快慢都無法促進施工效益的最大化,應及時尋找合理的工期空間,一旦超出了計劃范圍,應做好資金預警。
2.4 做好信息調查與管理工作
時刻注意石油工程現場施工條件,具體涵蓋了行政法規、地理環境、社會環境等,比如,政府部門對施工提出的要求與限制、施工作業現場的地質、水文、氣象、交通運輸條件、能源的實際供應狀況、外部依托的社會力量等。進度計劃制定前與實施中,必須加強調查,將在現場獲取到的第一手信息當做計劃編制與執行過程中的有力依據,事先編制一系列相應的工期風險措施,并且,還要全面有效的收集實際已完工的相同或類似項目的施工進度資料,認真全面的整理、分析,明確控制的約束條件。
3 結論
綜上所述可知,石油工程項目施工成本控制屬于一個系統性的工程,涉及到了方方面面的問題,應綜合性考慮,對組織措施、技術措施經濟措施以及合同措施進行統一有效控制,科學合理的使用,從而實現預期的管理目標。
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高等院校對學生創新能力、創業精神的培養以對學生知識、文化、素質、責任的全面發展的促進,在國家創新體系中具有十分重要的地位。大學生創新性實驗計劃和本科畢業設計是其中兩個最為直接有效的創新實踐教育環節。期望在畢業設計之前利用大創項目激發學生的科研創新意識、培養學生的創新實踐能力,進而可有效地促進后續畢業設計環節的工作效率,加深學生對科研創新工作的理解深度。[1-4]然而,由于兩個環節相對獨立,在實踐過程中兩個環節難以形成連續性的統一培養模式,導致在兩個環節實施過程中不能達到優勢互補的效果。[5-6]由此,有必要深入剖析兩個階段的現狀特征與存在的主要問題,以為一體化的培養模式提供借鑒。
一、大學生創新實驗計劃主要特征及問題剖析
2007年6月20日,中國石油大學(華東)成為全國首批入圍國家大學生創新性實驗計劃的60所高校之一。石油工程專業是該類實驗計劃的主要參與與受益專業,自設立之初就充分體現出了自主性、實踐性、過程性、協作性、長期性、非功利性的特征。自2011年以來,我院大創累計立項國家級40項,校級143項。這些項目的實施有力地提升了大學生的科研能力,培養了大學生對專業知識學習的興趣,但也出現了一些問題。
1.選題存在一定盲目性。參與大創項目選題的大多是大二、大三學生,其對專業課了解尚少,面對指導教師給出的研究內容條目式的申報表,短時間無法得出較為深刻的認識,存在較大盲目性。由問卷調查結果顯示,在選題時已經深入了解研究內容的僅為2.3%,絕大部分表示僅有一般了解,且15.9%的被調查者表示在選題時對題目完全不了解。在對選題依據的調查中,主要的依據是選擇認識的老師,或者別人的推薦,確實根據感興趣內容選擇的僅為11.7%,且有12.3%的受調查者表示為隨機選擇。
2.學生用于科技創新項目的時間很難保證。目前我校參與科技創新活動的學生大多數是大二的學生,而低年級正是學習基礎課、專業基礎課的時候,課程安排比較緊密,用于科技創新項目的時間就相對不足,嚴重影響了整個項目的完成質量。由問卷調查可明顯看出,項目負責人和參與者,每學期參與大創項目的天數差別較大,其中負責人大多在5~20天,而參與者大多在10天以內,并有23%的參與者承認幾乎沒有參與大創項目。
3.大學生科技創新項目的延續性、系統性不強。目前低年級學生在繁重的課程學習之余,通過導師引導、文獻調研、實驗參與逐漸對課題有所了解,逐步參與到課題中去的時候,課題實施時間也接近尾聲,難以對科研課題形成延續性、系統性的深入研究,致使創新課題成為學生對科學研究的認識實習,難以達到預期的科研能力的培養效果。
二、大學生畢業設計特征及存在問題剖析
作為擁有兩個國家重點學科(油氣田開發學科和油氣井工程學科)的石油工程專業,逐步形成了貫穿石油工程專業畢業設計全部規范化畢業設計質量管理方法,由點及面的全程控制有效地提高了畢業設計的教學質量。但也不同程度地呈現出其自身的客觀局限,體現在:
1.參與畢業設計學生多、設計題目多、題目技術水平層次不齊。隨著專業擴招,自2005年以來,石油工程學院每年參與畢業設計的學生人數基本維持在600人左右,平均每位教師指導4~5人。如此大量的畢業設計題目的設置,在面對社會經濟、就業自主化及其逼人的嚴峻形勢,就難免存在著對其核心含義把握不好,設計(論文)選題及內容與經濟社會對人才的需求發生脫離并落入俗套化,以及忽視對學生進行創造能力意識培養和訓練等影響畢業設計論文質量問題導致其水平相差較大,調研性的、重復性的、相似性的、驗證性的、總結性的題目不斷出現,既缺乏創新性,又缺乏理論價值和應用背景。
2.學生選題欠科學,存在一定盲目性。畢業設計是完全區別于課堂課程學習的一種實踐類課程,供學生選題的時間短、可參考的信息少,加之本科生對于題目的內容、性質與自身就業的工作、所從事的研究之間的相關性認識不足,自課題選擇上往往存在從簡性、盲從性、隨意性,大都選擇一些相對簡單、選擇頻率高或比較熟悉老師的題目,而缺少從自身興趣、從業類型等方面針對性地選擇題目。
3.畢業設計時間短、任務重、學生進入課題慢,難以達到較高的預期科研效果。畢業設計時間在三個月左右,但期間涉及到學生就業、考研復試、聯系出國,甚至崗前培訓等交織重疊,很多同學忙于考公務員,頻繁外出找工作,參加職業資格證、TOFEL、GRE考試等等,畢業設計在時間和投入精力上很難加以保證,由于上述各種原因畢業設計與論文工作的時間被大大縮水。
4.畢業設計缺少團隊合作訓練。畢業設計采取一人一題的方式,且題目之間相對獨立,既不利于合力完成較高水平的設計題目,也不利于團隊協作精神的培養。
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隨著我國經濟的快速發展,油氣需求也呈快速增長趨勢。而僅憑國內油氣開發已經遠遠不能滿足這種消費需求,所以國內石油工程公司紛紛將目光轉向發展國際業務以實現自身可持續發展。積極參與國際石油工程招標,是石油工程公司進入國際石油市場較為公正、安全和有效的途徑之~。國際投標一般由五個步驟組成。本文主要就邀標書研究及投標書制作技巧進行探討。
2標書的研讀
業主的招標文件是編制投標書的主要依據,在某些情況下甚至是惟一的依據。因此,一定要研究透業主的招標書,弄清各種關系要素。國際邀標書一般包括三個主要部分:投標須知,合同樣本和工程要求。收到招標文件后,首先要快速的閱讀瀏覽相關工程要求,以了解標書中的規定是否與公司自身條件相符,如果符合公司業務范圍及施工能力,再對標書進行詳細的研讀:同時通過一些業主所在國或周邊國家施工兄弟單位來了解相關情況。標書三部分各有側重又相互關聯,閱讀時注意以下幾個方面的工作:
1)分清承包商的責任和報價范圍,不要發生任何遺漏;
2)了解各項技術要求,以便制定先進合理的施工方案;
3)及時調查了解工程所在地工、料、機等的市場價格,以免因盲目估價而失誤;
4)弄清開、竣工日期及總工期的要求以及獎罰條件,以便制定合理的施工進度計劃;
5)工程款支付條件,有無工程預付款;結算方式;拖延付款的責任和利息支付等,以便做好資金使用計劃;
6)弄清有無特殊材料、設備及施工方法要求,以便采取相應對策措施
7)弄清工程量清單中各個工程項目組成的內在含義,防止漏項發生;
8)弄清總包與分包的規定,以便當自身施工能力不足時便于分包及協作。
9)弄清施工期限內的漲價補償規定,以便報價決策時充分考慮利益風險等因素;
10)對含糊不清的問題,應及時提請招標單位予以澄清,包括合同條款、施工范圍、報價等。
3國際投標書的
制作國際投標書不僅是傳遞信息的載體,更是投標人能力、實力與技巧等綜合實力的證明,標書制作的優劣直接決定投標人中標的幾率。
3.1投標書的組成
國際石油工程投標文件雖然不同的招標公司會有所不同,但一股有三部分構成:
1)技術標書。包括投標證明文件:投標授權書、營業證書、QHSE認證證書、最高管理者情況等;設備情況:設備的名稱、技術規格、以前的一些施工業績、施工圖片以及設備的出廠證件、設備的檢驗情況等。如果設備參數與邀標書要求的有所不同,則要特別說明,說明替代設備的參數、施工情況等;人員情況:人員簡歷,技術特長,工作經驗等:QHSE體系運行情況:各類認證證書以及能夠說明系統運行狀況的一些記錄、文件等;技術優勢以及與標書要求相關的補充資料。
2)商務標書。包括標書報價及相關說明,一股包括設備施工報價、人員報價、待命費、材料費、動遷費等。報價的具體形式(包括日費、一次付清或工序報價等方式)要根據標書的要求選擇。3)合同標書。包括合同條款異議說明、保險購買情況說明以及投標保函、互相免責協議。
3.2投標書的編制
在通讀標書的基礎上,投標人應根據要求仔細認真的編制標書,編制投標文件要注意以下幾點:
(1)根據投標須知要求的格式、順序和內容編制標書。投標文件格式不要隨意更改。如果投標人填寫后,仍未能準確清楚的表達出投標人意思,可以加入補充說明。
(2)技術標書的制作要重點突出投標人員的海外工作經歷和相關施工能力,施工設備和工具的實時監控參數、范圍及傳輸能力,優勢的或獨一無二的施工技術,0HSE的業績和發展完善的證據,投標人在地域、人文環境以及該區域合作經驗上的優勢;有能夠縮短工期、更安全環保、節約成本、提高收益的替代設備或推薦方案都應該列舉在標書中;
(3)合同標書的編制要特別說明人員和設備保險情況,當投標人購買的保險與業主的要求有差距時要重點說明彌補和改進的辦法,還有銀行保函、免責協議等都要按要求填寫辦理;
(4)商務標書在按要求報價后,如果同時有幾個標書則要突出同時中標或不同數量標書中標的價格折扣;如果有替代或補充設備、方案,則要突出這樣施工節約的成本和創造的效益;如果是聯合投標則要突出聯合投標的價格優勢。價格變化大的材料費、油料費等則要特別說明,以減少風險和不必要的損失。
(5)最后反復審核,消除誤差要對計算數量,如工程量、單價、總值認真核對。文字表達要準確無誤。
(6)標書制作要干凈整潔,頁眉頁腳設置標書名稱及編號以及投標人標志,用統一規格的紙張和精致的文件夾裝訂成冊。投標書的裝訂要便于招標機構的審閱,并在每冊封面上打印投標公司的標記。
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摘 要:畢業設計是本科教學計劃的重要組成部分,是實現本科培養目標的重要教學環節,做好畢業設計工作對提高本科教學質量具有
>> 機械專業畢業設計改革的探索與實踐 市政、環境類專業畢業設計改革與實踐 石油工程專業畢業設計改革與實踐 機械設計制造專業畢業設計的改革實踐與探索 機械設計專業畢業設計的改革與實踐 環境設計專業畢業設計課程的教學改革與實踐 給排水科學與工程專業畢業設計選題的改革與實踐 多媒體技術專業以就業為導向開展畢業設計的改革與實踐 應用化學專業畢業設計模式的改革與實踐 就業導向的高職化工設備專業畢業設計改革與實踐 獨立學院機械類專業畢業設計模式改革的研究與實踐 海洋類院校工科專業畢業設計教學環節的改革與實踐 基于CDIO理念的土木工程專業畢業設計改革與實踐 熱能與動力工程專業畢業設計(論文)的改革與實踐 土木工程專業畢業設計教學改革與實踐的研究 《石油化工》特色專業畢業設計實踐教學的改革與創新 基于就業導向的工程監理專業畢業設計(論文)改革研究與實踐 專業認證模式下的機械類畢業設計改革與實踐 提前畢業設計改革的探索與實踐 獨立學院畢業設計的改革與實踐 常見問題解答 當前所在位置:,2008-12-22.
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一、學生實踐能力的培養原則
(一)系統性原則
1、基礎知識:包括油田勘探開發程序、油藏評價、開發層系劃分與組合、井網與注水方式、油田開發方案報告編寫、復雜油田開發、油田開發調整等相關專業基礎知識的學習,對油藏工程所研究的對象——“油氣藏”有一定的了解。在油藏工程的教學中,要充分結合基礎理論課程,加強技能培養,利用實驗儀器設備進行實驗室觀察、演示性實驗、驗證性實驗、創新性實驗、觀摩操作等鞏固、深化、擴展課程內容,加快知識向技能轉化,應掌握油藏工程的基本概念、基礎理論和基本方法,學會用油藏工程的理論解決油田開發過程中的實際問題[3] 。
2、應用性知識:包括非混相驅替及注水開發指標計算、試井分析方法、油藏動態分析方法學等。利用計算機教室開展油藏驅替機理、動態分析、試井分析的編程演練,并組織學生演示分析計算過程和對結果進行分析。
3、研究性知識:包括油藏井間示蹤劑動態分析方法、生產測井技術在油田開發中的應用、示蹤劑流出曲線方程的推導、多層油藏的總示蹤劑濃度方程的推導、水平井及其產能評價等知識體系。利用油田科研實例,深入分析涉及難點知識的運用方法,課余邀請學生參與科研的工作,在實際的運用過程中深化知識的掌握。
通過理論教學與現場實踐相結合,培養學生分析問題和解決問題的能力,提高學生的專業素質使學生具有一定獨立參加科研工作的能力。
當學生進行第一線實踐時,要求所學的知識技能能夠綜合應用、融會貫通。只有把知識融會貫通,各種技能熟練化,才能在實踐中信手粘來,得心應手。系統化還要求實踐安排的層次系列化。需要經過不間斷的實踐—反思—改進—再實踐—再反思—再提高的螺旋上升的過程。
(二)層次性原則
觀摩、練習指導與綜合實踐三層次。觀摩與練習指導是綜合實踐前的重要教學環節。是學生頭腦中儲存的陳述性知識,無法自覺熟練地應用。雖然,有的人通過自己摸索也能做好,但從總體上來說,有效練習與指導是觀察學習、模仿學習,促進多數人的技能全面快速提升的有效方法。因此,需要觀摩,觀摩有助于把知識技能形象化、操作化,而練習指導則有助于把技能的程序化、熟練化,這樣才能內化。例如,油藏驅替過程的實驗教學、油藏動態分析和試井編程活動的組織、科研案例的分析都需要經過觀摩、練習與指導。
要讓學生實踐能力得到有效的提高,需要有綜合實踐這個環節,綜合實踐有助于讓學生把各種知識技能綜合應用。通過綜合實踐使學生知道知識技能應用的條件與邊界,這樣才能形成自己的獨特的知識結構與能力。實習是最好的綜合實踐,抓好實習有助于提高學生的綜合能力。
(三)個體性原則
共性與個性培養相結合。任何事物都具有兩面性:共性和個性。共性是一切人和事的基礎和立足點。一般來說,共性的要求也是普遍化要求。普遍化要求是教學目標的基本特性。面對集體教學,我們只能做一些最基本的要求,否則,教學就無法進行,也無法保證每個學生都能達到教學的要求。
此外,我們也不能忽略個性的問題,個性是指人和事的特性,對于個人發展非常必要。對石油工程專業的學生來說,由于每個人興趣、知識背景、特長不一樣,所能達到的水平也不一樣,尤其在實踐能力上更是差異很大。針對有些同學對于油藏沒有感性認識,可以讓他們參與巖心的制備,直觀看、摸到巖心;對于編程能力差的同學,引導做好程序流程圖,思路清晰地解決問題;對于數學基礎差的同學,進行對比計算,讓油藏和流體物性參數對計算結果的影響直觀化。
二、學生實踐能力的培養途徑
(一)課內練習與課外實踐相結合
課堂練習是培養學生實踐能力的主渠道,既有教學目標、教學計劃、課時等措施的保障,又有教師的指導。然而,課內練習時間是極其有限的,因此課外練習無疑是課堂練習的重要的補充。學生通過主題班會、課外興趣小組、社會實踐等活動來培養自己的專業特長,滿足自身專業成長的需求。課外練習具有個體性、情境性和綜合性的特點,能夠有效地提升學生自我效能感和成就感,促進個體自我進一步完善。 轉貼于
課堂教學是針對全體同學進行基礎訓練的重要組織形式,可以保證絕大多數學生達到教學基本要求。但由于課時、指導力量的限制等原因,要使學生能力,尤其是創新能力,以及綜合素質得到全面提高是有一定困難的。因此,利用課余時間,特別是寒暑假讓學生自行組織實踐活動,無疑是一條促進學生實踐能力形成和發展的有效途徑。而且學生對此有興趣、沒壓力、不怕失敗,這樣學生完全可以放開手腳,大膽嘗試,充分發揮其潛能和作用。
注重學生的應用實踐和科研實踐能力的培養,畢業生的能力和表現當受到用人單位的認可和好評。我們認為應在以下幾個方面下功夫:
1、加強技能型的課程學習。充分利用課堂的師生示范、學生練習;利用實驗室、實習基地的設備和空間,要求學生操作與演練。如油田勘探開發程序、開發層系劃分與組合、井網與注水方式、油田開發方案報告編寫、油田開發調整等知識的學習。
2、設立實驗興趣小組。實驗興趣小組定期開展活動。興趣小組分為三類:一類是在教師指導下由學生嘗試進行實驗設計,目的是幫助學生加深對專業知識的理解和提高實驗操作能力;一類是以問題為導向,引導學生通過設計綜合性實驗,提高學生實驗設計能力;一類是協助和參與由教師主持的課題研究,目的是為了促使本科生及早進入科研,提高其研究水平。
3、建立學生實踐平臺。建議利用油藏工程實驗中心,設立“油藏驅替機理與提高采收率研究中心”的學生組織。專業學生在假期充分利用“中心”的設備、場所、網絡等為對廣大石油工作者提供基礎計算、文獻調研等方面的社會服務。在服務的過程中,強化知識的掌握和知識面的拓寬,進一步了解油田開發運行的程序和規律。
(二)課程演練、專業實習相結合
階梯式的推進,層層加固學生技能在課程演練中,需要對學生進行必要的實踐訓練,這種練習有助于學生理解與掌握有關的技能。
除了課程演練外,實習也是重要的途徑。在見習中學生可以學到在大學課堂上所學不到的知識技能,如班主任的班級管理、課堂教學的組織、教材的處理方法。在條件允許的情況下,在見習過程中進行嘗試性的教學,為后續課程的學習提示方向,為實習奠定基礎。
(三)科研實踐與應用實踐相結
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關鍵詞:
仿生學;石油工程仿生學;仿生技術體系;材料仿生;表面仿生;信息仿生;工程仿生
為了適應環境、延續生命,自然界中的生物經過億萬年的進化和優勝劣汰,造就了近乎完美的結構、形態和功能。五彩繽紛的自然界一直是人類產生各種技術思想和發明創造靈感的不竭源泉,從千百年前模仿蜘蛛織網發明漁網,到近代模仿鳥類飛翔發明飛機,再到21世紀模仿鯊魚皮結構發明鯊魚皮泳衣,人類一直在向大自然學習,利用仿生原理和思想推動技術進步,對仿生學的使用也從無意識向有意識轉變。仿生學是研究生物系統的結構、性狀、原理、行為以及相互作用,從而為工程技術提供新的設計思想、工作原理和系統構成的技術科學[1]。自仿生學誕生到20世紀末,科研工作者經過幾十年的探索,逐步加深了對仿生學的認識和理解,初步掌握了仿生學研究方法,完成了基礎知識的積累。進入21世紀,仿生學的思維和方法迅速滲透到各個學科和行業,研究成果大量涌現,根據發表科學論文數量推斷,這一階段的成果占了總數量的近90%。在這一時期,仿生學在石油工程中也出現了應用案例,不僅利用仿生學理論解決了鉆井、管道防護等技術難題,并且對石油工業的技術創新理念和思維也產生了日益重要的影響。本文介紹了仿生學在石油工程領域的一些重要研究成果,在對仿生學在石油工程領域發展歷程深入分析的基礎上,提出了建立石油工程仿生學的必要性,并概括了石油工程仿生學的研究特點和方法,梳理了其發展方向。
1仿生學在石油工程領域的應用現狀
仿生學的本質是模擬生命系統,其學科結合和行業結合的特點促進了優秀的仿生研究成果從科學研究走向生產實踐,最終投入實際應用。仿生學和石油工程的交叉在鉆井、管道、井筒、油藏等領域也產生了一些研究成果。
1.1鉆井領域
1.1.1仿生鉆井液井壁穩定問題一直是困擾國內外鉆井的難題,水平井比直井的井壁失穩問題更加突出[2]。中國石油大學(北京)根據海洋生物貽貝足絲蛋白的超強黏附能力,研制了仿生強固壁鉆井液體系[3]。該技術在聚合物主鏈上接枝類似貽貝足絲蛋白中的一種關鍵基團,合成類似貽貝蛋白質的水溶性聚合物。仿生鉆井液體系在巖石表面自發固化形成致密且具有黏附性的“仿生殼”,起到維持井壁穩定的作用。試驗井現場鉆井試驗表明,該仿生鉆井液體系在抑制鉆屑分散、穩定井壁、攜屑等方面效果顯著[4]。此外,模仿細菌結構開發了含仿生絨囊的鉆井液[5],在鉆井過程中無需固相即可暫堵漏失儲層。目前,仿生絨囊鉆井液已在煤層氣欠平衡鉆井、空氣鉆井、防漏堵漏、快速鉆進等方面發揮了作用。
1.1.2仿生PDC鉆頭機械鉆速與使用壽命是衡量鉆頭性能的兩個重要指標[6],聚晶金剛石復合片(PDC)鉆頭因其出色的切削巖石速度和較長的使用壽命已成為最常用的破巖工具之一。然而,常規PDC鉆頭依然存在金剛石與硬質合金結合力不足、防黏效果不明顯、磨損較快等缺點,為此,吉林大學開展了仿生鉆頭研究工作,研發的仿生鉆頭已從最初的單一功能仿生,發展到目前的耦合仿生,鉆頭性能也由單一的減黏脫附發展到減阻、耐磨、切削效率等指標的綜合提升[7-9]。仿生耦合PDC鉆頭借鑒了竹子中纖維素和木質素的分布方式,牙齒中有機/無機2種不同材料的梯度復合形式,樹木的年輪排布,貝殼表面的非光滑形態,以及螻蛄前足的快速挖掘特點等多種生物特性,并將其進行耦合設計,如圖1所示。現場試驗表明,仿生耦合PDC鉆頭比常規PDC鉆頭鉆進速度提高1.5倍,縮短了施工周期,降低了鉆井成本。
1.2管道防護
1.2.1仿生水草海底防沖刷技術海底管道是海上石油輸送上岸的主要方式[10],然而,海底復雜流場所引起的海底沖刷造成了管道懸空,給海洋采油安全和海洋環保帶來重大風險。由于常規水下拋石、砂包堆壘、混凝土沉排墊等方法效果不理想,中國石油大學(華東)和中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司提出了一種模擬海草黏滯阻尼作用的仿生水草海底防沖刷技術[11,12],原理如圖2所示。當海底水流經過仿生水草時,其流速降低,減小了對海床的沖刷;同時,仿生水草促進海流攜沙的沉降淤積,逐漸形成被仿生水草加強的海底沙洲,達到了埋管目的。現場試驗表明,防沖刷仿生水草施工1年后泥沙淤積厚度達20~50cm,防護效果良好。該技術在海管懸空治理中得到了大范圍推廣應用。
1.2.2仿生血小板管道修復技術英國Brinker公司模仿血小板在傷口處凝結的原理,開發了一種管道修復技術[13]。在管道流體中加入Platelets微粒,當其流至裂縫處時,流體壓力迫使其進入裂縫,達到阻止泄漏的目的,如圖3所示。該技術已應用在BP公司Foinaven油田的注水管道和阿帕奇公司在Forties油田超期服役的原油集輸管道上,為管道安全運行發揮了重要作用。
1.3井筒領域
1.3.1仿生泡沫金屬防砂技術中國疏松砂巖油藏分布范圍廣、儲量大,開采過程中必須采取防砂措施。根據骨松質的三維立體結構,提出了一種仿生泡沫金屬防砂技術[14]。泡沫金屬內部為三維孔隙結構[圖4(a)],砂體進入孔隙后沉積在其中,但流通孔道不會被堵死,實現了常規平面防砂到三維立體防砂的轉變[圖4(b)]。基于仿生泡沫金屬的復合防砂管[圖4(c)],由不同孔隙度的多個泡沫金屬防砂層、導流層、保護層等組成,該結構不僅擴大了防砂的粒徑范圍,還保障了防砂管的滲流能力和結構強度。目前,已發展出防砂粒徑0.15mm、0.25mm、0.35mm的系列化仿生泡沫金屬防砂工具,在油田應用5口井,對于出砂嚴重的井,防砂效果顯著,大幅延長了檢泵周期。
1.3.2仿生非光滑表面膨脹錐技術膨脹管作業過程中,膨脹錐與膨脹管內壁間存在巨大的摩擦阻力。為了降低摩擦阻力,提高膨脹錐的耐磨損性能,以穿山甲為仿生對象,模擬其體表的高強度保護鱗片結構,研發了仿生非光滑表面膨脹錐[15](圖5)。仿生膨脹錐變徑段采用激光刻蝕、超音速火焰噴涂、離子束沉積等方式進行表面織構蝕刻以及表面硬質涂層涂覆。仿生膨脹錐在中國石油大慶油田進行了4井次的現場試驗,結果表明,與傳統脹錐相比,仿生膨脹錐降低膨脹壓力15%以上,表面無明顯磨損痕跡,延長了使用壽命,降低了作業風險。
1.3.3仿生振動波通訊技術自然界中,沙蝎、大象等動物能感受由固體介質即大地所傳導的振動波,據此進行信息傳遞。受此啟發,研發了一種仿生振動通訊技術[16],該技術在井口安裝大功率振動信號發生器作為波源,油管或套管為傳輸介質,將振動信號傳輸到井下,井下工具接收到振動信號并進行解調處理,實現地面和井下無線傳輸,技術原理和振動信號發生器如圖6所示。
1.4油藏領域納米機器人是仿生信息感知和傳遞的典型代表。納米級機器人隨著注入流體進入油藏中,記錄分析油藏壓力、溫度以及流體形態,并將這些信息儲存在隨身內存中,之后納米級機器人從產出流體中被分選出來,進而提供了在油藏旅途中提取的重要信息。沙特石油公司已經對納米機器人的尺寸進行了評估,對加瓦爾油田阿拉伯-D油藏中的850塊巖心進行了分析,得到了孔隙-喉道尺寸分布圖,大多數孔隙喉道尺寸大于5μm。為了避免橋堵,納米機器人的尺寸應為孔隙喉道的約1/4。目前,納米顆粒注入試驗以及軟件模擬等工作已在進行中[17-19]。此外,國內外近年來提出了仿生形狀記憶聚合物材料(ShapeMemoryPolymer,簡稱SMP)[20,21],利用SMP材料能夠在轉變溫度控制下隨意變形的特性,設計了結構簡單、座封可控的仿生封隔器,座封過程不受井下流體性質影響,膠筒尺寸可定制,并且通過調節SMP的轉變溫度,可適應不同井下溫度,以滿足不同井深條件下的完井需求。除了硬件,還出現了“軟性”仿生研究成果。例如,中國科學院王守覺院士提出了“仿生模式識別”的概念,將傳統模式識別的“區分”事物轉變為“認識”事物,使之更接近人類“認識”事物的特性[22]。石油工作者將這一理論應用到了油氣管道工況識別中,在樣本較少的情況下取得了較高的識別準確率[23]。
2石油工程仿生學發展展望
目前,仿生學雖然已經在石油工程領域取得了一定的研究成果,有些甚至已經在油田現場試驗,但仿生學與石油工業的結合依然只是“星星之火”,沒有達到燎原之勢。為了系統、全面地推動仿生學與石油工程的融合,向自然界尋找推動石油工業進步的靈感和啟發,2009年中國石油勘探開發研究院成立了中國第一個石油工程仿生研究部門,開展仿生學在石油工程中的應用研究。
2.1建立石油工程仿生學的必要性經過幾年探索,筆者所在的石油工程仿生研究部門開展了仿生泡沫金屬防砂、非光滑表面、仿生振動波傳輸等多項研究,取得了階段性成果,部分已進入現場應用階段。總體來說,通過專項研究迅速找到了石油工程和仿生學的結合點,并從最初的研究思路轉化為研究成果,成功應用于石油工程現場,解決了油田技術需求。這充分說明了開展石油工程和仿生學的結合研究是合理的、可行的,從長遠來看,建立“石油工程仿生學”是非常有必要的。“石油工程仿生學”是借鑒生物系統的結構、原理、功能等特征為石油工程技術難題提供解決方案的應用科學。建立“石油工程仿生學”意味著更加系統地開展仿生學在石油工程領域的應用研究,有利于更有針對性地發掘石油工程的仿生創新源頭,有利于更有目的性地開展仿生基礎研究,有利于加速仿生學科研成果的應用轉化,有利于仿生學思維和方法在石油工程領域的普及與傳播,以點帶面,促進石油工程與仿生學的全面結合。
2.2石油工程仿生學的研究特點石油仿生學研究可以分為3個階段:生物原型階段,數學模型階段和工程實現階段。首先研究生物某種功能的實現機制和結構特點;然后研究并簡化其結構,抽象出物理模型,進而建立數學模型;最后采用技術手段,制備實物模型,實現對生物系統的工程模擬[24,25]。仿生學作為前沿領域,研究成果大多屬探索類,注重理論性和超前性,而石油工程作為應用行業,以現場需求為驅動力,更加注重科研成果的實用性和推廣性。因此,在科研實踐中,石油工程仿生學應以滿足生產中的技術需求為根本出發點,以改善現有的或創造嶄新的技術系統為目的,有層次、分階段地進行單元仿生或多元耦合(協同)仿生[26]研究。同時,石油工程仿生學在模仿生物的特性或功能時,要盡可能避免模仿的復雜性,要在模仿中創造(創新),研究成果與仿生原型并不一定完全相同,以期最快地解決生產實踐難題,然后循序漸進地加深研究成果的仿生特性,由研究成果實用化向仿生最優化分階段推進。根據這一特點,確定了石油工程仿生學研究和應用的2種主要方式:①需求驅動型,在石油工業的科研和生產實踐中提出技術問題或功能需求,有針對性尋找并借鑒生物的同類或相似功能,經過可行性研究后開展仿生學三階段研究工作;②源頭驅動型,加強與世界仿生學研究機構之間的交流與合作,密切關注仿生學或生命科學研究的最新成果,找準其與石油工業技術需求的結合點,開展應用研究。筆者研究團隊的研究成果充分體現了石油工程仿生學研究特點的適用性,驗證了研究方法的合理性與可行性。例如,泡沫金屬研發之初采用泡沫鎳作為基材,雖然在技術上具有明顯優勢,但高昂的價格阻礙了推廣應用,為此,繼續開展研發工作,開發出不銹鋼泡沫技術,使其具有了推廣應用的條件;仿生非光滑表面膨脹錐技術則是充分借鑒了其他研究機構的成果,優化改進之后應用于膨脹錐,不僅解決了油田生產難題,還促進了仿生研究成果的應用轉化;仿生振動波通訊技術則是在原理上借鑒了動物的通訊方式,但在實現過程中通過大幅提高信號發射強度的方式避免了高靈敏度、小信號接收器開發的復雜性,從而在最短時間內實現生產井指令由地面到井下的無線傳輸。
2.3石油工程仿生學的發展方向
隨著石油工程仿生學系統性研究的啟動,研究內容體現出了明顯的方向性,但研究的深度和廣度依然不足。根據石油工業的技術現狀、需求和特點,以及仿生學的整體發展水平,未來石油工程仿生學應注重材料仿生、表面仿生、信息仿生和工程仿生4個方面的系統性研究,以點帶面,形成涵蓋勘探、開發、工程的仿生技術體系。
2.3.1材料仿生材料仿生的目的是仿制天然材料或利用生物學原理設計和制造具有生物功能,甚至是具有真正生物活性的材料。石油工程領域的材料仿生主要分為2類:①在機械、電學、化學、物理等方面具有仿生特性的主體材料,此類材料或在宏觀上體現出明顯的仿生特征,或通過外場刺激可調控其分子的長度、結構、化學組成、表面形貌等,進而調控材料性能,如輕質高強材料、仿生記憶材料、壓電材料、可降解材料等,該類仿生材料主要用來替代石油工業中常用的鋼鐵、橡膠、陶瓷等,作為其核心功能部件,或作為傳感器敏感元件,大幅提升現有材料、工具以及傳感器的性能指標;②具有強化、修復、、保護等作用的微觀仿生材料,提高現有制劑性能、界面結合效果等,此類仿生材料多以添加劑的方式應用。
2.3.2表面仿生自然界許多生物體的表面結構是非光滑的,無論是陸地、海洋或是天空中的生物,其表面的不同形貌往往都是為適應不同的生活環境經過長期進化而來的,而表面仿生是在仿生對象表面實現類似生物的表面結構,從而表現出更好的表面性能。未來,石油領域的表面仿生多是對機械部件表面進行處理,重點應集中在仿生非光滑表面和仿生浸潤性兩個方面。加強對不同生物功能表面結構的研究和模仿,將仿生非光滑功能表面應用到大量處于惡劣環境中的設備、管線、平臺中,提高運動組件的減阻、耐磨、脫附等性能,以及非動組件的防腐、防垢等特性,延長裝備壽命,提高作業效率,降低安全風險;對材料表面進行仿生浸潤性處理,使其具有自清潔、親油、疏油、親水、疏水等不同浸潤性特征組合,從而衍生出新的功能特性。目前正在利用表面仿生技術對前文提到的仿生泡沫金屬進行處理,利用低溫等離子體表面處理技術,在泡沫金屬表面涂覆一層厚度為30~40nm的聚全氟烷基硅氧烷薄膜,使其具有新的表面浸潤性特征,根據需要實現疏水、親水、疏油、親油等不同特性組合,在工礦、石化、冶金、機械、環保等領域具有廣泛的應用前景[27]。
2.3.3信息仿生信息仿生主要是對生物信息獲取、大數據處理以及生物間信息溝通、協同等特性的模擬與實現。石油工程領域的信息仿生主要可分為2類:①借鑒生物在信息感知和傳遞方面的特性,研制新型傳感或信息傳遞裝置,提高信號采集的精度、廣度及適用范圍,此類信息仿生技術可用于油田生產數據的精確采集,以及信息的高效傳遞,從而提高油田生產狀態的實時監測與控制水平;②在信息處理方面借鑒生物的大數據處理機理和方法,提高大數據處理能力和智能化水平,建立決策機制,并將其應用在地震解釋、油藏認識、開發方案制定以及油田綜合管理等方面,促進油田勘探開發高效運行。
2.3.4工程仿生目前,工程仿生是對生物某種功能的模仿,注重仿生功能的實現,不強調機理相似:①對生物功能的模仿和實現,此類仿生多是受某種生物功能啟發,注重結構相似或生物功能的工程實現,體現生物功能的智能性,并能夠滿足生產實踐需求。目前,石油工程領域的控制方式正在由傳統的機械方式向自動化和智能化方向轉變,在這一轉變過程中引入工程仿生,不僅能夠優化功能結構和控制方式,還能夠促進功能拓展,提高作業效率和便捷化程度。②材料仿生、表面仿生、信息仿生等方面的工程實踐方法。現有的諸多仿生學研究成果還局限在實驗室環境,在其向工業應用轉化的過程中,一方面要解決成果本身的適用性問題,另一方面需要具備切實可行的工程實踐手段。
2.4發展展望石油工程與仿生學的結合依然處于初級階段,大多數研究成果為“形似”仿生。隨著生命科學研究水平的提高以及技術手段的完備,生命科學從生物結構、功能、特性等研究,逐漸深入到生命活動規律、發育規律、生命本質、生物之間和生物與環境之間的相互關系等研究。生命科學的發展加深了對生命本質的認識,不僅能夠拓寬石油工程仿生研究的廣度,更加深了研究深度;反之,石油工程仿生學的發展也使得人們在具體的科研實踐中深化了對生物本身及其活動的理解,進一步促進生命科學研究,并將研究成果有形化[28]。此外,電子、材料、控制等學科的技術進步也將促使石油工程仿生研究成果越來越“神似”。石油工程仿生學未來發展大概可以分為3個階段,即知識積累、成果轉化和工業化應用(圖7)。2020年前,為知識積累階段,任何一個學科領域的發展,都需要長期的知識積累,其中既包括仿生學基礎理論知識的積累與儲備,也包括石油工程仿生學研究人才和研究方法的積累,這一階段要不斷加深對仿生學本質的認識與理解,探索并逐漸形成石油工業與仿生學的結合模式;2020年到2025年為成果轉化階段,對實驗室研究成果進行簡化和魯棒研究,使之在性能或功能上能夠滿足現場應用的要求,形成基本完備的工程實現技術和手段;2025年后,部分研究成果在生產、成本、效率、能耗、作業工藝等方面能夠滿足大規模工業化應用的要求。2008年提出的仿生井概念是未來石油工程仿生發展的集中體現[17],代表了未來石油工程仿生研究成果的高度融合。未來的油井會像植物一樣“生長”,像植物尋找土壤中濕潤的地方一樣尋找油氣,一旦鉆好垂直井(種植井)后,井將會“按自己的方式生長”。一個智能的分支會延伸到一塊含油區域,一旦該區域水淹后,就將這個分支“砍掉”,并在另一個含油區域“長出”另一個分支,如此反復。
篇12
采油;工程技術;發展現狀;展望
隨著社會經濟的不斷發展,人們的生活水平、生活質量的不斷提高,對石油能源的需求量正在不斷上升,我國石油行業得到了不斷的發展。采油技術經過近幾年的不斷發展,化學驅油、注水開發技術得到了開發與應用,從而在一定程度上使原油采收率、油井產量得到了提升,但是現階段還是比較低。因此,在油田的開發過程中,采油工程技術的發展以及應用非常重要。
1采油工程技術的發展
自進入21世紀以來,科學技術得到了不斷的發展與進步,我國石油行業的采油工程技術經過不斷研究與實驗實踐,也得到了不斷發展。在進行發展的過程中,采油工程技術主要包括三個發展階段,即分層采油技術的發展、采油工程技術的突破性發展以及采油工程體制的完善。
1.1分層采油技術的發展階段
上世紀50到70年代,經過多方面的長期探索與實踐,我國分層采油技術得到了有效的發展,主要成果包括實現了油田堵水、油田防砂等試驗。分層采油技術的有效發展階段主要包括以下四個方面:第一,分層采油,指的是有效地利用低滲透層潛力,分采自噴井,分層采油主要包括高壓單管封隔器、油套管分采工藝、雙管分采工藝。第二,分層測試,主要是對有桿泵抽油井實施環空測試以及對注水井的注入剖面、自噴采油井的產出剖面實施分層測試,第三,分層管理,通過在平面調整中實施注水結構,使注采系統得到完善,工程生產能力、細分注水能力得到提高,從而實現結構調整以及控液穩產的效果。第四,分層研究,以吸水刨面、產出剖面、密閉取心等資料為根據,結合油水井并進行改造,分析剩油分布情況、開發狀態與油層動用情況,在油田的生產過程中掌握主動權。
1.2采油工程技術的突破性發展
上世紀70到90年代,我國采油工程技術得到了突破性發展,適合多種油藏類型、滿足不同場地需要的采油工程技術得到開發與應用。主要有:首先,氣頂砂巖采油技術,此種技術在大慶喇嘛甸油田的開采過程中得到了應用,并取得了良好的效果。其配套技術主要包括保障最優射孔井段、水錐與氣錐保持穩定等。其次,稠油熱力采油技術,上世紀80年代,在我國的許多油田中,稠油熱力采油技術進行了大規模的實驗以及應用,在克拉瑪依、勝利等油田中完成了技術攻關。再次,潛山油藏開采技術,任丘油田中的一種典型油藏及時潛山油藏,與砂巖油藏不同的是,潛山油藏存在著是否適合開采、其大多數油氣是否存在于孔隙、裂縫之中等問題。開采潛山油藏需要耐高溫、大排量電潛泵技術以及完成裸眼測試。最后,斷塊采油技術,由于其油藏形狀、油藏大小具有不確定性以及斷層相互分割使油藏成為一個獨立的單元等因素,在斷塊油藏的開采過程中,必須要采取滾動勘探的方法進行注水、油層改造,才能保證產油效率及產油數量。
1.3采油工程體制的完善
在采油工程技術進行不斷發展的過程中,采油行業的采油工程體制進行了不斷地發展以及完善,體現在以下幾個方面:第一,蒸汽吞吐接替的發展,能夠扭轉稠油開采過程中的被動局面。第二,在采油過程中采取中長期發展規劃,可以處理好近期應用技術以及基礎研究之間的關系,及時地、有效地解決出現的問題,并對采油技術進行改進。第三,采用簡化地面流程、加強注水等采油工程技術對低滲透油田進行開發,可以使單井產量得到有效提高,實現利益的最大化。
2采油工程技術的展望
2.1對采油工程進行全面了解
第一,應對石油開采過程的規律性有一個全面的了解,對以此為根據采取相應的采油工程技術。第二,在采油過程中,采取人工補充能量、保持地層壓力的采油措施,能夠在很大程度上延長穩產期,實現采油效果的有效提高。第三,應國際項目加強合作,了解在采油技術方面國際上的最新發展趨勢,并進行研究借鑒,使我國的采油工程技術得到發展。
2.2加強對專業人才的培養
采油工程技術的有效發展,離不開一支具有高技術水平、高操作技能的技術隊伍。因此,采油企業應加強對專業人才的培養,組建專業團隊,充分發揮其自身的組織能力、管理能力,深入挖掘人才潛力,從而實現整體隊伍專業素質的提高,有助于采油工程實現效益的最大化。
2.3合理應用先進技術
應在采油工程合理應用先進技術,例如納米技術、微生物技術等,從而使采油工程技術得到進一步的發展與完善。第一,納米技術,目前納米采油工程技術在我國處于起步階段,MD膜驅油技術正在應用。第二,微生物技術,微生物采油技術是正在進行發展的三采技術,在含水高的油田、枯竭老油田中具有比較強的活力。
3結語
綜上所述,隨著人們對能源需求量的不斷提升,我國正在面臨著是由能源短缺問題,在油藏開采過程中合理利用采油工程技術,能夠使原油采收率、油井產量得到有效的提升。
作者:劉堯 單位:冷家油田開發公司
參考文獻:
篇13
伴隨新世紀的開始和新經濟時代步伐的加快,我國加入WTO的臨近,期刊將面臨著WTO、電子期刊和互聯網的發展所帶來的機遇和挑戰。要繼續辦好期刊,必須堅持正確的辦刊宗旨,始終如一地貫徹執行辦刊方針,做到報道范圍不偏離,切實體現本刊專業性強的特色,才是提高刊物質量的前提。《石油礦場機械》期刊是由蘭州石油機械研究所主辦的全國性科技期刊。創刊于1972年,近30多a來,始終堅持四項基本原則,為兩個文明建設服務。強調社會效益第一,密切配合國家油氣勘探與開發裝備的發展方針、政策和生產任務;及時交流本行業國內外的新技術、新成果、新理論,以提高本學科的科學技術水平,為推動本行業的技術進步服務,為我國的石油勘探開發服務。截止2000年年底共出版29卷,172期。刊登論文近14705篇,各類信息、廣告等3114條。正是堅持正確的辦刊宗旨才使本刊連續三版入選為中文核心期刊,為中國科技論文統計分析刊源,中國學術期刊(光盤版)入編期刊。創刊30a來,主要報道了國內各時期石油勘探開發工程諸如鉆井、完井、采油、井下作業、油氣田地面工程所涉及的工藝裝備及其與之相配套的通用設備、儀器儀表、專用工具、特種車輛等新設備、新技術、新成果、新經驗以及與本相近專業技術的發展動向。
這些論文的創新性、指導性和實用性及其內容的真實性和可讀性是我國石油戰線廣大科技人員智慧的結晶,它代表著我國石油裝備的技術和水平。受到了廣大科技人員和讀者的歡迎和好評,長期被專家們一致譽為行業代表期刊。30多a來得到了廣大作者、讀者們的關愛和支持為此,我們辦刊人員引以自豪和驕傲。在新世紀的到來之際,進入知識經濟和我國即將加入WTO之際,我刊更應該把握機遇,充滿信心,迎接新的挑戰。
2突出重點熱點報道推動行業技術進步
2l世紀是知識經濟的時代,作為知識經濟時代的科技信息產業,必將得到迅速而廣泛的發展瀋}技期刊是科技信息的主要載體,是反映科學技術創新發展水平的重要窗口,它孕育著新學科,新理論的誕生.所報道的新成果、新技術通過交流、傳播,存儲,使之成為人類進步的智慧結晶更為重要的是它不斷推動著科學技術的向前發展。這一點使我們在30多a的辦刊經驗中深有感觸和體會。
改革開放以來,特別是“八五”到“九五”期間隨著新技術、新裝備特別是電子信息技術的高速發展,本刊為石油工業裝備帶來了革命性的發展。期間.《石油礦場機械》圍繞我國重點開發油區西部,穩定東部后期采油,發展淺海灘涂及邊際海洋油田的石油工業開發戰略中所涉及的新裝備以及鉆采設備更新換代技術與裝備。在鉆井方面主要報道了6000m深井鉆井、交流變頻電驅動鉆機、頂部驅動鉆井技術與設備,水平井、叢式井和小井眼鉆井技術與裝備。采油方面重點報道了二次、三次采油設備、注水設備、稠油開采設備、超高強度抽油桿及其井下采油裝備、油氣水分離設備等。同時對海洋鉆采設備的國產化,諸如海洋平臺評估等都進行了較為詳實的報道如,1996年第6期報道的FG20非調質鋼超高強度抽油桿,其生產工藝特點是不淬火,只作低溫回火,其金相組織與美國HS型抽油桿的綜合力學性能相當,它解決了重負荷油井抽油之急需。中原油田1997年訂貨10萬m。還有,新型中高速牙輪鉆頭軸承,它是為配合井下動力鉆具,高速牙輪鉆頭開發的關鍵技術,即滑動軸承,其材料的室內現場試驗效果分析引起了江漢鉆頭廠、成都總機械廠、江西鉆頭廠等單位的關注。并引出了多項研究項目再如,F320—3DH型鉆機的改造,是由5機分離傳動的羅馬尼亞鉆機改造為4機統一驅動的F320-4DHG型鉆機同樣引起了國內同行界的反響。PIP型雙層組合套管注水泥裝置,由于強度高,解決了地層套管被擠壓變形問題。在華北油田大面積推廣后,年平均經濟效益¥2600萬元。該項目曾獲中國石油天然氣總公司1997年鐵人科技成就獎。這些新產品、新材料、瓶技術成果為石油勘探開發提供了一大批新的技術手段。
根據陸上石油工業在“九五瑚間要穩中求進的總體要求,為全面貫徹“穩定東部、發展西部、油氣并舉”的方針,本刊圍繞中國石油天然氣總公司6個戰略展開和8個戰略突破項目的實施。重點報道了油田注水機組振動信號的在線檢測與分析,該項目已在大慶油田6個注水站20余臺大型機組(2000kW以上)上推廣應用,達到每個注水站年經濟效益¥351萬元,該項目在本領域繼續深入研究開發,1997年被列為國家自然科學基金資助項目,項目名稱為“大型旋轉在線智能化狀態維護研究。”關于海上固定平臺構件的疲勞可幫陛計算,立項論證后,參加了“863”項目的子項目研究,并且使它用于渤海邊際油田的開發,達到該新型采油裝置保證服役期間在波浪特別是冬季海冰的作用下安全可靠的日的。對于400GF一31型天然氣發電機組的開發與應用,在我刊1997年第3期刊登以后,新疆油田選購2臺作為采油電站,山西晉城煤礦選用了燃用瓦斯氣作為采礦電站,重慶某公司利用長江水作為冷卻介質在長江兩岸使用,同時還通過山東濰坊柴油機廠,出口到孟加拉國。
針對大慶油田、勝利油田利用聚合物驅(包括三元復合驅技術)進行三次采油的項目和大慶油田油氣水分離設備(包括原油外輸計量站、原油計量等項日)、高含水期穩產技術的研究;針對遼河油田稠油蒸汽吞吐過程中存在的油層縱向上吸汽不均,動用程度差等問題;針對中原油田嚴重腐蝕現狀,分別在1998~2000年連續報道了涉及聚合物驅開采設備的關鍵技術,磁性材料堵水技術,蒸汽驅注等技術,在行業引起了不同程度的反響。同時,本刊著眼于科技攻關和新技術的推廣應用,為推進企業科技進步、科技發展,使先進科技和管理經驗轉化為生產力,產生更大的經濟效益,報道了鉆桿接頭材料及熱處理工藝,摩擦對焊鉆桿質量,鉆鋌失效機理,鉆柱失效分析,鉆桿腐蝕疲勞試驗,塔型井架的結構分析,鉆井技術優化問題,PDC鉆頭及其軟件的開發,抽油桿在線探傷,空心抽油桿采油裝置,防砂配套新技術,射孔綜合配套技術,無彈殼復合壓裂技術,有桿深抽配套技術,油井機械清蠟技術,連續油管技術鋼絲繩連續抽油桿,玻璃鋼抽油桿,試壓裝置(包括油、套管試壓裝置,氣舉壓管柱試壓)及螺桿鉆具試驗、使用、失效分析技術,井下工具的推廣應用等技術。為此,針對中國石油天然氣總公司“九五”科技發展規劃,組織約稿、共196篇。為我國石油鉆井工程、油氣田開發所包括的控水穩油、三次采油等完井技術、舉升技術、修井作業技術、大修側鉆,機械采油系統,堵水調剖等技術的重點推廣與交流起到了積極的促進作用,為我國的鉆井、采油技術執“八五”到“九五”上新臺階做出了貢獻。
回顧過去,著眼未來。我們雖然走過了30a的歷史,但我們還有許多不足之處。對科研項目追蹤報道的力度還不夠,還應繼續、增加信息量,縮短報道周期。新形勢、新機遇、新經濟,對我們提出了更嚴、更高的辦刊要求,面臨著嚴峻的挑戰。
3面向新世紀抓住機遇迎接挑戰
30a來,在主辦單位的大力支持下,經過幾代編輯人員的共同努力和辛勤工作,不斷提高刊物質量,才有了今天的成績。然而,隨著我國加入WTO的臨近、互聯網絡的運行和知識經濟的出現,我們作為新一代的編輯人員將肩負著時代給予的重任,作為石油工業經濟基礎的科技期刊將會受到直接的影響,如何迎接這種挑戰,是我們值得深思的問題。
1)辦刊以來,本刊成立了編委會,建立通訊員、作者、讀者網絡體系。編委會委員是本行業的學術帶頭人,具有代表性和權威性。他們經常會為期刊出謀劃策。今后還需進一步加強與編委們的聯系,及時向編委們匯報或通報本刊工作的進展情況。并建立老、中、青相結合的具有學術權威性的編委會。
2)科技期刊編輯出版過程既是一種業務活動,又是一種社會活動。公共關系能使編輯部與外界環境起到良好的溝通、組織、協調作用。這就是通訊員的橋梁作用,是編輯部不可缺少的支撐。通過發揮通訊員的作用,真正做到提高期刊質量的雙重效益.
3)學術期刊審稿是編輯出版工作的中心環節,是保證刊物學術質量的關鍵措施。專家審稿人是本刊論文質量和學術水平的把關人。是論文科學性刨新性、實用性的推薦人。為了真正做到客觀、公正必須充分做到稿件外審。經過多年來的運行,隨著新老編委的交替,多學科、多專業的交叉,對于審稿人隊伍還需不斷地擴大和壯大。對于來稿不論是組稿還是自由來稿,應抓緊時間初審或及時送審。有作者來信,要求我們縮短審稿時間,這—點今后一定能做到,并希望多給我們反饋意見。
4)與兄弟刊物建立友好的關系向他們虛心學習,取長補短,多交流辦刊經驗。同時,還應多參加行業會議、多聽取新經驗、吸收外界新信息、拓展辦刊思路,不斷提高刊物的質量。積極與國際接軌,為刨精品刊物奠定良好的基礎。
4強化內部管理提高自身素質
期刊的質量就是期刊的生命。要辦好高質量的期刊,就應具有高素質的辦刊人員。也就是說,質量的好壞是衡量編輯人員水平的高低。