论文部分内容阅读
摘要：《采油机械》是石油高等院校机械类方向学生重要的专业课程之一，是石油矿场机械专业方向的必修课程。本文立足石油矿扬机械专业方向实际，探索《采油机械》课程的教学内容的设置，探究课堂讲授、学生习题与答疑、考前辅导等教学过程中的具体做法。本文为更好开展《采油机械》课程教学、提高学生专业水平提供教学参考经验。
关键词：采油机械 教学 工艺 课程
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号；1673-9795(2012)02(a)-0038-02
1 概述
采油工程属于石油开发工程五项关键技术——勘探、钻井、采油、输送／存储、炼制——中重要的一环，其立足油藏工程，衔接地面建设工程，起着承上启下的作用，是油田开发工程的重要支柱。采油工程完成将原油从油层采出，这其中离不开采油机械装置。因此《采油机械》成为石油高等院校石油矿场机械专业方向必修或重要的选修课程之一。采油机械是一门集结工艺、结构、设计与应用为一体的一门解决现场实际问题的综合型课程，要求学生即具有夯实的基础同时应具有创新意识和创新能力，以应对各种复杂多样和时时变化的现场问题。《采油机械》课程是让学生对主要的采油工艺与设备有较深刻的认识，为石油机械类相关专业学生毕业后能更好更快适应和投生生产建设。
2 重点突出取舍采油工艺与机械教学内容
机械装置来源于生产与生活，任何的机械装置总有一定的适用范围和场所，即生产工艺是机械需求的来源。只有深入掌握工艺的内在要求，才能对设计的机器有准确描述，才能提出设备方面需求与要达到的功能，离开工艺研究、学习和讲授专业机械设备显得无的放矢。采油是一个非常复杂的系统工程，其工艺与环节较多，采油根本目的是能够完成油井中原油的采出，因此就必然涉及到什么样的井用什么样的方法去采油、在采用的方法下设计哪些设备、采油过程中遇到的问题如何处理等。通过多方论证与研究，在《采油机械》这门学科中，主要设置的工艺技术教学内容包括：
(1)完井、固井与试油工艺与相关设备：钻完的垂直井、水平井、大斜度井井眼的完井方法，固井与完井工艺中的完井管柱、完井井口装置等典型机械装置。
(2)自喷与气举采油工艺及设备：自喷井采油中，从工艺方面主要讲授其自喷原理、流动过程与能量消耗；从设备方面主要讲解自喷井井口装置；气举采油中主要安排气举原理、气举方式和气举阀、柱塞气举采油装置、腔室气举采油装置、连续气举装置等机械。
(3)有杆、无杆采油工艺与设备：按照有无抽油杆将机采工艺分成有杆抽油和无杆抽油，在两种抽油设备方式中，共性之处在于均需要提供外部补充能量以举升井筒内流体。
有杆泵抽油系统最大特点是该系统具有抽油杆，同时还具有地面抽油机和井下抽油泵。因此按照机、杆、泵一条线进行教学，在讲解抽油机使重点以目前仍应用较广的游梁式抽油机为重点对象，此外还涉及链条式抽油机、皮带式抽油机、直线电机抽油机、液压抽油机等。抽油杆与抽油泵也是重点教学内容。
无杆泵抽油系统：以潜油离心泵、水力活塞泵、水力射流泵、螺杆泵为对象展开教学。
(4)油田修井技术：以修井工作概述、典型修井设备、修井机、修井井口、工具为对象展开。
(5)压裂酸化技术：以压裂酸化机理、压裂酸化设备组成为对象讲述压裂酸化工艺一般性问题；在以高压泵注设备、输送设备为对象介绍压裂酸化设备中的一系列问题。
除以上教学主体内容外，对其余采油工艺技术及设备进行综述，如：试油；油田堵水、调剖技术；防砂、防蜡及防腐防垢技术；稠油及高凝油开采技术；提高原油采收率技术；油田修井技术；海上采油技术；油田注水等等，让学生从主要的教学内容中去拓展学习。
由于《采油机械》课程紧密结合现场，由于现场情况是千变万化，教师必须做到随时通过文献和现场调研等方式时时掌握现场的实际情况，更新教学内容，利用现场典型的问题来进行教学，让学生所学知识更具有价值。
3 《采油机械》课程教学方法探索
3.1 先工艺后机械的讲授方式
在进行教学时，主体内容按照先讲工艺，再讲机械的方式。工艺方面主要目的是让学生在学习工艺的同时，培养学生一种从生产实际去发现问题的理念，采油机械源于采油工艺，研究的机械也会与现场工艺紧密结合并最终应用于生产现场。在讲解教学安排上所涉及到的工艺时，始终让学生思考该工艺前是哪些工艺、下一步是哪些工艺以及本工艺的目的、意义、过程、方法以及关键工艺计算、工艺参数及所涉及到的主要设备组成等等，并且在工艺教学中紧密结合所掌握的现场最新情况和研究进展，培养学生主动发现问题、思考问题和解决问题的能力。
工艺的研究，为设备的研究提供需求、问题来源，原始工作参数和条件要求。因此在决策好所学采油机械的教学内容后，在机械部分内容讲解时以机械装置功能和作用、关键技术参数和技术条件、机械装置分类、机械装置组成、工作原理与工作过程、关键计算与设计。如在讲解游梁式抽油机时，按照针对现场需求提出地面设备在井口垂直往复运动需求后，首先，分析游粱式抽油机运动规律、悬点载荷、冲程、冲次等，为抽油机设计提供技术参数；其次，讲解游梁式抽油机如何完成井口垂直往复运动，并以最为典型的一般型游梁式抽油机作为对象重点阐述游梁式抽油机组成；然后，将其他游梁式抽油机分类与组成对比；之后，讲解游梁式抽油机中设计和应用中的冲程、冲次确定与选择、平衡重调节原理／计算／调节；最后，讲解游梁式抽油机动力分析、游梁受力、曲柄力矩、电机功率计算等问题，并适时提出如果没有游粱如何实现井口往复运动需求这一问题。
3.2 课堂设问与提问活跃气氛
通过教学发现，如果教师讲解相关内容时，适当提问，其效果比不设置问题明显好一些，通过重点问题的设置，不仅可以让学生避免开小差，还可以更好地掌握所学重点内容，并让学生主动思考与参与到学习中来。如在讲解固井与完井工艺时，先设置“在钻完一口井眼以后应该开展哪些工作?”开始讲无杆泵时提问：“在有杆泵中是通过抽油杆传递地面动力设备的机械能量以举升原油，如果没有抽油杆，如何来举升原油呢?”在讲修井机时，设置“车载式修井机和普通钻机有哪些异同?”通过多次教学发现，当老师给学生主动设置问题时，学生思维活跃，能够更好的进入到听课状态，避免被动接受或开小差。通过交流式的教学模式，及时发现学生学习过程中存在的问题。同时，通过提问和设问的方式，提高学生的创新意识和能力。
3.3 复习一综述一详述一小结为主的课堂教学过程
在教学过程安排上，按照首先用3～5分钟时间复习上次课程内容或以前教学内容，让所学知识具有连贯性；然后，概述本次课程内容、目的、意义；之后，按照教学大 纲内容详细介绍本次课程所涉及到的各个知识点；最后，利用3分钟进行本次课程小结，概述本次课程的所学知识的关键所在。通过这种复习一综述一详述一小结这一教学过程，学生对学习的目的性有更好的把握。在教学过程中注意板书与多媒体相结合，将教学提纲板书在黑板上，并对关键理论与公式通过板书的方式，让学生对知识的条理性更为清楚。利用多媒体，通过现场照片、录像等方式更为生动展示教学内容，提高学生的学习兴趣。
3.4 适当量的作业与必要的答疑
《采油机械》课程一般设置在毕业班，毕业班任务较多，考研、找工作等很多实际问题，学生最大的问题是不能较好静下心来学习。因此，在课后设置适当量的作业题对于学生进一步加强学习有非常大的好处，特别是对于那些不太主动的学生，作业题可以让学生巩固与掌握所学知识，锻炼学生实际动手计算能力，更好的将理论与实际计算过程先结合。同时通过对学生存在问题较为集中的知识点进行答疑与辅导，使学生所学知识更为扎实。
3.5 理论与结构相结合
《采油机械》课程中，除工艺计算理论外，还涉及较多力学问题，因此采油机械课程属于一门综合应用性课程，培养学生在结构研究时寻求理论方面的解决办法非常必要。如在讲解游梁式抽油机时培养学生如何应用在低年级时所学的结构强度设计理论；在讲解高压泵注设备时，如何应用薄壁筒、厚壁筒理论等；在讲解螺杆泵时如何应用摩擦磨损、螺旋传动理论等；在讲解井口装置时，如何应用井口装置的强度设计理论与API标准等。通过理论与结构相结合，使学生在知道问题所在的同时掌握如何解释和解决这些问题，知其然并知其所以然。
3.6 提高教师的自身素质
教书育人是大学教师的任务与职责。教师学术技术水平、研究能力与工程结合的能力，也直接影响教学质量，教师自身素质提高，才能做到准确、生动、创新性相结合进行《采油机械》教学。《采油机械》课程任课老师均进行过大量的科研和现场实践，对现场熟悉且实施做到自我提高。同时严格做到课前准备、上课规范、课后答疑等流程，认真批改每一本作业，发现与指出存在的较为集中问题，并进行答疑。各位教师严格约束自己和规范自己的行为以做好表率。
3.7 严肃平时考核。科学把握结业考试与平时考核之间的关系
育人为本是教育工作的根本要求，教育方法与教学手段的改进是保证培养高质量学生的关键。作为一门专业课程，《采油机械》承担的任务应紧密结合专业需求，更高提出学生解决实际问题的能力与意识。俗话说严师出高徒，教师在严格要求自己的同时，在教学过程中对学生严格做到平时考勤、作业、实验等成绩与最终学习成绩挂钩，不能仅仅通过最后一张考试卷来考核学生，通过平时考核与结业考试相结合来培养学生养成良好的学习习惯、学习方法，使学生掌握真实本领。
通过在《采油机械》课程教学中不断摸索和实践，目前该课程教学效果已经在石油矿场机械及相关专业人才培养上展露出来，为真正培养技术过硬矿场机械方面的研究和应用人才奠定基础。
关键词：采油机械 教学 工艺 课程
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号；1673-9795(2012)02(a)-0038-02
1 概述
采油工程属于石油开发工程五项关键技术——勘探、钻井、采油、输送／存储、炼制——中重要的一环，其立足油藏工程，衔接地面建设工程，起着承上启下的作用，是油田开发工程的重要支柱。采油工程完成将原油从油层采出，这其中离不开采油机械装置。因此《采油机械》成为石油高等院校石油矿场机械专业方向必修或重要的选修课程之一。采油机械是一门集结工艺、结构、设计与应用为一体的一门解决现场实际问题的综合型课程，要求学生即具有夯实的基础同时应具有创新意识和创新能力，以应对各种复杂多样和时时变化的现场问题。《采油机械》课程是让学生对主要的采油工艺与设备有较深刻的认识，为石油机械类相关专业学生毕业后能更好更快适应和投生生产建设。
2 重点突出取舍采油工艺与机械教学内容
机械装置来源于生产与生活，任何的机械装置总有一定的适用范围和场所，即生产工艺是机械需求的来源。只有深入掌握工艺的内在要求，才能对设计的机器有准确描述，才能提出设备方面需求与要达到的功能，离开工艺研究、学习和讲授专业机械设备显得无的放矢。采油是一个非常复杂的系统工程，其工艺与环节较多，采油根本目的是能够完成油井中原油的采出，因此就必然涉及到什么样的井用什么样的方法去采油、在采用的方法下设计哪些设备、采油过程中遇到的问题如何处理等。通过多方论证与研究，在《采油机械》这门学科中，主要设置的工艺技术教学内容包括：
(1)完井、固井与试油工艺与相关设备：钻完的垂直井、水平井、大斜度井井眼的完井方法，固井与完井工艺中的完井管柱、完井井口装置等典型机械装置。
(2)自喷与气举采油工艺及设备：自喷井采油中，从工艺方面主要讲授其自喷原理、流动过程与能量消耗；从设备方面主要讲解自喷井井口装置；气举采油中主要安排气举原理、气举方式和气举阀、柱塞气举采油装置、腔室气举采油装置、连续气举装置等机械。
(3)有杆、无杆采油工艺与设备：按照有无抽油杆将机采工艺分成有杆抽油和无杆抽油，在两种抽油设备方式中，共性之处在于均需要提供外部补充能量以举升井筒内流体。
有杆泵抽油系统最大特点是该系统具有抽油杆，同时还具有地面抽油机和井下抽油泵。因此按照机、杆、泵一条线进行教学，在讲解抽油机使重点以目前仍应用较广的游梁式抽油机为重点对象，此外还涉及链条式抽油机、皮带式抽油机、直线电机抽油机、液压抽油机等。抽油杆与抽油泵也是重点教学内容。
无杆泵抽油系统：以潜油离心泵、水力活塞泵、水力射流泵、螺杆泵为对象展开教学。
(4)油田修井技术：以修井工作概述、典型修井设备、修井机、修井井口、工具为对象展开。
(5)压裂酸化技术：以压裂酸化机理、压裂酸化设备组成为对象讲述压裂酸化工艺一般性问题；在以高压泵注设备、输送设备为对象介绍压裂酸化设备中的一系列问题。
除以上教学主体内容外，对其余采油工艺技术及设备进行综述，如：试油；油田堵水、调剖技术；防砂、防蜡及防腐防垢技术；稠油及高凝油开采技术；提高原油采收率技术；油田修井技术；海上采油技术；油田注水等等，让学生从主要的教学内容中去拓展学习。
由于《采油机械》课程紧密结合现场，由于现场情况是千变万化，教师必须做到随时通过文献和现场调研等方式时时掌握现场的实际情况，更新教学内容，利用现场典型的问题来进行教学，让学生所学知识更具有价值。
3 《采油机械》课程教学方法探索
3.1 先工艺后机械的讲授方式
在进行教学时，主体内容按照先讲工艺，再讲机械的方式。工艺方面主要目的是让学生在学习工艺的同时，培养学生一种从生产实际去发现问题的理念，采油机械源于采油工艺，研究的机械也会与现场工艺紧密结合并最终应用于生产现场。在讲解教学安排上所涉及到的工艺时，始终让学生思考该工艺前是哪些工艺、下一步是哪些工艺以及本工艺的目的、意义、过程、方法以及关键工艺计算、工艺参数及所涉及到的主要设备组成等等，并且在工艺教学中紧密结合所掌握的现场最新情况和研究进展，培养学生主动发现问题、思考问题和解决问题的能力。
工艺的研究，为设备的研究提供需求、问题来源，原始工作参数和条件要求。因此在决策好所学采油机械的教学内容后，在机械部分内容讲解时以机械装置功能和作用、关键技术参数和技术条件、机械装置分类、机械装置组成、工作原理与工作过程、关键计算与设计。如在讲解游梁式抽油机时，按照针对现场需求提出地面设备在井口垂直往复运动需求后，首先，分析游粱式抽油机运动规律、悬点载荷、冲程、冲次等，为抽油机设计提供技术参数；其次，讲解游梁式抽油机如何完成井口垂直往复运动，并以最为典型的一般型游梁式抽油机作为对象重点阐述游梁式抽油机组成；然后，将其他游梁式抽油机分类与组成对比；之后，讲解游梁式抽油机中设计和应用中的冲程、冲次确定与选择、平衡重调节原理／计算／调节；最后，讲解游梁式抽油机动力分析、游梁受力、曲柄力矩、电机功率计算等问题，并适时提出如果没有游粱如何实现井口往复运动需求这一问题。
3.2 课堂设问与提问活跃气氛
通过教学发现，如果教师讲解相关内容时，适当提问，其效果比不设置问题明显好一些，通过重点问题的设置，不仅可以让学生避免开小差，还可以更好地掌握所学重点内容，并让学生主动思考与参与到学习中来。如在讲解固井与完井工艺时，先设置“在钻完一口井眼以后应该开展哪些工作?”开始讲无杆泵时提问：“在有杆泵中是通过抽油杆传递地面动力设备的机械能量以举升原油，如果没有抽油杆，如何来举升原油呢?”在讲修井机时，设置“车载式修井机和普通钻机有哪些异同?”通过多次教学发现，当老师给学生主动设置问题时，学生思维活跃，能够更好的进入到听课状态，避免被动接受或开小差。通过交流式的教学模式，及时发现学生学习过程中存在的问题。同时，通过提问和设问的方式，提高学生的创新意识和能力。
3.3 复习一综述一详述一小结为主的课堂教学过程
在教学过程安排上，按照首先用3～5分钟时间复习上次课程内容或以前教学内容，让所学知识具有连贯性；然后，概述本次课程内容、目的、意义；之后，按照教学大 纲内容详细介绍本次课程所涉及到的各个知识点；最后，利用3分钟进行本次课程小结，概述本次课程的所学知识的关键所在。通过这种复习一综述一详述一小结这一教学过程，学生对学习的目的性有更好的把握。在教学过程中注意板书与多媒体相结合，将教学提纲板书在黑板上，并对关键理论与公式通过板书的方式，让学生对知识的条理性更为清楚。利用多媒体，通过现场照片、录像等方式更为生动展示教学内容，提高学生的学习兴趣。
3.4 适当量的作业与必要的答疑
《采油机械》课程一般设置在毕业班，毕业班任务较多，考研、找工作等很多实际问题，学生最大的问题是不能较好静下心来学习。因此，在课后设置适当量的作业题对于学生进一步加强学习有非常大的好处，特别是对于那些不太主动的学生，作业题可以让学生巩固与掌握所学知识，锻炼学生实际动手计算能力，更好的将理论与实际计算过程先结合。同时通过对学生存在问题较为集中的知识点进行答疑与辅导，使学生所学知识更为扎实。
3.5 理论与结构相结合
《采油机械》课程中，除工艺计算理论外，还涉及较多力学问题，因此采油机械课程属于一门综合应用性课程，培养学生在结构研究时寻求理论方面的解决办法非常必要。如在讲解游梁式抽油机时培养学生如何应用在低年级时所学的结构强度设计理论；在讲解高压泵注设备时，如何应用薄壁筒、厚壁筒理论等；在讲解螺杆泵时如何应用摩擦磨损、螺旋传动理论等；在讲解井口装置时，如何应用井口装置的强度设计理论与API标准等。通过理论与结构相结合，使学生在知道问题所在的同时掌握如何解释和解决这些问题，知其然并知其所以然。
3.6 提高教师的自身素质
教书育人是大学教师的任务与职责。教师学术技术水平、研究能力与工程结合的能力，也直接影响教学质量，教师自身素质提高，才能做到准确、生动、创新性相结合进行《采油机械》教学。《采油机械》课程任课老师均进行过大量的科研和现场实践，对现场熟悉且实施做到自我提高。同时严格做到课前准备、上课规范、课后答疑等流程，认真批改每一本作业，发现与指出存在的较为集中问题，并进行答疑。各位教师严格约束自己和规范自己的行为以做好表率。
3.7 严肃平时考核。科学把握结业考试与平时考核之间的关系
育人为本是教育工作的根本要求，教育方法与教学手段的改进是保证培养高质量学生的关键。作为一门专业课程，《采油机械》承担的任务应紧密结合专业需求，更高提出学生解决实际问题的能力与意识。俗话说严师出高徒，教师在严格要求自己的同时，在教学过程中对学生严格做到平时考勤、作业、实验等成绩与最终学习成绩挂钩，不能仅仅通过最后一张考试卷来考核学生，通过平时考核与结业考试相结合来培养学生养成良好的学习习惯、学习方法，使学生掌握真实本领。
通过在《采油机械》课程教学中不断摸索和实践，目前该课程教学效果已经在石油矿场机械及相关专业人才培养上展露出来，为真正培养技术过硬矿场机械方面的研究和应用人才奠定基础。