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論文關鍵詞：海洋 石油 鉆井 現狀 發展
論文摘 要：隨著海洋石油的大力開發，鉆井技術的研究至關重要，本文主要闡述海上鉆井發展及現狀，我國海上石油鉆井裝備狀況，海洋石油鉆井平臺技術特點，以及海洋石油鉆井平臺技術發展分析。
1 海上鉆井發展及現狀
1.1 海上鉆井可及水深方面的發展歷程
正規的海上石油工業始于20世紀40年代，此后用了近20年的時間實現了在水深100m的區域鉆井并生產油氣，又用了20多年達到水深近2000m的海域鉆井，而最近幾年鉆井作業已進入水深3000m的區域。圖1顯示了海洋鉆井可及水深的變化趨勢。20世紀70年代以后深水海域的鉆井迅速發展起來。在短短的幾年內深水的定義發生了很大變化。最初水深超過200m的井就稱為深水井;1998年“深水”的界限從200m擴展到300m，第十七屆世界石油大會上將深海水域石油勘探開發以水深分為:400m以下水域為常規水深作業，水深400~1500m為深水作業，大于1500m則稱為超深水作業;而現在大部分人已將500m作為“深水”的界限。
1.2海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化狀況
自20世紀50年代初第一座自升式鉆井平臺“德朗1號”建立以來，海上移動式鉆井裝置增長很快，圖2顯示了海上移動式鉆井裝置世界擁有量變化趨勢。1986年巔峰時海上移動式鉆井裝置擁有量達到750座左右。1986年世界油價暴跌5成，海洋石油勘探一蹶不振，持續了很長時間，新建的海上移動式鉆井裝置幾乎沒有。由于出售流失和改裝(鉆井平臺改裝為采油平臺)，其數量逐年減少。1996年為567座，其中自升式平臺357座，半潛式平臺132座，鉆井船63座，坐底式平臺15座。此后逐漸走出低谷，至2010年，全世界海上可移動鉆井裝置共有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510座，半潛式鉆井平臺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86%。
2我國海洋石油鉆井裝備產業狀況
我國油氣開發裝備技術在引進、消化、吸收、再創新以及國產化方面取得了長足進步。
2.1建造技術比較成熟海洋石油鉆井平臺是鉆井設備立足海上的基礎。從1970年至今，國內共建造移動式鉆采平臺53座，已經退役7座，在用46座。目前我國在海洋石油裝備建造方面技術已經日趨成熟，有國內外多個平臺、船體的建造經驗，已成為浮式生產儲油裝置(FPSO)的設計、制造和實際應用大國，在此領域，我國總體技術水平已達到世界先進水平。
2.2部分配套設備性能穩定海洋鉆井平臺配套設備設計制造技術與陸上鉆井裝備類似，但在配置、可靠性及自動化程度等方面都比陸上鉆井裝備要求更苛刻。國內在電驅動鉆機、鉆井泵及井控設備等研制方面技術比較成熟，可以滿足7000m以內海洋石油鉆井開發生產需求。寶石機械、南陽二機廠等設備配套廠有著豐富的海洋石油鉆井設備制造經驗，其產品完全可以滿足海洋石油鉆井工況的需要。
2.3深海油氣開發裝備研制進入新階段目前，我國海洋油氣資源的開發仍主要集中在200m水深以內的近海海域，尚不具備超過500m深水作業的能力。隨著海洋石油開發技術的進步，深海油氣開發已成為海洋石油工業的重要部分。向深水區域推進的主要原因是由于淺水區域能源有限，滿足不了能源需求的快速增長需求，另外，隨著鉆井技術的創新和發展，已經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方面距世界先進水平還存在較大差距，但我國的深水油氣開發技術已經邁出了可喜的一步，為今后走向深海奠定了基礎。
3海洋石油鉆井平臺技術特點
3.1作業范圍廣且質量要求高
移動式鉆井平臺(船)不是在固定海域作業，應適應移位、不同海域、不同水深、不同方位的作業。移位、就位、生產作業、風暴自存等復雜作業工況對鉆井平臺(船)提出很高的質量要求。如半潛式鉆井平臺工作水深達1 500~3 500 m，而且要適應高海況持續作業、13級風浪時不解脫等高標準要求。
轉貼于
3.2使用壽命長，可靠性指標高
高可靠性主要體現在:①強度要求高。永久系泊在海上，除了要經受風、浪、流的作用外，還要考慮臺風、冰、地震等災害性環境力的作用;②疲勞壽命要求高。一般要求25~40 a不進塢維修，因此對結構防腐、高應力區結構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量，采用了高強度或特殊鋼材(包括Z向鋼材、大厚度板材和管材);④生產管理要求高。海洋工程的建造、下水、海上運輸、海上安裝甚為復雜，生產管理明顯地高于常規船舶。
3.3安全要求高
由于海洋石油工程裝置所產生的海損事故十分嚴重，隨著海洋油氣開發向深海區域發展、海上安全與技術規范條款的變化、海上生產和生活水準的提高等因素變化，對海洋油氣開發裝備的安全性能要求大大提高，特別是對包括設計與要求、火災與消防及環保設計等HSE的貫徹執行更加嚴格。
3.4學科多，技術復雜
海洋石油鉆井平臺的結構設計與分析涉及了海洋環境、流體動力學、結構力學、土力學、鋼結構、船舶技術等多門學科。因此，只有運用當代造船技術、衛星定位與電子計算機技術、現代機電與液壓技術、現代環保與防腐蝕技術等先進的綜合性科學技術，方能有效解決海洋石油開發在海洋中定位、建立海上固定平臺或深海浮動式平臺的泊位、浮動狀態的海上鉆井、完井、油氣水分離處理、廢水排放和海上油氣的儲存、輸送等一系列難題。
4海洋石油鉆井平臺技術發展
世界范圍內的海洋石油鉆井平臺發展已有上百年的歷史，深海石油鉆井平臺研發熱潮興起于20世紀80年代末，雖然至今僅有20多年歷史，但技術創新層出不窮，海洋油氣開發的水深得到突飛猛進的發展。
4.1自升式平臺載荷不斷增大
自升式平臺發展特點和趨勢是:采用高強度鋼以提高平臺可變載荷與平臺自重比，提高平臺排水量與平臺自重比和提高平臺工作水深與平臺自重比率;增大甲板的可變載荷，甲板空間和作業的安全可靠性，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的樁腿升降設備、鉆井設備和發電設備。
4.2多功能半潛式平臺集成能力增強
具有鉆井、修井能力和適應多海底井和衛星井的采油需要，具有寬闊的甲板空間，平臺上具有油、氣、水生產處理裝置以及相應的立管系統、動力系統、輔助生產系統及生產控制中心等。
4.3新型技術FPSO成為開發商的首選
海上油田的開發愈來愈多地采用FPSO裝置，該裝置主要面向大型化、深水及極區發展。FPSO在甲板上密布了各種生產設備和管路，并與井口平臺的管線連接，設有特殊的系泊系統、火炬塔等復雜設備，整船技術復雜，價格遠遠高出同噸位油船。它除了具有很強的抗風浪能力、投資低、見效快、可以轉移重復使用等優點外，還具有儲油能力大，并可以將采集的油氣進行油水氣分離，處理含油污水、發電、供熱、原油產品的儲存和外輸等功能，被譽為“海上加工廠”，已成為當今海上石油開發的主流方式。
4.4更大提升能力和鉆深能力的鉆機將得到研發和使用
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，有的為了節約鉆采平臺的建造安裝費用，需以平臺為中心進行鉆采，將其半徑從通常的3000m擴大至4000~5000m，乃至更遠，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，因此發展更大提升能力的海洋石油鉆機將成為發展趨勢。
參考文獻
【關鍵詞】封堵技術 橋接材料 屏蔽暫堵 低滲透成膜
隨著資源勘探開發的縱深發展，我國深井鉆探的數量逐年增加，然而深部鉆探所鉆遇地層更加復雜多樣，因此更易發生井壁不穩定問題。
為了控制井壁失穩，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（內因）和鉆井、封堵工藝水平（外因）兩個方面的影響。前者包括地層巖性，膠結程度，裂縫發育方式、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、種類、封堵劑組成，所使用的封堵工藝以及相應的鉆井參數、工藝等。然而，鉆探時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實際進行調控，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
橋接封堵就是通過不同配比將不同形狀和級配的惰性材料，混合加入到鉆井液中，隨著鉆進液循環而封堵漏失層的方法。
此種封堵方法較為傳統，但實際施工時卻得到廣泛應用，主要原因在于此種封堵方法不僅可以有效解決井內孔隙和裂縫造成的部分及失返漏失，而且材料具有易買價廉、使用安全、操作方便等優點。
常見橋堵材料根據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），他們級配和濃度應根據井內漏失層性質及嚴重程度進行合理選擇。堵漏時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常用的混合復配比例為2∶1∶1，并且應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，應根據情況及時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，即擠壓法和循環法。施工前應準確地確定漏層位置，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）；鉆具一般應下在漏層的頂部，個別情況可下在漏層中部，嚴禁下過漏層施工，以防卡鉆。施工時要嚴格按照施工步驟進行。封堵成功后，應立即使用振動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）覆蓋整個裸眼井筒的封堵方法，經常可取得成功。
但是，在使用過程中橋接類封堵材料仍然存在以下3點主要問題：
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不具備阻止鉆井液侵入和防止井眼失穩的能力；
在滲透地層利用不同尺寸和級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濾失。但實際情況是由于井內微裂隙的瞬時濾失過低，致使封堵材料很難形成保護性泥餅；
片狀云母類材料使用時通常需要在高濃度快速作用才可以在裂隙處搭橋，發揮封堵作用。但是此種材料在鉆井液中濃度的增加會使鉆井液循環當量密度也隨之增加，導致井底壓力進一步提高，最終可能加劇濾失或漏失；
部分橋接材料在使用時因條件限制達不到最好功效，如瀝青，其使用時溫度必須達到軟化點溫度以上方可發揮最強封堵作用，但實際施工中絕大多數地層都達不到這個溫度。
2 屏蔽暫堵技術
鉆井液中起主要暫堵作用的惰性材料稱之為屏蔽暫堵劑。屏蔽暫堵技術就是將鉆井液中加入屏蔽暫堵劑利用井內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，并在短時間內形成滲透率接近零的暫堵帶技術。
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間，降低鉆井液污染，進而起到保護作用。
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，進而增加了卡鉆的概率。但使用低滲透鉆井液時，由于其能夠在井壁上迅速形成一層低滲透薄膜，相較于傳統鉆井液而言可以大幅度降低濾失量，所以壓差不會傳遞到地層，從而有效避免了卡鉆問題的發生。
（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大和井下復雜情況的發生。
4 結語
橋接材料封堵、屏蔽暫堵以及低滲透成膜封堵是現階段國內施工實踐中主要應用的三種封堵技術手段，其中橋接材料封堵及屏蔽暫堵技術因材料價格低廉、易購買等因素而在實際生產中得到廣泛應用，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注，發展潛力巨大。所以在施工生產中我們應結合施工實際對封堵劑進行綜合考量和使用，爭取達到經濟效益最大化。
參考文獻
[1] 張洪利，郭艷，王志龍.國內鉆井堵漏材料現狀[J].特種油氣藏，2004，11（2）：1-2
[2] 黃進軍，羅平亞，李家學，等.提高地層承壓能力技術[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展狀況[J].鉆采工藝，1997，20（1）：57
[4] 薛玉志.超低滲透鉆井液作用機理及其應用研究[D].博士學位論文.山東：中國石油大學（華東），2008
[5] 袁春.隔離膜水基鉆井液體系研究[D].碩士學位論文.四川：西南石油學院，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。這將有利于檢測工作的順利進行。
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,可得到具有不同分子量和不同電荷密度的產品。本實驗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的物質,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。
本實驗中選用DMC作為陽離子單體。
1.2 性能檢測方法[3]
本實驗合成高聚物的電荷密度采用膠體滴定法測定。膠體滴定技術是由日本學者寺山宏于1948年發明,以后經多方研究和開發,使之成為適應廣泛pH值范圍的最簡單的高分子電解質的定量方法。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電的聚合電解質之間可發生反應,聚合電解質由于帶電荷而在水溶液中保持穩定,如果它們的電荷被帶相反電荷的聚合電解質所中和,聚合電解質就會趨于相互結合,并最終生成沉淀。所以,把一種陽離子聚合電解質的溶液加入到另一種陰離子聚合電解質的溶液中時,反應將以電荷一一化學計量進行。
實驗中,膠體滴定通常是用標準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進行反應,形成一對一的電荷復合體,使用終點指示劑或相關儀器來判定滴定終點。終點時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流動電流的測定
流動電流的測定是在一個細小的狹縫中進行的,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小狹縫,產生劇烈的水流。水流帶走了自由的“反離子”,使之脫離膠體物質,這樣“反離子”在內置電極上便產生了流動電流。
使用AC流動電流法來確定膠體滴定的終點,一個最重要的問題就是需要絕對的清潔,否則結果是不可靠的,這是該方法中誤差最大的根源。
2 實驗部分
2.1 實驗原料及藥品
聚乙烯醇硫酸鉀(PVSK):國產
聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDADMAC):德國Mütek公司生產
2.2 實驗過程
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,反復用丙酮洗滌,去除溶液中的雜質。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,用標準滴定液測量。
2.3 實驗分析方法
2.3.1 CPAM的結構分析:
采用核磁共振技術。
2.3.2 CPAM的電荷密度或陽離子化度的測定:
電荷密度的計算按下式進行:電荷密度(meq/g)=
式中:
C-PVSK標準溶液的電荷密度,meq/ml;
V-消耗PVSK溶液的體積,ml;
m-10ml待測聚合電解質溶液所含樣品量,g。
陽離子化度按下式計算行:
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,mol;
B-樣品中陽離子單體的摩爾數,mol。
3 結果與討論
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的峰面積之比與實驗的理論值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的理論值相差很小。關于測定CPAM的電荷密度,對比文獻[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。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,仍保持其一定的正電性。
4 結論
4.1 運用核磁共振技術,對高分子量陽離子聚丙烯酰胺的結構進行檢測。均表征其相關基團的存在,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、準確性高、成本低,適用廣泛pH范圍測定聚合電解質的電荷密度。
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,其電荷密度隨放置時間的延長逐漸下降。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。
參考文獻:
[1] 金樹人,賀均林,彭民偉等. 季銨型陽離子醚化劑CHPTA合成與應用. 造紙化學品,2001,(2):36
[2] 周效全. 陽離子單體在油田化學的開發和應用. 鉆采工藝,1996,19(4):71～75
關鍵字：薄煤層開采技術發展趨勢
中圖分類號：P618文獻標識碼： A
當前我國薄煤層開采技術現狀
薄煤層的定義
薄煤層是指地下開采時厚度1.3m以下的煤層；露天開采時厚度3.5m以下的煤層。我國薄煤層資源豐富，分布面廣，而且煤質好。據統計，全國薄煤層的儲量占全部可采儲量的20％，在近80個礦區中的400多個礦井中就有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。一些地區薄煤層儲量比重很大。貴州省占37.2%，山東省占43.9%，四川省占51.8%。盡管有較好的儲存條件，但由于受 “工人勞動強度大、采煤機械化程度低、安全系數低、工作面單產和效率低、掘進率高、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量的10.4%，而且還有繼續下降的趨勢，產量與儲量的比例嚴重失調，造成國家資源的浪費，礦井服務年限縮短。
現行薄煤層開采技術
2.1 用刨煤機開采薄煤層
刨煤機采煤自20世紀40年代在德國問世以來,很快就得到推廣和發展,成為薄煤層采煤機械化的強大支柱。原歐洲的主要產煤國德國、俄羅斯、法國等,使用刨煤機開采的煤炭產量占總產量的50%以上,刨煤機的日產量可達到5000t以上。
刨煤機的主要優點:
①能實現極薄煤層的綜合機械化開采,便于實現開采過程中的自動化;
②采煤過程連續進行,工作時間利用率高;
③采出的塊煤率高,工作面煤塵量少;
④結構簡單,維護方便。
2000年鐵法小青礦采取國內配套的方式引進一套德國DBT公司全自動化刨煤機系統,生到2002年產煤炭106萬t,最高日產量6480t,小青礦全自動化刨煤機開采技術的成功極大地提高了國內煤炭行業使用刨煤機的積極性。近年來，國外刨煤機技術又有了較大的發展。
2.2 滾筒采煤機開采薄煤層
現在使用的滾筒式采煤機是傳統的采煤設備,其應用十分廣泛,發展速度也比較快。隨著緩傾斜中厚煤層至厚煤層綜合機械化成套技術的逐漸成熟,“三軟”和大傾角煤層等困難條件下綜采配套技術也得到了應用。以電牽引、故障自動診斷、支架電液控制等為核心的技術也應用到了滾筒式薄煤層綜合機械化設備上,這種采煤技術也正趨于成熟。薄煤層綜合機械化采煤經過多年的試驗,已經取得了顯著的開采效果。
滾筒采煤機由于適應性強、效率高、便于實現綜合機械化作業,因而發展迅速。它的整體結構、性能參數、適應能力、可靠性等諸方面,都有了較大創新和提高。薄煤層滾筒采煤機是在中厚煤層滾筒采煤機的基礎上發展起來的,它也具有許多優點:
①積木式無底托架結構、液壓螺母緊固、多臺截割電動機橫向布置、抽屜式部件安裝等技術的應用,使得薄煤層滾筒采煤機結構更加簡單,安裝更為輕便;
②整體結構和傳動方式的改進,使得滾筒采煤機的機身變得更窄、更低;
③采煤機功率的不斷加大,以及電氣調速行走和遠程無線控制技術的應用,使得薄煤層滾筒式采煤機更能適應較復雜的開采地質條件;
④薄煤層采煤機比較適合小型煤礦的綜合機械化開采。
2.3無人工作面采煤技術
無人采煤或無人開采是指工人不長時間在工作面跟機操作，而是在巷道或其它地點控制或操縱工作面機械，完成采煤、裝煤、運煤、頂板管理及采空區處理等工序的一種采煤方法。60年代我國在江西、徐州、廣東等地試驗過煤鋸采煤，原始的無人采煤。由于設備可靠性差，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，重點解決工人的勞動環境問題，采煤方法是回采巷道布置和回采工藝的組合，分類應考慮各種因素在內，包括落煤、運煤、支護、礦壓控制，工作面推進方向，開采方式和有無改變煤的聚集狀等，這樣比較全面。
2.4螺旋鉆機采煤法
螺旋鉆采煤機適用于煤厚0.45～1.5m，傾角在15°以下的煤層.新汶引進了兩臺薄煤層螺旋鉆采煤機，分別在潘西和南冶煤礦進行了采煤工藝試驗,獲得成功.在引進使用的同時,對螺旋鉆機設備進行了7項技術改進,以便適應我國各種地質條件下薄煤層開采
2.5連續采煤機巷柱式采煤法
連續采煤機巷柱式采煤法主要具有以下特點：
（1）采掘合一
（2）設備少、投資省
（3）機動靈活
（4）機械化程度高
我國引進多套薄煤層連續采煤機設備，先后有大同四臺礦、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，主要是對設備性能沒有很好掌握。
薄煤層采煤技術未來發展趨勢
發達國家薄煤層開采技術發展水平
國外發達國家的薄煤層開采機械化程度比較高，在采煤工作面配套設備中液壓支架、刨煤機、滾筒采煤機、刮板運輸機在設計方法和結構上有了重大發展。總趨勢是：
1、采煤機采用了多電機電牽引技術，并且向大牽引速度、大功率、高電壓、大截深發展。有的實現了滾筒自動導向。
2、液壓支架應用了電液控制技術，使支架的動作自動連續進行，移架速度大大提高，配合采煤機的煤巖識別系統運輸機的故障診斷和自動運行監測系統等先進技術。實現了工作面的智能自動化生產。
3、刮板運輸機實現了大功率、高速度、高可靠性。
薄煤層工作面綜采三機配套設備的發展，使薄煤層生產能力、工效都接近中厚煤層水平，實現了高產高效。
2、國內薄煤層開采技術發展水平
我國厚煤層及中厚煤層開采已經基本實現了機械化，逐漸向自動化方向發展。據了解，對薄煤層開采，相當一部分礦區還在采用傳統的炮采，或者開采工藝的機械化程度較低，工作面產量小效益差，工人勞動強度大，安全也沒有保障。
隨著國家及煤炭企業對薄煤層開采重視程度的提高，我國薄煤層機械化開采技術與裝備開始快速發展。2013年6月15日，寧夏回族自治區科技支撐計劃項目“薄煤層采煤機截割用高壓隔爆電動機研制”通過了專家驗收。專家認為，該項目自主研制出了我國首臺高壓大功率薄煤層采煤機截割電動機，首創了兩種無外水套薄煤層采煤機水冷截割電動機，填補了國內空白，產品主要指標達到國內領先水平,無外水套薄煤層采煤機水冷截割電動機研制水平達到了國際先進。
未來薄煤層開采技術發展趨勢
薄煤層比中厚煤層經濟效益差的現實，決定了其開采技術及裝備的相對滯后，尤其受條件影響，設備的安裝、檢修、操作等均受到很大的限制。此外，薄煤層生產能力低，單產水平低，巷道消耗率高、接替緊張等特點使得設備難以進行有效開采，部分條件極為復雜的薄煤層只能棄而不采，資源損失嚴重。 我國薄煤層煤炭資源十分豐富，研制生產薄煤層采煤機截割電動機，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，對促進能源節約和安全具有重要意義，應用前景十分廣闊。
而要實現薄煤層安全高效開采，根本出路在于機械化。當前，開采技術和設備重要性凸顯，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、運輸機等“三機”配套設備，大功率、重型化、小體積和高可靠性的設備，實現工作面的自動化操作和控制是恰當的是實現礦井增產增效的有效手段。
參考文獻
【關鍵詞】無意外風險鉆井技術 概念 發展方向
油氣資源是人類生產發展和日常生活所必須的能源資源，然而其開采和發掘卻具有一定的高危險性和高投入性。尤其是對深海內部的油氣資源進行鉆井開采，其發生意外的可能性會更大，風險性會更高。為了改變這種現狀，科學工作者研究和開發了一種無意外風險鉆井技術。
1 無意外風險鉆井技術1.1 無意外風險技術的概念
無意外風險鉆井技術，英文縮寫為NDS。它是在21世紀初，國外的BP公司利用其豐富的鉆井作業技術，同時結合斯倫貝公司先進的工具，共同開發的一種新型鉆井技術。后來，經過多次試驗和現場檢查，證明其應用性、目的性較強，故而得以在鉆井技術中被廣泛使用。
在開發無意外風險鉆井技術的過程中，兩家公司主要堅持這樣一個核心思想，即集合各領域的專家，先進的預測和鉆井數據庫軟件，先進的硬件，為它們提供整套工作框架及工藝方法，通過這些要素的協作和交流，讓其以結構化的方法對深海井下的風險進行鑒別、分析，之后采用適當的預防措施，控制這些風險。最終根據不同的條件設計不同的鉆井方案，解決井筒壓力、井壁穩定等問題，消除鉆井過程中，可能出現的意外事故，達到降低鉆井成本的目的。
1.2 無意外風險鉆井技術的系統組成
通常情況下，無意外風險鉆井技術系統的主要工作環節為：
由圖可知，無意外風險鉆井技術綜合了最先進的硬件、軟件、網絡等技術，通過參數測量、井下信號采集與傳輸系統、井下控制技術，將地層信息和深海井下的風險控制相結合，又采用鉆井專家系統、井下風險評價系統、三維可視化技術構造的地質模型，對鉆井區域的信息進行收集和分析，之后向硬件設備發出反饋工作指令，調整鉆井方案，控制鉆井風險。
1.3 無意外風險技術的特點
根據無意外風險鉆井技術的系統圖，可知這項技術有以下幾個特點：
（1）利用多種學科解決高難度問題。無意外風險鉆井技術中包含了石油鉆井、深海測繪、計算機網絡、多媒體、地理等各個學科的先進技術，通過這些技術主要解決深水復雜地形探測和鉆井等高風險和高投資的問題。
（2）強大的信號采集和傳輸功能。要完成整個無意外風險鉆井技術，就要獲取與之相關的地層流體、放射性、動態鉆井液、鉆井工具、井眼軌跡、地層物理等各項參數。在采集參數的過程中，需要強大的信號做支撐，數據采集完成后，需要有快速高效的傳輸訊號做支撐。
2 無意外風險鉆井關鍵技術
無意外風險鉆井的關鍵技術主要包括：鉆前風險預測技術；隨鉆風險發現技術；隨鉆風險決策技術；鉆后風險評價技術等。
通常在進行鉆井前，工作人員會對鉆井過程中可能會出現的風險進行提前預測，之后采用一定的辦法避免這些風險，這個就是鉆前風險預測技術的實施過程。在這個過程中，工作人員一般要使用WellTRAK知識系統、地質力學模型、RiskTRAK數據系統或者鄰井資料進行對比，完成鉆前風險預測。
而在隨鉆風險發現技術中，NDS技術最核心的鉆井工程信息和地質信會被獲取和分析。其獲取信息的過程主要是通過隨鉆測量工具以及實時動態監控軟件共同完成。通過這些數據，工作人員能夠制定相應的方案，優化鉆井作業，評價地層狀況。
通過隨鉆風險發現技術，能夠鑒別和發現鉆井過程中的某些風險。在此基礎上，就要使用隨鉆風險決策技術，解決這些風險。而要完成這一技術的實施工程，通常要借助于三維以及斯倫貝協作和決策中心等方面的技術。
鉆后風險評價技術是整個無意外風險鉆井技術的最后一環。一般在完成鉆井工作之后，工作人員會利用數學模型對鉆井過程中發現的風險進行統一評價和總結，將其收集到數據庫中，完善和更新鉆井風險的數據。
3 無意外風險鉆井技術的發展方向
當前，無意外風險技術已經在國外和國內部分油田中，有了一定的應用，但是在應用的過程中也存在一定問題，故而未來的無意外風險鉆井技術的發展方向就是解決好這些問題，促進整個技術的發展。
國外無意外風險技術中的隨鉆測量、旋轉導向等工具，以及阻礙信息共享網絡技術發展較為先進，同時其無意外風險技術已經具備了一定的鉆井能力。然而受技術和各種因素的影響，其隨鉆測量工具的精度較差、像素分辨率也較低，影響了數據的準確性。另外，由于受網絡技術的限制，其數據處理和風險評價軟件主要以靜態為主，而動態的實時的軟件系統仍不夠完善。所以在未來的無意外風險鉆井技術中，解決隨鉆測量工具的精度，建立和開發實時動態的數據處理和風險評估軟件，將是主要發展方向之一。
與國外的無意外風險鉆井技術相比，中國的NDS鉆井技術起步較晚，雖然在隨鉆測量和導向工具的研發上，取得了一些成績，并且也提高了NDS鉆井技術的系統和應用能力，但與國外的技術仍舊有一定的差距。同時為了提高NDS鉆井技術的數據監控能力，中國搭建了中石油鉆井實時數據監測分析匯中心，并且建立了完善的鉆井專家系統和鉆井信息庫系統。通過這樣的方式，可以是全國甚至全世界范圍內的石油鉆井數據完成采集、傳輸和交流，為國內的無意外風險鉆井技術提供相應是軟件和硬件保證。
無意外風險鉆井技術能夠對深海或者復雜地形中的油氣資源開采提供相應的預測、鑒別方案，減少鉆井過程中的意外風險，同時控制鉆井的投資，減少其成本。在未來的鉆井技術中，具有良好的發展前景，應該被廣泛使用。
參考文獻
[1] 連志龍，周英操，申瑞臣.無意外風險鉆井（NDS）技術探討[J].石油鉆采工藝.2009，31（1）：90-94
[2] 夏炎，申瑞臣，袁光杰.NDS（無風險）鉆井技術及展望[D].第七屆石油鉆井院所長會議論文集.石油工業出版社，2008：43-46
【關鍵詞】潛山裂縫儲層 壓裂液 儲層損害 造縫巖心 導流能力
遼河油區大民屯凹陷油氣非常富集，潛山油氣藏也是主要的產油層位，裂縫一般較為發育。該區屬低孔、超低滲油藏，有效孔隙度為1.6%～4.1%，多發育垂直縫和高角度縫，巖性以砂泥巖互層、灰質白云巖和油斑混合花崗巖為主。為了提高油井產能改善油藏滲流條件，水力壓裂是常用的增產措施。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，但也會對儲層造成不同程度的傷害[1，2]。其濾液、殘渣傷害會造成近壓裂區域儲層滲透率急劇降低，同時也降低了填砂裂縫的導流能力，進而影響單井儲層改造效果，降低儲層整體開發效果。因此，本文開展了壓裂液對裂縫性儲層傷害實驗研究，并對下一步壓裂液選擇提出技術對策。
1 裂縫性儲層壓裂液損害機理分析
裂縫性儲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集空間，又是滲流通道，裂縫是受損害的敏感部位，應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層損害主要體現在以下方面：
（1）侵入裂縫的壓裂液濾液會引起粘土礦物水化膨脹、分散運移，造成裂縫滲透率降低；
（2）壓裂液沿地層裂縫進入地層，破膠后殘渣堵塞地層及裂縫內孔隙和喉道，同時增強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）壓裂液濾失會在裂縫壁面形成內外濾餅，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入壓裂填砂裂縫產生極為不利影響。
（5）壓裂液對填砂裂縫導流能力的損害主要是由于壓開的裂縫閉合，支撐劑嵌入儲層，濾餅占據了部分以至整個支撐劑之間的間隙，導致裂縫導流能力大大降低，阻礙壓裂液的反排和原油的產出[7]。綜合以上分析壓裂液對潛山裂縫儲層油氣滲流的不利影響主要體現在對儲層裂縫滲透率和填砂裂縫導流能力的損害。
2 壓裂液對儲層損害人造裂縫巖心評價
儲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過程中導致巖石受到的有效應力發生變化，引起儲層滲透率的改變，這種現象稱為應力敏感性[4]。目前對于裂縫性儲層的入井液傷害研究多采用天然巖心進行縱向劈裂，即人造裂縫巖心進行驅替與污染實驗，采用該方法關鍵在于井下裂縫實際寬度的準確模擬
2.1 圍壓對裂縫參數的影響
實驗中選取遼河油田沈288、沈299井的巖心并分別將其劈裂人工造縫，利用巖心流動實驗裝置在常溫下靜態改變圍壓，測定巖心的氣測滲透率。所采用的兩口井巖心基質滲透率均極低，其基本參數如表1。
實驗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，當圍壓超過3.5MPa后巖心氣測滲透率下降緩慢趨于穩定。在不考慮基質孔隙有滲透能力的前提下，Mckoe根據達西定律的一般原理采用平行板模型，推導得到裂縫滲透率與裂縫寬度的關系如下[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系，因此根據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，在污染評價實驗中可以通過調節圍壓模擬井下不同的裂縫寬度。
2.2 壓裂液造縫巖心動態污染評價
采用遼河油田常用的HPG和GHPG壓裂液體系對造縫巖心進行動態污染，以模擬壓裂液進入裂縫性儲層并進行動濾失的過程，測定一定縫寬條件下污染前后滲透率值并計算滲透率恢復率。實驗所用儀器為JHMD-Ⅱ高溫高壓巖心動態損害評價儀。
2.2.1？壓裂液的配制與基本性能測定
壓裂液制備：按交聯比20∶1量取交聯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。
實驗中分別測定了兩個體系的粘度、殘渣和濾失性 。
從實驗結果可知，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體系的殘渣含量較高。
2.2.2？造縫巖心壓裂液動態污染
將人造裂縫巖心裝入巖心夾持器中，根據圍壓與巖心滲透率和縫寬的關系，設置合理的圍壓值。正向采用煤油由平流泵低速驅替至穩態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態循環以模擬壓裂液注入過程，對巖心端面進行污染125min。最后再次采用煤油進行正向驅替測試巖心受壓裂液污染后的滲透率Kod。根據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率。
從數據可以看出H P G壓裂液對大民屯凹陷潛山裂縫儲層的損害率為25.34%～36.28%，GHPG壓裂液對裂縫儲層的損害率為23.42～32.73%。實驗規律：
（1）壓裂液對于寬裂縫的損害率要大于窄裂縫；
（2）GHPG壓裂液體系的儲層保護性能優于HPG體系。
5 結論
（1）壓裂液對潛山裂縫致密儲層增產效果的不利影響主要是壓裂液濾液、殘渣和濾餅對于裂縫的堵塞與液相圈閉損害，導致儲層裂縫滲透率降低，不利于油氣由儲層向填砂裂縫中流動；另外壓裂液破膠不徹底，高粘度破膠液、固相殘渣的存在會顯著降低填砂裂縫的導流能力，影響增產效果。
（2）通過控制圍壓定量模擬地層條件下不同縫寬，采用造縫巖心進行壓裂液動態污染測定滲透率恢復率，結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流能力隨閉合壓力的關系，定量評價了壓裂液對于壓裂所形成裂縫導流能力的損害，結果表明壓裂液破膠不徹底嚴重降低了壓裂增產效果，其對裂縫導流能力的損害率高達44.42%～68.39%。
（4）在大民屯凹陷潛山裂縫儲層開展壓裂液損害評價及機理研究具有重要的現實意義，可以為大民屯潛山保護裂縫性儲層壓裂液技術提供對策，進而為大民屯潛山高效勘探開發提供技術支撐。
本文在編寫過程中得到了中國石油大學蔣官澄教授的熱情指點，勘探項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
[1] 鄭曉軍，蘇君惠，徐春明.水基壓裂液對儲層傷害性研究. 應用化工. 2009（11）：1623-1628.
[2] 劉建坤.低滲透砂巖氣藏壓裂液傷害機理研究：（碩士學位論文）.中國科學院研究生院（滲流流體力學研究所），2011
[3] 崔迎春，劉媛，陳玉林，等.裂縫性油氣儲層保護技術研究. 石油鉆采工藝. 2003（6）：10-13
[4] 楊枝，孫金聲，張潔，等.裂縫性碳酸鹽巖儲層保護技術研究進展. 探礦工程（巖土鉆掘工程）. 2009（11）：4-10
[5] 顧軍，張玉廣，高玉堂，等.裂縫性儲層保護技術與鉆井完井液. 油田化學. 2007（1）：87-92
[6] 汪偉英，張順元，王璽，等.鉆井過程中裂縫性儲層傷害機理及試驗評價方法. 石油天然氣學報. 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流能力的影響研究. 天然氣工業. 2005（5）：65-68
[8] 葉艷，鄢捷年，鄒盛禮，等.碳酸鹽巖裂縫性儲層鉆井液損害評價新方法. 石油學報. 2008（5）：752-756
[9] 吳彬，鄢捷年，鄒盛禮，等.吐孜3井裂縫性儲層保護技術. 石油大學學報（自然科學版）. 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.
［關鍵詞］機電類專業CDIO卓越工程師教育課程體系培養模式
［中圖分類號］G640［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2013）08-0046-03
一、卓越工程師教育與CDIO的關系
“卓越工程師教育培養計劃”是國家宏觀的培養目標要求，其工作思路是借鑒世界先進國家高等工程教育的成功經驗，創建具有中國特色工程教育模式，通過教育和行業、高校和企業的密切合作，以實際工程為背景，以工程技術為主線，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，培養造就一大批創新能力強、適應企業發展需要的多種類型優秀工程師。CDIO工程教育理念和培養模式注重培養學生系統的工程技術能力，尤其是項目組織、設計、開發和實施能力，以及較強的溝通和協調能力，體現了當今工程教育的國際共識。可見，CDIO人才培養模式和理念與卓越工程師教育培養計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，應該作為實現卓越工程師教育培養計劃的重要途徑，也是加入卓越工程師教育培養計劃的基礎。
二、機自專業卓越工程師教育培養要求
機械設計制造及其自動化專業是典型的工科機電類專業，培養卓越工程師正是這類專業教育教學所追求的理想目標。根據近年來專業進行CDIO工程教育改革實踐取得的經驗，開展卓越工程師教育培養模式的探索具有更積極的意義，而且卓越工程師教育對學生的知識、能力和素質的培養要有具體的要求。
1.接受通用知識的基礎教育，具有扎實的數學、物理、化學等自然科學基礎知識，較強的外語和計算機應用能力，較好的人文、藝術和社會科學基礎，初步的經濟管理知識。
2.接受專業基礎教育，較系統地掌握機械制圖、力學、機械設計、電學、機械工程專業基礎領域的基本知識和技能。
3.接受專業基本技能訓練，掌握本專業必須的零件測繪、力學分析計算、實驗、測試、數據分析、文獻檢索和基本工藝操作等方面的基本實踐技能。
4.接受專業知識教育與專業技能訓練，具有本專業領域或方向所必需的專業知識，了解專業領域技術標準，相關行業的政策、法律和法規，了解本專業及相關學科前沿及發展趨勢。
5.接受工程意識與創新意識的培養與訓練，具有綜合運用所學理論、分析解決工程實際問題的能力，能夠參與生產、并具有基本的運行和維護能力，具有進行產品開發和設計、技術改造與創新的初步能力。
6.獲得綜合素質的教育與培養，具有較強的交流溝通、環境適應和團隊合作的能力，具有較好的組織管理能力，具有良好的質量、環境、職業健康、安全和服務意識，具有應對危機與突發事件的初步能力，以及較高的綜合素質和職業道德修養。
三、課程體系改革規劃與實踐
課程體系改革始終是貫徹CDIO工程教育改革理念，落實人才培養方案的具體保證。
（一）調整兩課開設學期，優化課程布局
兩課是標示中國特色高等教育的重要課程，共有356學時，16個必修學分，一般集中開設在大學一、二年級，在限制每學期計劃學時的要求下，一些基礎性課程被迫后延，對學生的工程意識和創新能力培養和訓練非常不利。本專業在CDIO工程教育改革實踐過程中，多方考察、學習，并與學校主管領導和教務處領導多次研究，做出了調整兩課開設學期的重大決定。將兩年完成的兩課主要教學任務調整為四年完成，即每學年開設一門政治哲學類課程，保證兩課四年不斷線：大一第一學期開設 “思想道德修養與法律基礎”，大二第一學期開設“中國近代史綱要”，大三第一學期開設“基本原理”，大四第一學期開設“思想和中國特色社會主義理論體系概論”。在兩課教學過程中，可以通過課程內容的改革，重點教育和培養學生的職業道德和社會責任感。在大三、大四學年開設政治課更有利于準備考研的學生學習和復習，大二調整兩課余出的學時由技術基礎課來遞進填補，優化了課程布局，為學生開展創新訓練提供了專業基礎，更有利于專業培養目標的實現。
（二）公共基礎課程體現工程應用意識
英語課分層次教學，入學即可參加大學四、六級考試，通過者可以進入專業實驗室接受工程意識和創新能力訓練。
數學課教學內容與方式改革，在講述數學知識的過程中，啟迪學生的數學思維方式，教會應用數學理論進行工程建模的方法，數學中的實例應該以機械工程的具體對象為目標，使學生體會到學以致用的感覺，激發其學習興趣。
大學物理課教學內容與方式改革，在講授物理知識的基礎上，傳授和訓練進行物理實驗的基本方法、基本技能，訓練觀察現象與數據分析的能力，為工程實驗奠定基礎。
（三）技術基礎課程培養工程意識
在大一第二學期新增開設機械工程導論課程，介紹機自專業的培養目標、教學計劃、學科發展、工程案例，為學生提供一個開發產品、裝備和系統的理論知識與工程實踐的基本思維框架；勾勒出一個工程師的任務和職責，以及如何應用科學知識來完成這些任務的思維方法；并有意識地引導學生培養必要的個人能力和人際交往能力；進行學為所用的工程意識的啟蒙教育。
改革機械制圖課程體系，增加三維圖形教學內容，將獨立開設的零件測繪教學環節融入機械制圖理論課的進程中，理論與實踐應用綜合在一起，同步進行，初步培養學為所用的工程意識。
機械原理和機械設計課程體系改革，將獨立開設的機械原理課程設計和機械零件課程設計教學環節調整到對應的理論課學期，將課程設計內容與理論課內容綜合在一起，同步進行。在機械原理或機械設計理論課開始之初，將課程設計的任務布置給聽課學生，并要求理論課程結束時完成課程設計任務。教師講授理論課時始終關注課程設計內容，督促和指導學生完成所講相關內容的課程設計任務，使學生邊學、邊練、邊用，理論緊密聯系實際，不斷建立學為所用的工程意識。機械原理與機械設計課程與原培養計劃比較，分別提前1個學期開課，以便為后續專業基礎課提供前期知識。
（四）專業課程增強實踐能力訓練
專業課程的改革方式是減少專業課的理論授課學時，大幅度增加實驗、實踐訓練學時，盡量將CDIO理念貫穿于課程教學中。根據培養目標、對主要課程及學時比例進行了綜合調整，構成如表1所示，其中單片機原理及應用、井下作業設備與工具和海洋石油裝備概論為新增課程，目的是增強機電基礎和突出石油特色；合計增加100個實驗學時、88個理論學時。取消了獨立的專業英語課程，設置兩門以上的專業課程采用雙語教學，從而保證學生專業外語應用水平；專業英語（64學時）和思想和中國特色社會主義理論體系概論（96學時）后置余出的160個必修課程學時基本平衡了增加的專業課理論和實驗學時。
表1課程改革新增實驗學時課程列表
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（五）課程設計實施CDIO模式
“機構分析創新設計”和“機電一體化系統創新設計”是東北石油大學機械設計制造及其自動化專業參加教育部CDIO工程教育改革試點，實現“卓越工程師教育培養計劃”的目標，為培養本專業學生的個人、人際交往和團隊合作能力，產品、過程和系統的設計、建造和控制能力，而分別在大二和大三短學期新增設的2個理論與實踐相結合的教學環節。目的是為學生逐步獲得優良的工程素質和綜合能力（學會求知、學會做人、學會做事、善于合作）奠定基礎。
每個班分成6~7個設計小組，每個小組獨立承擔一個設計題目，由4~5人組成，自選組長，組長負責設計小組任務分配、組織管理和工作協調。每個小組提交一份設計報告和每個小組成員的個人工作過程記錄（手寫），并進行ppt匯報答辯。機構分析創新設計提交的設計報告包括：設計分析說明書、CAD 設計圖紙；機電一體化系統創新設計提交的設計報告包括：設計分析說明書、CAD 設計圖紙、控制原理圖、電氣回路圖、程序設計圖。
課程設計的考核方式進行了如下探索：
1.組長給定本設計小組成員的個人貢獻或成績排序。設計小組組長根據小組同學的個人貢獻、合作表現，按分差不小于2分給出小組成員個人成績，或給出小組成員成績排序。
2.指導教師組成的答辯組評定設計小組成績。答辯組根據每個小組設計總結報告撰寫的質量（結構層次、語言表達、分析計算、撰寫規范）；設計圖紙的質量（圖紙完整、表達正確、符合規范）；答辯過程表現（匯報講述、回答問題、PPT質量）等項目按百分制綜合給出該組設計的綜合成績。小組的答辯綜合成績為小組成員的個人成績中間值偏上。
3.指導教師還可以根據設計小組每個同學的平時表現（出勤情況、工作態度、提問情況）調整個別同學的個人成績，更好地維護公平性。
4.學生自評與團隊成員互評可以調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生的誠實性；團隊成員互評主要考核學生的公正性和團結互助精神。
（六）畢業設計實施CDIO模式
大四第二學期全部進行畢業設計，將畢業設計從13周延長至18周，有利于完整系統地實施CDIO工程教育模式。
在畢業設計的準備、進行和總結的全過程中，對各個環節都進行嚴格把關。首先在選題上，采取指導教師申報題目，然后由教研室從中優選確定，保證工程實際設計題目占到80%的比例。將確定好的設計題目下發給學生，使學生有很大的選擇權利，在個別嚴重沖突的題目上，由教研室做適當調整。這樣做，能夠激發學生的興趣，提高學生對畢業設計的積極性。
學生在畢業設計過程中，把幾年中所學的理論知識綜合應用于工程實際，不僅鍛煉了他們分析研究問題的能力，而且增強了他們的工作責任感，從而使他們投入更多的精力；遇到疑難問題，指導教師能及時地給予啟發，并與之研究、討論，激發他們的創新意識。對于常出現的問題事先講給學生，使其自檢、互檢，有問題及時修改，爭取交出一份質量較高的畢業設計答卷。
在畢業設計的最后階段，教師根據畢業設計的任務書對設計圖紙嚴格審查，杜絕在答辯時出現“設備無法安裝、機構不能轉動、機件互相碰撞、工件不能加工”等原則性問題。隨著畢業設計的完成，多數學生基本掌握了進行工程設計和解決工程實際問題的方式和方法，并培養了創新意識，已具備直接服務于生產與工程建設的能力。在教師嚴格要求、認真把關下，學生完成較好的畢業設計可以直接轉化為生產力，經過近兩年的統計，學生的畢業設計經修改后直接應用于工程實際生產的占18%左右。
四、CDIO實踐總結
2010年機械設計制造及其自動化專業代表東北石油大學成為教育部CDIO工程教育模式第二批試點院校。經過多年的實踐探索，機自專業基于CDIO教育理念的人才培養模式已經逐步形成，對專業培養目標、培養方向、教學計劃、課程教學大綱、實踐環節教學大綱、課程教學體系等進行了卓有成效的改革與建設。
東北石油大學機械設計制造及其自動化專業已經分別在機自07級、08級、09級的部分課程和環節逐步開展了CDIO工程教育模式的探索性實踐，完成了機電一體化原理及應用、數控加工技術、電氣控制技術、液壓與氣動、機械控制工程、石油鉆采機械等課程為載體的CDIO三級項目實施試點工作，都取得了預期的效果，并獲得了良好的經驗；機自2010級、2011級的人才培養方案已經融入了CDIO理念，并根據調整后的課程體系有序地進行全面實踐和總結；機自2012級、2013級的人才培養方案在CDIO實踐基礎上又加入了卓越工程師培養計劃的新要求，正在進行著初步的實踐探索。
CDIO工程教育模式的廣泛實踐有效促進了本專業大學生創新創業訓練計劃和科技創新活動的開展。在創新實踐活動中，學生明確自己的發展目標，積極性、主動性非常高， 2010~2013年本專業學生承擔或完成 “國家大學生創新創業訓練計劃項目”15項，發表科技論文10篇，獲得以“挑戰杯”為主的科技競賽獎勵30余項。
五、結束語
東北石油大學機械設計制造及其自動化專業在CDIO工程教育改革實踐過程中不斷探索和總結，逐漸積累了一些工程教育改革的經驗，基本建立起CDIO工程教育的實施環境，為培養一批工程意識好，實際工作能力強的優秀學生奠定了良好的基礎。同時，我們也在實踐中漸進性地理解卓越工程師教育培養計劃的內涵，并逐步明確：CDIO工程教育與卓越工程師教育培養計劃的理念是一致的，卓越工程師教育培養計劃是宏觀指導方針，CDIO是具體實施模式和重要基礎。
［參考文獻］
［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方案的探索與實踐研究［J］.大學教育，2013,（9）.