《石油装备概论》课程教学大纲

《石油装备概论》教学大纲一、课程基本信息课程名称石油装备概论IntroductiontoPetroleumEquipment课程编码MEE112221020开课院部机电工程学院课程团队油气装备工程教学团队学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业机械工程授课语言中文先修课程工程制图、工程力学、机械设计基础课程简介（限选）石油装备概论是材料科学与工程专业的专业基础类选修课程，主要讲授石油钻采工艺技术与设备相关知识。主要内容包括：绪论、钻井工艺技术、石油钻机概论、我国常用钻机、钻机提升系统、钻机旋转系统、钻机循环系统、采油工艺技术、自喷与气举采油、无杆泵采油工艺及装备、有杆泵采油工艺及装备以及注水、压裂、酸化、修井和油气集输技术与装备。通过本课程的学习，使学生了解石油工业的发展现状，熟悉并掌握油田开发的基本工艺流程和技术方法，深入掌握目前在用的钻井和开采机械装备的工作原理、结构组成、型号分类、工艺参数和工作特性，以及部分设备的设计、计算和选型等相关技术知识，能够操作简单的工具设备，全面了解油气田开发装备的应用、维护和管理以及技术发展方向。Introductiontopetroleumequipmentisaprofessionalbasicelectivecourseforthemajorofmaterialsscienceandengineering,whichmainlyteachesrelatedknowledgeofoildrillingandproductiontechnologyandequipment.Themaincontentsinclude:Introduction,drillingtechnology,Introductiontooildrillingrigs,commondrillingrigsinChina,drillingrigliftingsystem,drillingrigrotatingsystem,drillingrigcirculationsystem,oilproductiontechnology,self-injectionandgasliftoilproduction,non-rodpumpproductiontechnologyandequipment,RodPumpproductiontechnologyandequipment,waterinjection,fracturing,acidification,workoverandoilandgasgatheringtechnologyandequipment.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandthedevelopmentstatusofthepetroleumindustry,befamiliarwithandmasterthebasictechnologicalprocessandmethodsofoilfielddevelopment,thoroughlymastertheworkingprinciple,structurecomposition,ModelClassification,processparametersandworkingcharacteristicsofthedrillingandminingmachineryandequipmentcurrentlyinuse,aswellasthedesignofsomeequipment,relevanttechnicalknowledgesuchascalculationandselection,abilitytooperatesimpletoolsandequipment,comprehensiveunderstandingoftheapplication,maintenanceandmanagementofoilandgasfielddevelopmentequipmentandtechnicaldevelopmentdirection.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：掌握油田开发的基本工艺流程、技术方法和钻采装备等相关工程知识及工程应用。是1.41.42M2目标2：结合油气装备的发展历程，综合对比分析设备方案的优势和不足，培养学生针对多种方案及其影响因素进行方案分析和筛选的能力。是2.42.43M3目标3：通过课堂教学、课外拓展，使学生掌握油气装备相关技术的发展现状和趋势等背景知识。是6.16.14M4目标4：结合油气装备工程实践，培养学生在石油机械系统设计和工程实践中树立安全健康、社会环保和持续发展的工程意识。是7.17.1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1绪论绪论本章重点难点：了解石油相关基本知识，掌握油气勘探开发及处理流程。/////20.10.1能源能源的概念，分类M30.5讲授//30.20.2了解石油石油的概念，相态，生成，重要性，石油工业的概念，我国石油工业的形势M30.5讲授//40.30.3石油工程基础知识油气性质和成分，油气勘探开发及处理流程与装备，石油地质，石油勘探，钻井，采油，油气储运M31讲授//5第一部分第一部分钻井工程与装备/////6第一章第一章钻井工艺技术本章重点难点：钻井的任务，钻机的分类和结构组成，各部分系统的功能，起升、循环和旋转系统的结构组成和工作原理，固井和完井的工艺和设备。/////71.11.1钻井方法钻井方法的种类，顿钻的原理和特点，旋转钻井的原理和种类，钻井设备简介M10.5讲授//81.21.2钻井工艺工程钻前准备，钻井作业流程及工具设备，固井设备和流程，完井的概念，完井的方式M11讲授//91.31.3井身结构井身结构的概念，套管概述，套管的载荷，套管设计的方法M11讲授//101.41.4钻井事故及处理钻井过程中常见的复杂情况和事故，产生的原因，卡钻的处理办法，井下事故处理工具。M10.5讲授//11第二章第二章石油钻机概论本章重点难点：钻机的系统组成，防喷器，钻机的主参数和基本参数/////122.12.1钻机系统简介钻机功能要求，钻机组成，钻机八大系统的结构组成、功能和特点简介，井控系统M11讲授//132.22.2钻机分类与特点分类，按井深分，按驱动形式分，按动力分配方式分，按转传动副型式分，钻机的特点M10.5讲授//142.32.3钻机的基本参数钻机基本参数的概念，钻机的基本参数，钻机的主参数，我国钻机的主参数。M30.5讲授//15第三章第三章我国常用钻机本章重点难点：几种常用机械驱动钻机的特点，电驱动钻机的种类，同步电机的启动，直流电机的励磁方式与人为特性/////163.13.1机械驱动钻机大庆130钻机的参数、动力、绞车、钻井泵和传动系统，ZJ50J，ZJ50，ZJ40/2500L，各种钻机特点的对比M11讲授//173.23.2电驱动钻机电驱动钻机的分类、优点，我国电动钻机的发展历程，60D、45D钻机简介M10.5讲授//183.33.3电机驱动特性电动机机械性能，交流电机特性（同步电动机、异步电动机），直流电动机，可控硅整流直流电机驱动、交流变频电机驱动M1,M40.5讲授12文献查阅19第四章第四章提升系统本章重点难点：提升系统的组成，参数计算，绞车刹车机构的结构原理和参数计算。M2////204.14.1提升系统理论计算起升系统的结构组成，工作原理及关键参数，游动系统运动分析，动力学分析，系统效率的分析计算。M21讲授、讨论//214.24.2绞车钻井绞车的功能、类型、使用要求、结构组成，绞车的滚筒，技术规范，发展趋势。M20.5讲授//224.34.3刹车机构刹车机构的功能和种类，带刹车的结构和工作原理，刹车力矩的计算分析，盘式刹车的结构、原理、种类、特点和制动力矩的计算，辅助刹车的种类、工作原理。M21讲授//234.44.4井架井架的功能、组成、要求、型号、种类，井架的载荷。M20.5讲授//244.54.5游动系统游动系统的组成，天车、游车、大钩的结构和工作原理，钢丝绳的种类和穿绳方式。M20.5讲授12文献查阅25第五章第五章钻机的旋转系统本章重点难点：旋转系统的组成，设备的结构和工作原理，水龙头冲管总成和顶驱的平衡系统。/////265.15.1转盘组成，转盘功能、结构和工作原理，转盘的工作特点和特性参数M20.5讲授、讨论//275.25.2水龙头水龙头的功用、型号和使用要求；水龙头的结构组成和工作原理，水龙头的工作特点和特性参数，冲管总成。M20.5讲授//285.35.3顶驱系统顶驱系统发展和工作特点；顶驱系统的驱动形式，结构组成及工作原理，平衡系统系统。M20.5讲授//295.45.4钻具钻具的组成，方钻杆、钻杆、钻铤、钻头、钻杆接头的种类和结构特点。M20..5讲授//30第六章第六章钻机的循环系统本章重点难点：循环系统的组成，钻井液的功能，泥浆泵的结构和工作原理，联合工作特性/////316.16.1循环系统简介钻井液功能及循环流程，钻机循环系统的组成。M20.5讲授//326.26.2钻井泵钻井泵的结构组成，结构型式，工作原理，工作参数，驱动方式；钻井泵的工作特性，管路特性，联合工作特性。M20.5讲授//336.36.3泥浆净化系统泥浆净化系统的组成，净化流程；振动筛的结构、种类及工作原理；旋流器的工作原理与应用；离心机的结构和工作原理。M20.5讲授//34第二部分第二部分采油工程与装备/////35第七章第七章采油工程概论本章重点难点：完井方法、试油方法及采油方法的工艺技术特点及科学合理选择。/////367.17.1完井技术简介完井方式、特点、方法及选择简介。M30.5讲授//377.27.2试油技术简介试油工艺技术、目的，通井，洗井，射孔完井，诱喷排液工艺技术及方法：替喷法、抽吸法、气举法简介，试油的种类及获取资料简介。M30.25讲授//387.37.3采油工艺技术简介现有的采油技术方法、油气田增产措施方法、提高采收率工艺技术方法简介。M3,M40.25讲授8文献查阅39第八章第八章自喷和气举采油本章重点难点：自喷井采油的工艺技术特点、井场流程、分层开采方法及配产器的结构特点及类型、井下油嘴的选择方法；气举采油的原理、配套设备、工艺特点，气举阀的种类、结构特点及工作原理；井口装置的分类、结构特点及工艺流程。/////408.18.1自喷井采油自喷井井场流程，分层开采的工艺方法、配产管柱及偏心配产器的组成及特点，井下油嘴的选择方法（经验法和喷损曲线法）简介。M10.5讲授//418.28.2气举采油气举采油的优缺点、工作原理，气举采油的工艺流程及主要设备，气举启动压力的概念，气举阀的种类、结构原理。M20.25讲授2/428.38.3井口装置井口装置的功能、分类及组成，套管头、油管头的结构组成、类型及表示方法，井口采油树的结构组成、工艺流程，节流器及井口油嘴的型式，井口三通和四通的结构形式接连接特点简介。M30.25讲授2/43第九章第九章有杆泵采油技术及装备第九章有杆泵采油技术及装备/////449.19.1有杆泵抽油装置有杆泵采油技术的总体工艺技术特点、设备组成；游梁式和无游梁式抽油机、抽油杆、抽油泵的型式分类、结构特点、工作原理、性能特点及适用范围；抽油机、抽油杆和抽油泵的型号表示方法；抽油杆柱失效分析，抽油泵的排量计算。M11.5讲授//459.29.2抽油机悬点运动规律及载荷分析抽油机悬点的位移、速度和加速度随时间或曲柄转角的变化规律分析；悬点的静载荷种类及计算，动载荷种类及计算，悬点最大和最小载荷的确定方法。M11讲授//469.39.3游梁式抽油机平衡平衡方法、平衡原理、平衡原则介绍；平衡重计算方法。M21讲授//479.49.4抽油泵泵效分析计算影响抽油泵泵效的因素分析，地质因素、设备因素和工作方式对泵效影响的分析计算；冲程损失和有效冲程的概念及分析计算；抽油泵抽吸工作参数的定义及合理选择。M20.5讲授//489.59.5有杆抽油系统工况分析示功图的定义、分类、目的意义；理论动、静示功图的分析和绘制；实测示功图、典型工况示功图介绍及相应井况现象分析。M30.5讲授//49第十章第十章无杆泵采油技术及装备本章重点难点：无杆泵采油技术的总体工艺技术特点、各装置组成、结构特点、工作原理、性能特点及适用范围。/////5010.110.1电动潜油离心泵装置电动潜油离心泵装置组成、工艺流程、各部分的结构特点、工作原理及作用；型号表示方法；该装置的三种安装方式及作用；应用范围。M30.5讲授//5110.210.2水力活塞泵装置水力活塞泵装置的组成及分类、工艺流程、各部分的结构特点、工作原理及作用；型号表示方法；井下泵装置的四种安装方式及作用、起下方式；井下机组故障分析及应用范围介绍。M30.5讲授//5210.310.3其它无杆泵采油技术及装置10.3.1水力射流泵采油装置水力射流泵装置的组成、工艺流程；井下射流泵的结构组成及工作原理；装置的优缺点及起下操作。10.3.2螺杆泵采油装置的分类，电潜单螺杆泵装置和地驱单螺杆泵装置的结构组成、工艺流程及各部分的作用，井下单螺杆泵的工作原理及配套工艺技术简介。M30.5讲授//5310.410.4无杆泵采油新技术装置简介井下油水分离同井采油注水新技术装置、井下螺旋轴流式多相混抽泵新技术装置、井下直线电机驱动抽油泵新技术装置、电潜双螺杆泵采油新技术装置及水力驱动单螺杆泵采油新技术装置它们的装置组成、工艺流程，装置核心部件的结构特点及工作原理，装置的优缺点及应用范围简介。M3,M41讲授8文献查阅54第十一章第十一章修井技术及设备本章重点难点：弄清注水驱油机理的条件下，重点掌握注水的类型、工艺流程、主要设备；分层注水的概念、配套工艺技术及配水器、封隔器的结构组成、结构特点、工作原理。/////5511.111.1概述修井机的分类、主要结构组成、三种主要作业方式及装载车辆类型简介。M10.25讲授、讨论//5611.211.2修井机的基本参数修井机的基本参数构成及个基本参数的含义介绍；冲洗排量的计算方法。M10.25讲授//5711.311.3修井机的型号及基本配置修井机型号说明及基本参数配置；常用车装修井机的基本配置情况介绍；修井机专用游车大钩、天车介绍。M10.5讲授//58第十三章第十三章压裂酸化技术设备本章重点难点：压裂、酸化的工艺流程及机理；压裂、酸化的主要设备构成；压裂车、混砂车的组成、各组成部分的作用及工作原理；泵外加砂装置的工艺流程、结构组成及工作原理。/////5912.312.3注水工艺流程注水工艺流程及组成，流程中各工艺节点的作用简介；分层注水配套工艺管柱组成。M20.5讲授//60第十二章第十二章注水技术及设备本章重点难点：弄清注水驱油机理的条件下，重点掌握注水的类型、工艺流程、主要设备；分层注水的概念、配套工艺技术及配水器、封隔器的结构组成、结构特点、工作原理。/////6112.412.4配水器配水器的分类及作用；固定式配水器、空心配水器和偏心配水器的结构特点、工作原理及型号表示方法简介。M20.5讲授//6212.212.2注水类型分别介绍注水泵型分类法、注水注入通道分类法和分层与否注入分类法。M20.25讲授//6312.112.1注水驱油机理简介简要介绍小油区和大油区的注水驱油方案及一些注水驱油的基本概念。M10.25讲授//6411.411.4修井工具打捞类和切割磨铣类工具的型号说明、结构组成、技术规范及用途介绍。打捞类和切割磨铣类工具的型号说明、结构组成、技术规范及用途介绍。M20.5讲授//6511.511.5特殊修井设备简介不压井修井机和连续油管作业机的主要结构组成、特点及用途简介。不压井修井机和连续油管作业机的主要结构组成、特点及用途简介。M30.5讲授//6612.512.5封隔器封隔器的作用、分类、型号表示方法及代号说明；常用Y211和Y341封隔器的结构特点及工作原理介绍。M3,M40.5讲授8文献查阅6713.113.1概述压裂酸化的目的、类型，工艺对设备的要求，总体方案设计要点简介。M10.5讲授、讨论//6813.213.2压裂技术及设备压裂的目的、机理及工艺流程简介；压裂车（撬）组的设备构成，压裂车的组成、作用及压裂泵的工作特点，压裂车及压裂泵的型号表示方法说明；泵外加砂装置的结构组成、工作原理简介；混砂车结构组成、用途及工艺流程；混砂车（撬）的型号表示方法及配置基本参数；其它配套车辆设备及现场工艺布局简介。M11讲授//6913.313.3酸化技术及设备酸化的目的、作用机理及工艺流程简介；主要设备组成及现场工艺设备布局。M20.5讲授//70第十四章第十四章油气集输安全技术及设备本章重点难点：油气集输的工艺流程及主要设备构成；油气水三相分离工艺技术流程及核心设备，原油脱水技术类型、工艺流程及关键设备组成、工作原理；油气集输、储存的安全技术要求及注意事项简介/////7114.114.1油气集输工艺流程油气集输的概念、用途、特点及安全性问题简介；油气集输生产工艺运行方块图流程，原油、伴生气生产工艺流程简介。M20.5讲授//7214.214.2原油的分离、外输、储存工艺及设备简介三相分离器的结构组成、工作原理；脱水技术的类型、工艺流程、关键设备组成及分离原理简介；原油的输送与储存简介。M30.5讲授//四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每章布置5道题目。2.成绩采用百分制。3.考核学生对本章知识内容的掌握情况，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力4.题型主要有判断题和选择题。10%2大作业1.设置专题方向，要求学生查阅相关文献，整理该领域的发展历程和发展动向，撰写专题学术报告。2.根据文献