劉竟成 何君蓮 王振庫 潘義強

摘 要：石油工程專業(yè)實驗設(shè)備對人才培養(yǎng)質(zhì)量提升具體重要意義。實驗設(shè)備設(shè)計研究具有靈活性、直觀性、及時性、經(jīng)濟性等優(yōu)勢，對提升實驗教學(xué)水平、提高教師綜合能力、促進實驗室的建設(shè)等方面發(fā)揮了巨大作用。以油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置為設(shè)備研發(fā)成果案列，分析了設(shè)備的創(chuàng)新性、實用性和安全性。

關(guān)鍵詞：石油工程;實驗設(shè)備;研發(fā);實驗室建設(shè)

石油工程專業(yè)實驗教學(xué)是石油工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標實現(xiàn)的重要手段，是培養(yǎng)適應(yīng)油田企業(yè)生產(chǎn)一線技術(shù)人才有效手段。因此，加強石油工程專業(yè)實驗教學(xué)理論研究和應(yīng)用創(chuàng)新是石油與天然氣工程學(xué)院全院教師的主要研究目標和方向。

為有效解決實驗設(shè)備引進過程中出現(xiàn)的問題，加大應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，極為重視相關(guān)專業(yè)實驗教學(xué)和科研設(shè)備的研發(fā)與自制，通過實驗教學(xué)設(shè)備的研發(fā)提高人才培養(yǎng)的創(chuàng)新能力、通過自制提高動手能力、通過設(shè)計、研制相關(guān)專業(yè)實驗教學(xué)和科研設(shè)備補充實驗教學(xué)和科研所需設(shè)備數(shù)量，提高了實驗教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)人員的專業(yè)水平和素質(zhì)，降低實驗室建設(shè)成本，避免了實驗設(shè)備引進過程中存在的問題，對實驗教學(xué)具有重要意義。

1專業(yè)實驗教學(xué)設(shè)備研發(fā)的意義

通過一線理論教師和實驗教師根據(jù)人才培養(yǎng)計劃和實驗項目要求設(shè)計、研發(fā)實驗設(shè)備，具有較強的直觀性和操作性，能較好的滿足石油工程專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，完成實驗項目所需要實現(xiàn)的目的。實驗教學(xué)和科研設(shè)備的研發(fā)可以由教師科研團隊完成，也可由老師指導(dǎo)學(xué)生進行科技創(chuàng)新完成，可以邊研發(fā)邊實踐，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力，即滿足了實驗建設(shè)和教學(xué)的需要，也達到了培養(yǎng)學(xué)生了目的。

2實驗設(shè)備研發(fā)在教學(xué)中的作用

2.1促進教學(xué)和科研水平提高

研發(fā)符合石油工程專業(yè)教學(xué)和科研的實驗設(shè)備，供老師進行科研和教學(xué)，供學(xué)生進行操作實踐，對提升石油工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量具有極其重要的作用。研發(fā)的實驗設(shè)備可以根據(jù)實驗設(shè)計目的、設(shè)計思路、設(shè)計擬達到的目標針，通過改變實驗條件或者經(jīng)過簡單的改裝，完成不同的實驗任務(wù)，可以有效避免機械式的實驗教學(xué)，可以給實驗教學(xué)新增相當數(shù)量的實驗項目，節(jié)省實驗室建設(shè)開支，節(jié)省實驗空間，提高學(xué)生的知識面和創(chuàng)造力。

2.2設(shè)備研發(fā)提高教師綜合能力

實驗設(shè)備研發(fā)從設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理、選用材料、焊接拼裝、調(diào)試評估等方面都是一個思考創(chuàng)新的過程，富有創(chuàng)造性，不僅是實驗教學(xué)所需，也是對教學(xué)人員綜合素質(zhì)能力的一個提升。研發(fā)實驗設(shè)備增加了專業(yè)理論教師、實驗教師和學(xué)生之間的交流合作，提高了教學(xué)人員的業(yè)務(wù)水平，培養(yǎng)了學(xué)生實驗興趣和專業(yè)實驗技能。

3實驗設(shè)備研發(fā)成果案列

油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置是通過對溫度、流量等主要參數(shù)進行控制，能夠開展不同結(jié)蠟管傾角、不同結(jié)蠟溫差、不同流量變化和不同含水率等條件下的防蠟率的測定，這有效地幫助和指導(dǎo)了石油與天然氣工程領(lǐng)域研究生、本科生通過實驗手段弄清楚油井井筒結(jié)蠟機理，有利于培養(yǎng)學(xué)生實驗動手能力，并為學(xué)生獨立完成合理的清防蠟措施選擇和措施的優(yōu)化設(shè)計提供了必要的實驗支持。

3.1實驗設(shè)備創(chuàng)新性分析

油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置與現(xiàn)有的化學(xué)清防蠟劑防蠟率測定儀相比，具有以下顯著的特點：（1）油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置結(jié)蠟管設(shè)計尺寸為Φ 50.66mm，與2-3/8的油管尺寸相同，充分考慮了現(xiàn)場實際條件下的原油管流特性;結(jié)蠟管設(shè)計長度為400mm，更有利于觀察到結(jié)蠟管內(nèi)壁的結(jié)蠟狀況;（2）油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置采用水浴箱直接對結(jié)蠟管進行溫度控制，不僅可以采用水浴加熱，而且還能夠配備制冷方式，使得結(jié)蠟管的溫度控制范圍更大，保證了該裝置能夠在各種室溫環(huán)境下正常工作;（3）油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置采用HY01-25型號的循環(huán)泵，流量調(diào)節(jié)范圍可以達到0～1.5m3/h，在充分發(fā)揮泵效的基礎(chǔ)上能夠進行更大流量范圍的實驗;（4）油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置通過節(jié)流閥可以調(diào)節(jié)結(jié)蠟管內(nèi)試液的壓力，最高可以達到2.5MPa，可以實現(xiàn)對井筒壓力場的模擬;（5）油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置采用傾角調(diào)節(jié)工具，可以對結(jié)蠟管傾角進行定量微調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為0～10°，從而實現(xiàn)了不同傾角下對清防蠟劑防蠟率的測定;（6）油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置在水浴箱箱體設(shè)置了可視窗，可以方便觀察結(jié)蠟管內(nèi)試液的流動狀態(tài)，同時方便監(jiān)測水浴箱及結(jié)蠟管是否出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象;（7）油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置采用控制柜對結(jié)蠟管內(nèi)試液的溫度、流量和壓力參數(shù)進行集中控制和實時采集，提高了自動化水平。

3.2實驗設(shè)備實用性分析

油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置自動化程度較高，采用控制柜對結(jié)蠟管內(nèi)試液的溫度、流量和壓力參數(shù)進行集中控制和實時采集，便于師生操作;雙泵、雙回路設(shè)計，保證了測試裝置性能穩(wěn)定，并在一定程度上提高了測試裝置的系統(tǒng)可靠性;在水浴箱箱體設(shè)置的可視窗，可以方便觀察結(jié)蠟管內(nèi)試液的流動狀態(tài)，也便于監(jiān)測水浴箱及結(jié)蠟管是否出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象;相應(yīng)的過載保護、過熱保護和卸荷閥等安裝，提高了測試裝置的安全性;結(jié)蠟管設(shè)計尺寸與2-3/8的油管尺寸相同，方便替換。同時，利用油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置，學(xué)生可以完成井筒蠟沉積規(guī)律、防蠟劑性能評價及其優(yōu)選等創(chuàng)新性、綜合性實驗，提高其動手能力和工程素養(yǎng)，有利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

3.2實驗設(shè)備安全性分析

油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置使用過程中的危險因素主要包括觸電、灼燙、機械傷害、火災(zāi)和容器爆炸，測試采用控制柜對結(jié)蠟管內(nèi)試液的溫度、流量和壓力參數(shù)進行集中控制和實時采集，避免了師生操作過程中直接接觸高溫水浴和攪拌裝置，不會出現(xiàn)灼燙和機械傷害。測試裝置安裝過載保護器和過熱保護器，可有效防止元器件短路或過載，控制箱外的電器元件均選用低壓24V直流元器件，控制箱配置指示燈能夠發(fā)揮警示作用，保證了師生的用電安全，有效避免觸電事故的發(fā)生。測試裝置回路管件及閥門額定壓力遠大于使用壓力，過流情況能夠通過卸荷閥快速釋放系統(tǒng)壓力，減少了容器爆炸事故發(fā)生的可能性。經(jīng)過安全論證，油井井筒動態(tài)結(jié)蠟率測試裝置能滿足研究生、本科生實驗教學(xué)相關(guān)的安全要求。

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（1.重慶科技學(xué)院石油與天然氣國家級實驗教學(xué)示范中心;2.重慶市石油與天然氣學(xué)會）