石油装备概论_大纲

—1— 北 京 化 工 大 学 《石油装备概论》教学大纲 一、课程基本信息 课程代码 （已开设课程填写） MEE36100T

课程信息 （仅新开课程填写） 所属 学科 机械 知识

领域 机械，石油石化

总学时 24 学分 1.5 理论学时 22 实验学时 2 上机学时 0 课程中文名称 石油装备概论 课程英文名称 Introduction to Petroleum Machinery 适用专业 过程装备及自动化、机械设计制造及自动化 开课学期 第6学期 预修课程（名称） 并修课程（名称）

课程简介（中文） 本课程讲解石油的形成、钻采工艺以及设备的结构特点和工作原理。通过这门课程，学生将懂得石油的形成原因、钻采工艺原理、钻采设备组成。能正确选择、设计钻采机械，初步掌握石油开采、储存、运输等专业知识和管理技能。

课程简介（英文） This course explains the formation of oil, the drilling process, and the structural characteristics and working principles of the equipment. Through this course, students will understand the reasons for the formation of oil, the principles of drilling technology, and the composition of drilling equipment. Students can select and design drilling and mining machinery correctly, and initially master the professional knowledge and management skills of oil exploration, storage and transportation.

二、课程性质及课程目标 2.1 课程性质 《石油装备概论》课程是过程装备与控制工程专业石油装备工程方向的一门专业限选课。 2.2 教学目标 学习石油机械装备的相关基础知识、基本理论和基本原理，为将来从事石油装备、石油开采、石油工业制造等工作以及进一步深入学习研究打下基础。通过本课程的学习要求学生达到如下目标： G1— G2— G3— —2—

1.了解石油的生成及开采工艺； 2.了解石油钻采机械的主要组成及基本工作原理； 3.初步具备正确选择、使用及计算钻采设备的能力；

三、课程目标与毕业要求指标点对应关系 表1 课程目标与毕业要求的对应表 毕业要求 指标点 课程目标 达成途径 评价依据 支撑程度（H、M、L）

2 问题分析 2.2 能够运用环境工程基础和专业知识识别、表达环境工程问题 G1 通过教师授课讲解和学生学习达成 课堂表现、习题作业、考试 M

4 研究 4.3对涉及过程装备的相关问题能够采取科学合理的方法进行分析研究，包括建立分析模型、设计实验，并得出有效可信的结论

G2 课堂表现、习题作业、考试 M

5使用现代工具 5.3 具有对过程装备进行控制设计特别是对压力、温度和流量等工艺参数进行控制设计的初步能力，了解故障诊断原理和方法

G3 课堂表现、习题作业、考试 M

四、理论教学内容与要求 4.1钻井工程基本知识（3学时） 4.1.1 教学目标（G ） 了解石油的性质及组成，了解石油的开采、运输和加工等工业过程；了解石油对国民正常有序生活的重要性。熟悉钻井工艺过程，熟悉不同钻井方式的应用范围。 4.1.2 教学内容 （1）石油地质常识 石油的元素组成；石油的物理性质；天然气的组成和物理性质；油气生成；油气藏与油气田；国内油气盆地；油气勘探。 （2）钻井工艺概述 钻井方法：顿钻钻井法；旋转钻井法；钻井工艺过程：钻前准备、钻进、固井、完井；钻井事故的处理；钻压、转速、流量和钻井液性能对机械钻速的影响；井斜及控制措施；定向钻井、丛式钻井和水平钻井。 —3—

（3）常规钻井技术 喷射式钻井；平衡压力钻井。 4.1.3 教学要求 了解本课程的基本要求，涉及本课程的学习方法；了解石油与天然气的组成、用途；了解国内和世界石油与天然气蕴藏分布；了解石油工业在国民经济中的重要地位。熟悉钻井工艺过程及完井过程各环节的基本概念，了解常规钻井技术。 4.2采油工程基本知识（3学时） 4.2.1 教学目标（G ） 对采油工程工艺技术建立起必要的总体概念，初步了解完成这些工艺所应用到的主要采油设备，为进一步学习、研究先关的工艺和设备奠定必要的基础。 4.2.2教学内容 （1）自喷井采油 油井自喷基本原理、自喷的诱导、自喷的动力；自喷井的设备、管柱结构、井口装置。 （2）机械采油 有杆泵采油、抽油泵工作原理；无杆泵采油、水利活塞泵采油、螺杆泵采油射流泵采油；气举法采油。 （3）油田增产工艺技术 油田注水工艺技术、油田注水方式、水源净化系统、注水站流程、分层注水管柱；油层水力压裂工艺、水力压裂原理、压裂参数、压裂液；油层酸化处理。 （4）油、水井的维护与修理 油井清蜡及降粘技术；油井防砂技术；油、水井剖面调整。 （5）油气集输 4.2.3教学要求 了解自喷井是如何采油的，主要有哪些设备、了解有杆泵和无杆泵的工艺原理区别及分别需要那些设备、了解油井清蜡的主要技术和设备。熟悉油层压裂原理和设备、熟悉油层酸化的目的和基本原理、熟悉油田注水的主要工艺流程和设备。 4.3 石油钻机及旋转设备（2学时） 4.3.1 教学目标（G ） 了解石油钻机的组成、主要的机械驱动钻机组成、电驱动钻机和地面旋转设备。熟悉钻机的基本组成和分类和钻机的基本参数和标准系列。 4.3.2 教学内容 （1） 石油钻机的驱动与传动（2学时）； 钻机的组成；钻机分类及特点；钻机的基本参数；我国石油钻机标准。 （2）机械驱动钻机 齿轮钻机；胶带钻机；链条钻机。 （3）电驱动钻机 —4—

国产ZJ45D丛式井钻机机械传动系统。 （4）地面旋转设备 转盘；水龙头。 （5）顶驱钻井系统 顶驱钻井系统一般结构组成；AC变频顶驱系统。 4.3.3 教学要求 了解我国石油钻机的标准、石油钻机的特点和主要参数，了解齿轮钻机、胶带钻机和链条钻机的特点和组成部分。了解顶驱钻井系统和AC变频顶驱系统的特点及结构组成。熟悉石油钻机主要包括哪些系统和设备及其各部分作用；熟悉转盘、水龙头的工作原理、特点和主要参数。 4.4 采油工艺概述（8学时） 4.4.1教学目标（G ） 熟悉现代石油钻机的三大工作机组，驱动方案；熟悉起升系统的基本工作原理。掌握往复泵的工作原理、典型结构、计算和使用中的基本问题；掌握离心泵的工作原理和结构，了解叶片式机械的特点和使用方法。 4.4.2 教学内容 （1）概述 绞车、转盘、钻井泵负载特点及对驱动特性的要求；典型驱动方案：单独驱动、统一驱动、分组驱动；驱动设备的特性指标；外特性；柴油机驱动特点。 （2）起升系统工作原理（2学时）； 钻井井架、绞车、刹车机构、游动系统组成及工作原理。 （3） 往复泵（2学时）； 往复泵的作用原理、分类；往复泵的流量分析；往复泵排量曲线及排量不均度；往复泵的工作特性曲线；往复泵空气包的作用原理。 （4） 离心泵（2学时） 离心泵的类型；离心泵的结构、离心泵的比转速、工作原理、特性及轴向力平衡方法。 4.4.3 教学要求 了解起、下钻作业的主要操作过程；绞车的类型及特点；刹车装置的类型和作用原理。熟悉往复泵的主要类型、性能参数、活塞运动规律；熟悉望都蹦的流量曲线、平均流量和瞬时流量，熟悉往复泵空气包的作用原理。熟悉离心泵的主要类型、常用结构及特点；熟悉离心泵的主要零部件及其作用、离心泵的设计计算及轴向力平衡的方法。 4.5 机械采油设备（3学时） 4.5.1教学目标（G ） 进一步了解机械采油设备，了解目前石油矿场上常用的主要采油设备的结构、工作原理及使用等问题。 4.5.2 教学内容 （1）有杆抽油设备（2学时） —5—

抽油机的结构、工作原理、平衡方式；抽油杆、抽油泵。 （2）无杆采油设备（1学时） 电动潜油离心泵装置的组成、井下机组的结构组成和工作特点。 4.5.3 教学要求 了解抽油机的结构、工作原理、平衡方式；了解抽油杆的主要类型、特点；了解潜油电泵的主要组成部分和各部分作用。 4.6海洋石油装备简介（3学时） 4.6.1 教学目标（G ） 了解海上钻井平台的分类、结构及主要特点；了解海上钻井平台的选择、定位及水下装置等； 4.6.2 教学内容

（1）海洋钻井平台 海上钻井平台的分类；海上钻井平台的结构及特点；钻井平台的选择；钻井平台的定位；钻井水下装置；升沉补偿；海洋钻机与陆地钻机的区别。

（2）海洋采油平台 平台采油、水下采油；海洋结构物的环境载荷：风力、海流力、波浪力。 4.6.3 教学要求 了解海上钻井采油平台与陆地钻井采油平台有何区别；了解海上石油钻井平台和采油平台的主要类型和特点；了解海洋平台所主要承载的环境载荷。

五、实践教学内容与要求（2学时） 参观石油装备展览会 六、考核方式和评分标准 6.1 考核方式和内容 本课程的教学环节包括课堂教授、课外阅读、课上研讨和习题作业，考核方式包括过程考核和期末考试，其中过程考核是课堂表现（包括出勤和参与）、和习题作业两部分的综合评定，期末考试基于课堂讲授、课外阅读、课上研讨的内容进行开卷笔试。具体分工如表2所示。 表2 课程考核方式和内容及其对课程目标的支撑关系 课程目标 分值 考核方式 考核方式所占比例 主要考核内容

G1 20分 课堂参与 10% 出勤、提问、回答问题等 平时作业 20% 课后习题作业完成情况

期末考试 70% 支撑课程目标G1的教学内容

G2 30分 课堂参与 10% 出勤、提问、回答问题等 平时作业 20% 课后习题作业完成情况

期末考试 70% 支撑课程目标G2的教学内容