導(dǎo)語：如何才能寫好一篇物理模擬論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關(guān)鍵詞]：物理實驗；模擬法；對象模擬；相似模擬；過程模擬；模擬放大

模擬法是通過設(shè)計與原型（自然現(xiàn)象或過程）相似的模型，并利用該模型來間接地研究原型規(guī)律的方法。它隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，是人類認(rèn)識世界和改造世界最基礎(chǔ)的方法之一。此法應(yīng)用于物理教學(xué)可使事過境遷或稍縱即逝的自然現(xiàn)象或過程在實驗室重現(xiàn)，可將現(xiàn)象簡化或進(jìn)行時空的放大、縮小，可對那些既不能打開，又不能從外部直接觀察其內(nèi)部狀態(tài)的系統(tǒng)進(jìn)行研究。特別是解決那些尚無簡單有效的儀器可演示的實驗，模擬法則成了一種重要的輔助手段。

物理實驗中的模擬法，根據(jù)其特點及主要功能，并結(jié)合本人教學(xué)實踐，分為以下四類。

一、對象模擬

就是用放大或縮小了的、相似的，而又能反映事物某方面規(guī)律的客觀實體來代替研究對象的方法叫對象模擬。

對象模擬的設(shè)計思想主要在于下述兩種情況：其一是為了突出客觀實體的主要矛盾和本質(zhì)特征，摒棄次要的非本質(zhì)因素，使研究對象從客觀實體中直接抽象出來。如質(zhì)點、剛體、理想氣體、彈簧振子、點電荷、純電阻、理想變壓器等理想模型，以及天體運動模型，微觀結(jié)構(gòu)等幾何相似模型。在研究二極管的單向?qū)щ娦詴r，在實驗基礎(chǔ)上，運用對象模擬法，用自行車氣門和進(jìn)水閥門來模擬單向門。如此，不但加深對“單向性”的認(rèn)識，而且激發(fā)了興趣，開闊了思路。其二是為了解釋某些行為和特征而建立起來的模擬。如地球因自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的科里奧利力比較抽象，在地理課中亦有提及。我們不妨取一只舊的橡皮藍(lán)球（或地球儀）來模擬地球自轉(zhuǎn)，然后將紅墨水從上往下滴落在轉(zhuǎn)動的“地球”表面。此時即可明顯看到水痕西邊呈擴(kuò)散狀，從而令人信服的說明北半球南流沖刷西岸這一自然現(xiàn)象。

二、物理相似模擬

在科學(xué)研究和工程技術(shù)的許多領(lǐng)域中，人們常常希望利用模擬試驗來代替對實際現(xiàn)象的研究，以便使我們可能在一定程度上預(yù)言某些在目前尚無法達(dá)到的條件下出現(xiàn)的情況。例如用水代替石油研究其在管道中的運動，把設(shè)計好的收音機(jī)縮小成模型放在風(fēng)洞中試驗其特性等。其特點即模擬與原型遵循同樣的物理規(guī)律，故稱為物理相似模擬。

巷理實驗教學(xué)中的“失重和超重模擬實驗”，“蘿卜”馬德堡半球，帕斯卡裂桶，用帶電的肥皂泡在豎直電場中的平衡進(jìn)行“密立根油滴實驗”的模擬，以及十分壯觀的“可樂瓶水火箭”等，均是物理相似模擬的范例。

電場線是用來形象地描述電場的假想的曲線。做好“電場線”的演示實驗?zāi)M，對實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)十分重要。因此我們可利用感應(yīng)起電機(jī)、清潔過的彩色絲線（可從舊的錦旗上取得）、金屬鋁板（即老式平行板電容器）等器材對“電場線”加以形象模擬。制作時只需將鋁板按自己需要劃出小方格，約1cm2間隔打一細(xì)孔（能穿過絲線即可），然后每孔穿上絲線背面打結(jié)，穿好后，將絲線剪成1寸多長左右，（力求整齊一致），過長，易互交結(jié)，不便演示。將兩金屬板平行豎直放置，固定在絕緣支柱上。兩板用導(dǎo)線連接至起電機(jī)上。搖起起電機(jī)，立即可見絲線飛起指向另一板，模擬勻強(qiáng)電場的電場線，十分直觀，且全班學(xué)生均可見。如果供電充足，將在兩板邊緣產(chǎn)生放電，每放一次電，絲線產(chǎn)生振動跳躍，確是課堂一大“景觀”。

三、過程模擬

把具體物理過程純粹化、理想化，并根據(jù)其本質(zhì)特征而設(shè)計的一種模擬叫過程模擬。其特點是過程簡化，易于控制。

氣體壓強(qiáng)的分子運動論觀點，通常采用雨滴打傘等面來類比。這種大量分子對器壁連續(xù)碰撞的過程，如果用豆（或沙）落在平衡天平一端倒扣著的托盤底上的現(xiàn)象來模擬，就顯得直觀生動了。布朗運動的模擬，裝有鐵屑的試管模擬鐵棒的磁化和退磁等都是過程模擬的成功例子。

電子技術(shù)中半導(dǎo)體的導(dǎo)電機(jī)理，電子運動易理解，空穴導(dǎo)電則抽象，課堂教學(xué)中如用“空位置”的運動來作一現(xiàn)場過程模擬，無疑會使學(xué)生茅塞頓開。分析曲線運動的思想方法——運動的分解和合成是個難點，可以平拋運動為突破口，在演示有關(guān)實驗后，用“慢鏡頭”的方法，手持粉筆頭邊走（模擬水平勻速直線運動）邊沿自身前方，從上向下加速下移，以此模擬平拋運動，既簡單明了，又便于分析。理解機(jī)械波的形成過程是本章教學(xué)的一個重點和難點，運用模擬器材，以紐扣狀的物體來表示振動的質(zhì)點，通過搖轉(zhuǎn)，使質(zhì)點繞平衡位置上下振動，而整體波形向外傳遞，邊演示邊分析，效果很好。

熱學(xué)中的統(tǒng)計方法和光本性的幾率概念，由于受課堂教學(xué)時間的限制，怎樣從個別事件的無規(guī)律過渡到大量事件的有規(guī)律，成了模擬實驗的設(shè)計難點，在教學(xué)中采用全同等可能過程，在不同時刻的空間比較可以等效變換成同一時刻不同狀態(tài)的比較的方法，讓全班同學(xué)同時擲幣若干次，然后統(tǒng)計比較下列情況“國徽”朝上的次數(shù)：（1）某同學(xué)；（2）某小組同學(xué)；（3）全班同學(xué)。從而使學(xué)生既突破了難點又受到一次生動的方法論教育。

四、模擬放大

在物理概念和規(guī)律教學(xué)中，學(xué)生往往對那些不易觀察或不能從外部直接觀察其內(nèi)部狀態(tài)的規(guī)律，因缺乏形象的感性材料而引起思維障礙。模擬放大正是采用空間放大和時間放大的方式，抓住本質(zhì)特征，展現(xiàn)其生動直觀形象，從而促進(jìn)思維順利進(jìn)行。

液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系學(xué)生比較陌生，可以通過模擬放大的方法加以演示，讓學(xué)生加深印象。具體方法是：把灌足有色水的氣球跟各部分粗細(xì)不同，且在粗細(xì)不同的地方有豎直小側(cè)管的水平玻璃管連接，讓豎直小側(cè)管管口向上。由于氣球膜的收縮力對水產(chǎn)生的水壓使氣球內(nèi)的水通過玻璃管流出，這時我們看到，水在各個側(cè)管中上升的高度不同，接玻璃管粗處側(cè)管的水面升得較高，接玻璃管細(xì)處側(cè)管的水面升得較低，這說明流動液體的壓強(qiáng)在管道細(xì)的地方比粗的地方小，而在同一管道中，管道細(xì)的地方液體流速大，管道粗的地方液體流速小，故實驗表明：液體流速大處壓強(qiáng)小，液體的流速小處壓強(qiáng)大。

如果我們用手?jǐn)D壓氣球，這時看到玻璃管中水的流速加大，同時所有小側(cè)管中的水面下降；松手停止擠壓氣球，可看到玻璃管中水的流速變小，同時所有小側(cè)管中的水面上升。用這個方法，我們可以演示，液體流速大時壓強(qiáng)小，流速小時壓強(qiáng)大。

液體表面張力實驗中的“水面浮針”，學(xué)生感到新奇，但在分析受力時往往錯誤認(rèn)為表面張力與重力平衡，經(jīng)指出后又不理解沿液體表面作用的力并沒有作用在針上。究其原因是學(xué)生在形成概念過程中缺乏直觀材料。為此，用一只較大的氣球，充入少量氣體，然后在上面放一根小鐵棒，以此來模擬放大液面浮針，并指出液體表面張力同橡皮膜的張力，只作用在它們的表面，并沒有作用在針（或棒）上，作用在針上的是因液體表面張力而產(chǎn)生的液面對針的支持力。通過令人信服的實驗還使學(xué)生進(jìn)一步明確：表面張力的作用是保持液面不分裂。

力的分解，關(guān)鍵是根據(jù)力產(chǎn)生的效果來確定分力的方向。其中三角支架是典型的問題，在教學(xué)中教師由兩個同學(xué)配合，一個同學(xué)用手撐著腰，另一個同學(xué)在手的肘部用力豎直往下拉，讓他感受力的作用效果。在講摩擦力的方向時，用長毛板刷來模擬放大物體的運動趨勢，一目了然。

篇2

[論文摘要]：目前，微生物采油技術(shù)引起了微生物學(xué)界、石油工業(yè)界、石油地質(zhì)界和地球化學(xué)界等相關(guān)學(xué)科的廣泛興趣和關(guān)注。詳細(xì)介紹微生物采油技術(shù)概況，明確分析微生物采油技術(shù)概況機(jī)理，并探討其發(fā)展方向。

微生物原油采收率技術(shù)(microbialenhanancedoilrecovery，MEOR)

是利用微生物在油藏中的有益活動，微生物代謝作用及代謝產(chǎn)物作用于油藏殘余油，并對原油/巖石／水界面性質(zhì)的作用，改善原油的流動性，增加低滲透帶的滲透率，提高采收率的一項高新生物技術(shù)。該項技術(shù)的關(guān)鍵是注入的微生物菌種能否在地層條件下生長繁殖和代謝產(chǎn)物能否有效地改善原油的流動性質(zhì)及液固界面性質(zhì)。與其它提高采收率技術(shù)相比，該技術(shù)具有適用范圍廣、操作簡便、投資少、見效快、無污染地層和環(huán)境等優(yōu)點。

一、微生物采油技術(shù)概況

1926年，美國科學(xué)家Mr.Beckman提出了細(xì)菌采油的設(shè)想。1946年Zobeu研究了厭氧的硫酸鹽還原菌從砂體中釋放原油的機(jī)理，獲得微生物采油第一專利。I．D．shtum(前蘇聯(lián))及其它國家等學(xué)者也分別作了大量的創(chuàng)新性工作，奠定了微生物采油的基礎(chǔ)。美國的Coty等人首次進(jìn)行了微生物采油的礦物試驗。馬來西亞應(yīng)用微生物采油技術(shù)在Bokor油田做先導(dǎo)性礦物試驗，采油量增加了47%。2002年至2003年，我國張衛(wèi)艷等在文明寨油田進(jìn)行了微生物礦場應(yīng)用，累計增產(chǎn)原油1695t，累計少產(chǎn)水1943t，有效期達(dá)10個月。

美國和俄羅斯在微生物驅(qū)油研究和應(yīng)用方面，處于世界領(lǐng)先地位。美國有1000多口井正在利用微生物采油技術(shù)增加油田產(chǎn)量，微生物采油項目在降低產(chǎn)水量和增加采油量方面取得了成功。1985年至1994年，俄羅斯在韃靼、西西伯利亞、阿塞拜疆油田激活本源微生物，共增產(chǎn)原油13.49x10t，產(chǎn)量增加了10～46％。1988年至1996年，俄羅斯在11個油田44

個注水井組應(yīng)用本源微生物驅(qū)油技術(shù)，共增產(chǎn)21x10t。

20世紀(jì)60年代我國開始對微生物采油技術(shù)進(jìn)行研究，但發(fā)展緩慢。80年代末，大慶油田率先進(jìn)行了兩口井的微生物地下發(fā)酵試驗(30℃)。大港、勝利、長慶、遼河、新疆等油田與美國Micro～Bac公司合作，分別進(jìn)行了單井吞吐試驗。1994年開始，大港油田與南開大學(xué)合作，成功培育了一系列采油微生物，該微生物以原油和無機(jī)鹽為營養(yǎng)，具有降低蠟質(zhì)和膠質(zhì)含量功能，并在菌種選育與評價、菌劑產(chǎn)品的生產(chǎn)、礦場應(yīng)用設(shè)計施工與檢測等諸方面取得了成績。1996年以來，吉林油田與13本石油公司合作，探究了微生物采油技術(shù)在扶余油田東189站的29口井進(jìn)行的吞吐試驗，21口井見效，見效率達(dá)70%。2000年底，大慶油田采油廠引進(jìn)了美國NPC公司的耐高溫菌種，在Y一16井組進(jìn)行了耐高溫微生物驅(qū)油提高采收率研究和現(xiàn)場試驗，結(jié)果表明，采收率達(dá)43.41%，增加可采儲量1.81×10t，施工后當(dāng)年增油615.5t。勝利油田羅801區(qū)塊外源微生物驅(qū)油技術(shù)現(xiàn)場試驗提高采收率2.66%。

二、微生物采油技術(shù)機(jī)理

（一）微生物采油技術(shù)與油田化學(xué)劑

在大慶油田開發(fā)的各個階段都會使用不同性質(zhì)的化學(xué)劑，現(xiàn)以大慶油田為例。當(dāng)大量化學(xué)劑進(jìn)入油藏后，將發(fā)生物理變化和化學(xué)變化，對微生物采油過程可能產(chǎn)生不同的影響?；瘜W(xué)劑既可引起微生物生存環(huán)境（滲透壓、氧化還原電位、pH值）的改變，又可直接改變生物的生理（呼吸作用、蛋白質(zhì)、核酸及影響微生物生長的大分子物質(zhì)的合成）以及影響微生物細(xì)胞壁的功能，從而影響微生物的生長，降低采收率。

（二）微生物驅(qū)油機(jī)理

因為，微生物提高原油采收率作用涉及到復(fù)雜的生物、化學(xué)和物理過程，除了具有化學(xué)驅(qū)提高原油采收率的機(jī)理外，微生物生命活動本身也具有提高采收率機(jī)理。雖然目前的研究不斷深入，但仍然無法對微生物采油技術(shù)各個細(xì)節(jié)進(jìn)行量化描述，據(jù)分析，主要包括以下幾個方面：

1.原油乳化機(jī)理。微生物的代謝產(chǎn)物表面活性劑、有機(jī)酸及其它有機(jī)溶劑，能降低巖石一油一水系統(tǒng)的界面張力，形成油一水乳狀液（水包油），并可以改變巖石表面潤濕性、降低原油相對滲透率和粘度，使不可動原油隨注入水一起流動[1引。有機(jī)酸能溶解巖石基質(zhì)，提高孔隙度和滲透率，增加原油的流動性，并與鈣質(zhì)巖石產(chǎn)生二氧化碳，提高滲透率。其它溶劑能溶解孔隙中的原油，降低原油粘度。

2.微生物調(diào)剖增油機(jī)理。微生物代謝生成的生物聚合物與菌體一起形成微生物堵塞，堵塞高滲透層，調(diào)整吸水剖面，增大水驅(qū)掃油效率，降低水油比，起到宏觀和微觀的調(diào)剖作用，可以有選擇地進(jìn)行封堵，改變水的流向，達(dá)到提高采收率的效果。在較大多孔隙中，微生物易增殖，生長繁殖的菌體和代謝物與重金屬形成沉淀物，具有高效堵塞作用。

3.生物氣增油機(jī)理。代謝產(chǎn)生的CO、CO2、Nz、H、CH和C3H等氣體，可以提高地層壓力，并有效地融入原油中，形成氣泡膜，降低原油粘度，并使原油膨脹，帶動原油流動，還可以溶解巖石，擠出原油，提高滲透率。

4.中間代謝產(chǎn)物的作用。微生物及中間代謝產(chǎn)物如酶等，可以將石油中長鏈飽和烴分解為短鏈烴，降低原油的粘度，并可裂解石蠟，減少石蠟沉積，增加原油的流動性。脫硫脫氮細(xì)菌使原油中的硫、氮脫出，降低油水界面張力，改善原油的流動性。

5.界面效應(yīng)。微生物粘附到巖石表面上而生成沉積膜，改善巖石孔隙壁面的表面性質(zhì)，使巖石表面附著的油膜更容易脫落，并有利于細(xì)菌在孔隙中成活與延伸，擴(kuò)大驅(qū)油面積，提高采收率。

（三）理論研究

1.國內(nèi)外的數(shù)學(xué)模型。20世界80年代末，國外的Islam、Zhang和Chang等建立了微生物采油的數(shù)學(xué)模型并開展了相應(yīng)的數(shù)值模擬研究。Zhang模型優(yōu)于Islam模型在于可描述微生物在地層中的活動，卻難于現(xiàn)場模擬。Chang模型是三維三相五組分，能描述微生物在地層中的行為，不能描述在油藏中的增產(chǎn)機(jī)理。

2.物理模擬。物理模擬研究基本上是應(yīng)用化學(xué)驅(qū)的物理模型試驗裝置及試驗過程。微生物驅(qū)油模型的核心是巖心管部分，其長度影響微生物的生長繁殖。應(yīng)建立大型巖心模型，使微生物充分繁殖，便于分析研究微生物的驅(qū)油效果。通過物理模擬研究微生物驅(qū)油法，可獲得微生物在巖心中的推進(jìn)速度及濃度變化，對巖心滲透率的影響等信息。

（四）源微生物的采油工藝

國內(nèi)油田（大慶等）已進(jìn)人高含水開發(fā)期，是采用內(nèi)源微生物驅(qū)油還是采用外源微生物驅(qū)油，要根據(jù)具體油藏內(nèi)的微生物群落進(jìn)行分析。若具體油藏中內(nèi)存在有益微生物驅(qū)油的微生物群落，宜采用內(nèi)源微生物驅(qū)油工藝，這是目前國內(nèi)致力于運用最新微生物采油技術(shù)。

三、結(jié)語

綜上所述，在我國油田中，特別是大慶油田，在微生物采油技術(shù)具有提高采收率的效果，對大多數(shù)的油藏都能充分發(fā)揮微生物采油的優(yōu)勢。制約微生物采油技術(shù)的主要因素在于油藏中微生物群落結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場試驗工藝及物理模擬實驗的局限性。外源菌種的選育和評價指標(biāo)、特性，微生物的研究、菌液的生產(chǎn)和礦場試驗等方面還需深化。

參考文獻(xiàn)：

篇3

全國正在規(guī)劃建設(shè)的13處大型煤炭基地,其中西部地區(qū)占7個,西北地區(qū)占5個。目前西部地區(qū)礦業(yè)工程專業(yè)的畢業(yè)生需求量較大,從近3a采礦工程等專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率高達(dá)90%以上就能說明這一點。所以必須針對西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)特點等實際情況,提高西部礦業(yè)工程大學(xué)生的綜合素質(zhì)、科研及創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)。在這種意義上稱之為“基于西部情結(jié)的綜合素質(zhì)”,也就是說西部的人才培養(yǎng)體系主要依靠西部人來支撐與建設(shè)。

1特色及優(yōu)勢分析

根據(jù)調(diào)研資料分析[4~6],結(jié)合我校西部礦業(yè)這一特色與優(yōu)勢學(xué)科的實際情況,對國內(nèi)外目前礦業(yè)工程力學(xué)課程體系與實驗示范(基地)構(gòu)建的模式及特色進(jìn)行全面分析,其主要包括以下幾大優(yōu)勢。

1)國際優(yōu)勢及特色。在國外,采礦專業(yè),目前只有美國的西弗吉尼亞大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、賓尼法尼亞州立大學(xué)、印度礦業(yè)學(xué)院、英國諾丁漢大學(xué)、澳大利亞的新南威爾士大學(xué)等還保留有采礦專業(yè),波蘭的礦業(yè)領(lǐng)域人才培養(yǎng)也已經(jīng)萎縮。在國內(nèi),只有我校擁有西部惟一的礦業(yè)工程一級學(xué)科,而中國礦業(yè)大學(xué)、太原理工大學(xué)、山東科技大學(xué)、重慶大學(xué)雖然還開設(shè)有礦業(yè)類基礎(chǔ)工程專業(yè)的課程,但畢業(yè)生所服務(wù)的地區(qū)很少涉及西部礦區(qū)。

2)項目構(gòu)建優(yōu)勢。2000年山東科技大學(xué)獲得的教育部教改項目“礦業(yè)類專業(yè)課程體系整體優(yōu)化與實踐”屬于“世行”貸款21世紀(jì)初高等教育教學(xué)改革項目,并于2002-12-17在西安交通大學(xué)由教育部召開的高等理工科教育教學(xué)改革交流會上進(jìn)行了經(jīng)驗交流交流,獲得好評與認(rèn)可。但是針對力學(xué)實驗教學(xué)與示范建設(shè),涉及西部礦山工程力學(xué)實驗教學(xué)改革卻是鳳毛麟角。

3)地域優(yōu)勢。若僅從工程力學(xué)的角度進(jìn)行教改項目申請,在西安乃至全國,我校均不占優(yōu)勢,如果站在西部礦業(yè)工程人才培養(yǎng)的角度來進(jìn)行礦山工程力學(xué)實驗教學(xué)與示范構(gòu)建,我校有獨特的優(yōu)勢。西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對東部地區(qū)落后,這是不爭的事實。西部的教育更需要加強(qiáng),貧困地區(qū)必須立足自己的實際,培養(yǎng)自己的高素質(zhì)精英人才。作為西部地區(qū)的高等教育,尤其是工程基礎(chǔ)類專業(yè)的教育,對西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要奠基性作用,其教育內(nèi)涵必須拓寬與拓深。隨著國家對西部大開發(fā)的力度逐漸加大加強(qiáng),西部礦山能源的戰(zhàn)略地位已經(jīng)凸顯,采礦類優(yōu)秀能源科技人才的培養(yǎng)、質(zhì)量提高、需求模式等問題更是亟待研究的重大問題之一。

4)學(xué)科特色優(yōu)勢。我校在礦業(yè)工程領(lǐng)域雖然已形成特色和優(yōu)勢,但還需借鑒國內(nèi)外著名大學(xué)相關(guān)課程設(shè)置與教學(xué)改革的成就和做法,結(jié)合我校礦業(yè)工程類專業(yè)課程與教學(xué)體系的建設(shè)以及畢業(yè)生綜合素質(zhì)拓展進(jìn)行綜合建設(shè),以教學(xué)研究型大學(xué)的定位,爭取建成西部礦山工程力學(xué)教學(xué)與示范基地或平臺,為鞏固我校西部礦業(yè)特色以及夯實內(nèi)涵奠定基礎(chǔ)。從傳統(tǒng)的基礎(chǔ)力學(xué)與礦業(yè)工程專業(yè)的課程設(shè)置方面分析,采礦工程專業(yè)學(xué)生的數(shù)學(xué)、力學(xué)知識學(xué)習(xí)較多,但有關(guān)礦山工程力學(xué)(包括巖石力學(xué)、巖層控制學(xué)、井巷工程、瓦斯動力學(xué)以及工程流體力學(xué)等)的教學(xué)與示范建設(shè)還比較薄弱,這一矛盾在近2a從采礦工程與安全工程專業(yè)的研究生招生與教育過程中也凸顯出來。

5)人才需求優(yōu)勢。礦業(yè)工程學(xué)科中涉及到的采礦工程等專業(yè)屬于礦業(yè)工程類基礎(chǔ)性專業(yè),畢業(yè)生在礦山主要從事礦山生產(chǎn)(安全開采與災(zāi)害防治)技術(shù)管理與科學(xué)研究方面的工作,要求基礎(chǔ)知識扎實,綜合性強(qiáng)。從現(xiàn)場反饋的信息亦如此。在教學(xué)改革中拓寬專業(yè)后需要夯實工程力學(xué)(礦山巖石力學(xué)與巖層控制)知識及實際應(yīng)用能力,尤其是工程現(xiàn)場所需要的工程力學(xué)監(jiān)測方面的儀器儀表相關(guān)配套課程與知識體系。這樣畢業(yè)生到現(xiàn)場后能立即找到自己的定位,為后期發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2理論教學(xué)平臺內(nèi)涵構(gòu)建

2.1內(nèi)涵構(gòu)建目標(biāo)與關(guān)鍵

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)組織模式對高等教育要求的不斷提高,人們更多地傾向采用項目(case)教學(xué)法來培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、社會能力以及其他關(guān)鍵能力。根據(jù)國家教育部門有關(guān)的方針和政策,結(jié)合我校的優(yōu)勢學(xué)科和已經(jīng)取得的一系列優(yōu)秀教學(xué)科研成果情況,要實現(xiàn)西部礦業(yè)工程力學(xué)理論與工程實踐的滲透,完成教學(xué)內(nèi)涵的拓展,“基礎(chǔ)厚、專業(yè)寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高”的目標(biāo)是理論教學(xué)平臺構(gòu)建的關(guān)鍵。

1)基礎(chǔ)厚:系統(tǒng)學(xué)習(xí)理論力學(xué)、材料力學(xué)、彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等基礎(chǔ)理論與礦山工程力學(xué)(主要包括礦山巖體力學(xué)、巖層控制學(xué)、井巷工程、礦山工程流體力學(xué)等)實驗課程;

2)專業(yè)寬:在系統(tǒng)掌握礦山工程力學(xué)基礎(chǔ)與實驗(實踐)理論的前提下,拓展對實驗數(shù)據(jù)的深入分析與問題解決;

3)能力強(qiáng):能對所遇到的工程問題形成正確判斷,提高研究與創(chuàng)新能力;

4)素質(zhì)高:能綜合提出(或解決)現(xiàn)場工程問題的技術(shù)方案和具體運作程序,為決策者提供依據(jù)。

2.2關(guān)鍵教學(xué)手段

根據(jù)目前我校的教學(xué)軟硬件建設(shè)環(huán)境,該課程開設(shè)的前提條件是學(xué)生建立在已經(jīng)參加過認(rèn)識實習(xí)和已經(jīng)建立現(xiàn)場工程感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上。教學(xué)方法主要采用4種:①理論教學(xué);②實驗室觀摩與體驗(有條件的情況下,自己親自動手開展實驗);③進(jìn)行野外巖(土)石的參觀與實踐;④采用論文(大作業(yè))和考試相結(jié)合的方式進(jìn)行考核。

要有效實現(xiàn)以上過程,概括地講,Case教學(xué)法是最有效的教學(xué)方法。該方法是由美國著名教育家、伊利諾易大學(xué)教授凱茲博士和加拿大教育家、阿爾伯特大學(xué)教授查理博士共同推創(chuàng)的一種以學(xué)生為本的教學(xué)法。該教學(xué)法在北美高校廣為使用,因效果良好頗受歡迎,是符合構(gòu)建教學(xué)理論、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的科學(xué)的教學(xué)方法。清華大學(xué)等著名高校的教學(xué)研究人員,在構(gòu)建性教學(xué)理論的指導(dǎo)下,結(jié)合我國高校的教學(xué)改革,進(jìn)行了深入研究,取得了重大進(jìn)展。由于礦業(yè)工程力學(xué)專業(yè)及課程的特點和學(xué)生畢業(yè)后所從事工作環(huán)境的特殊性,在力學(xué)課程教學(xué)與實踐中采用Case教學(xué)法是非常有必要的。

2.3網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)

為了更好地實現(xiàn)以上教學(xué)手段,需要利用校園網(wǎng)、數(shù)字化和視頻資料輔助進(jìn)行Case教學(xué),其中數(shù)字化格式主要為下列3種(正在進(jìn)行修改素材):①MSWord文檔,主要是教案和本書的主要教學(xué)與授課的關(guān)鍵點;②MSPowerPoint文檔,主要授課講義;③AdobePDF文檔,為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供圖片等素材。另外,為了及時更新教學(xué)內(nèi)容,反映本課程或?qū)W科的當(dāng)前狀況,摒棄教學(xué)內(nèi)容陳舊等缺陷,采用(最新)科研成果進(jìn)課堂和教學(xué)名師上講臺等模式,對豐富課程內(nèi)涵和提高教學(xué)質(zhì)量大有裨益。

3實驗示范教學(xué)平臺構(gòu)建

創(chuàng)建一流大學(xué)離不開實驗室,建設(shè)教學(xué)研究型大學(xué)要有完善的本科教學(xué)體系的實驗室條件保障、研究生培養(yǎng)的實驗室條件保障[7,8]。為此,結(jié)合我校的礦業(yè)工程的西部特色,提出整合資源、組建礦山工程力學(xué)實驗示范教學(xué)的平臺。

3.1實驗教學(xué)平臺建設(shè)

1)構(gòu)建以巖石力學(xué)性質(zhì)伺服試驗系統(tǒng)(MTS)為中心的基礎(chǔ)實驗平臺。以巖石力學(xué)伺服試驗系統(tǒng)(MTS)為中心,對已建巖石力學(xué)實驗室進(jìn)行改造,構(gòu)建巖石(土)力學(xué)行為基礎(chǔ)實驗平臺,進(jìn)行巖層控制和巖土工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)教學(xué)與實驗研究。

2)建設(shè)以三維可加載相似模擬系統(tǒng)為中心的物理模擬實驗教學(xué)平臺。圍繞“大比例可加載三維實驗?zāi)Ｐ拖到y(tǒng)”“固-液-氣三相模擬實驗系統(tǒng)”“可變角塊體模擬架”,構(gòu)建物理模擬實驗平臺,以提高試驗測試水平和精度為目標(biāo),使物理模擬向定量化和可重復(fù)性發(fā)展,進(jìn)行巖層運移和圍巖災(zāi)變控制理論教學(xué)和實驗技術(shù)教學(xué)與研究。

3)以三維相似模擬實驗平臺、固液氣三相模擬實驗臺和數(shù)值模擬實驗系統(tǒng)為中心,結(jié)合數(shù)值模擬試驗系統(tǒng)和邊坡穩(wěn)定性物理實驗系統(tǒng),建設(shè)礦區(qū)地表移動與環(huán)境災(zāi)變預(yù)測實驗平臺,對西部特殊賦存條件下礦山開采引發(fā)的邊坡穩(wěn)定基礎(chǔ)理論和控制技術(shù)、采動損害主導(dǎo)因素與控制機(jī)理的基礎(chǔ)理論和方法以及礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境承載能力的基礎(chǔ)理論和技術(shù)體系進(jìn)行教學(xué)與研究。

篇4

（中原工學(xué)院理學(xué)院，河南 鄭州 450001）

【摘　要】在現(xiàn)代生產(chǎn)力加速發(fā)展的實踐過程中,科學(xué)研究起著不可估量的巨大影響。 而哲學(xué)是人類認(rèn)知世界、對現(xiàn)有世界進(jìn)行改造的方法論之總結(jié)。在研究裂紋傳播的分子動力學(xué)研究過程中，只有以哲學(xué)觀點為指導(dǎo)，才能夠揭示材料中斷裂的機(jī)理與規(guī)律，預(yù)測發(fā)展規(guī)律，幫助工業(yè)工程師調(diào)控材料，從而減少斷裂事故的出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞 哲學(xué)；裂紋傳播；方法

回顧人類的發(fā)展過程，哲學(xué)先于科學(xué)發(fā)展，可以說，哲學(xué)是科學(xué)的源頭和母親，科學(xué)只是哲學(xué)的一個支派。如何才能在自然科學(xué)發(fā)展的同時保持人類社會與自然的平衡，這需要哲學(xué)思想的指導(dǎo)。[1]

恩格斯曾經(jīng)說過“無論自然科學(xué)家采用什么樣的態(tài)度，他們還得受哲學(xué)的支配”[2]，對于物理學(xué)而言，研究自然界和人類社會生產(chǎn)和生活中的運動規(guī)律和發(fā)展規(guī)律，只是哲學(xué)中的一部分。

哲學(xué)提供了正確的世界觀和自然科學(xué)發(fā)展的指導(dǎo)思想。回看物理學(xué)發(fā)展歷史，出現(xiàn)了一系列的關(guān)于主體對客觀世界認(rèn)識出現(xiàn)偏差的情況，究其原因無不都是哲學(xué)思想出現(xiàn)了偏差。哲學(xué)作為方法論，在科研活動過程中不斷指導(dǎo)科學(xué)家去進(jìn)行科研活動。[3]

本文將結(jié)合經(jīng)歷的科研活動本身，在研究和實踐活動自己的一些哲學(xué)思考做歸納總結(jié)，這樣，能夠更好的指導(dǎo)更深層次科研活動的展開。

1　論文的選題始于問題，來源于實踐，立足于各學(xué)科之間的接觸點

自然辯證法中講到科學(xué)研究要始于問題，而問題的來源是從實踐中得來的，離開了客觀存在事實，脫離了實踐，也就無從引出問題。經(jīng)過周密的調(diào)研，我發(fā)現(xiàn)：斷裂是材料或構(gòu)件中非常嚴(yán)重的失效方式，在非常多的情況下，都能造成災(zāi)難性的可怕后果。因此，我選定裂紋擴(kuò)展研究作為自己的研究方向，研究材料中斷裂的機(jī)理與規(guī)律，幫助工業(yè)工程師調(diào)控材料，從而減少斷裂事故的出現(xiàn)。

經(jīng)過進(jìn)一步的調(diào)研，我發(fā)現(xiàn)：近幾年的研究結(jié)果表明，裂紋的前端是原子級的尖銳，因此新的研究方法需要建立在原子或分子尺度，這樣才能更好的發(fā)現(xiàn)材料斷裂問題的微觀機(jī)理。

我選取的研究內(nèi)容涉及了物理學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械工程、數(shù)學(xué)、計算機(jī)、分子動力學(xué)、計算軟件等多學(xué)科接觸的體系，這是近幾年新興的一個跨學(xué)科分支——“計算材料學(xué)”，而多學(xué)科之間相互接觸、融合正是適應(yīng)了現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展。在相互融洽的情況下,不同學(xué)科之間傳統(tǒng)的專業(yè)壁壘必將被人們所打破，使現(xiàn)代科學(xué)走上日益整體化的道路。

2　裂紋傳播與擴(kuò)展的分子動力學(xué)研究中的哲學(xué)思考

2.1　構(gòu)建數(shù)學(xué)物理模型時，要遵循哲學(xué)指導(dǎo)思想下的物質(zhì)統(tǒng)一性原理

在構(gòu)建物理模型過程中，需要遵循哲學(xué)指導(dǎo)思想下的物質(zhì)統(tǒng)一性，就可以合理地模擬物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。因此在建模時，在空間中重復(fù)填充這些最基本單元，之后采用自然界共性所遵循的熵最大原理和能量最低原理，進(jìn)行分子動力學(xué)弛豫，直到達(dá)到平衡狀態(tài)，達(dá)到的平衡狀態(tài)就是單晶硅存在于自然界中的理想形態(tài)。

另一方面，作為研究主體的人類大腦和計算機(jī)運算也具有物質(zhì)統(tǒng)一性。人類的大腦對外部的客觀實際進(jìn)行分析和總結(jié)概括，尋找事物的客觀規(guī)律；計算機(jī)通過人類的輸入建模獲得對客觀實物的認(rèn)識，而后按照預(yù)定的設(shè)計，模擬客觀事物的客觀規(guī)律，尋找規(guī)律性。因此，從功能上來講，計算機(jī)和人類大腦是統(tǒng)一的，都具備世界物質(zhì)的統(tǒng)一性。

2.2　裂紋擴(kuò)展過程中存在著矛盾的辯證關(guān)系

對于材料而言，強(qiáng)度和韌性之間存在著一定的內(nèi)在矛盾。提高大多數(shù)材料的強(qiáng)度時，通常會導(dǎo)致材料脆性的增加，現(xiàn)行的辦法是根據(jù)不同材料在不同場合下的使用，在強(qiáng)度和韌性之間尋求一個最佳的匹配值。

通常以能量分析的方法，來研究裂紋擴(kuò)展的能量變化，裂紋擴(kuò)展要消耗的能量主要用于生成兩個新表面的能量和用于消耗變形功，通常把這部分的能量稱之為裂紋擴(kuò)展的阻力，這是事物本質(zhì)的屬性，反映了材料本身不想被分開的意愿。既然裂紋擴(kuò)展有阻力，那么只有當(dāng)外載提供足夠的動力時，裂紋的擴(kuò)展才有可能，這里面，裂紋擴(kuò)展的阻力和裂紋擴(kuò)展動力是一對矛盾，這是裂紋擴(kuò)展前期的主要矛盾。裂紋擴(kuò)展后，此時，存在的矛盾是諸因素對裂紋擴(kuò)展方向影響。

2.3　裂紋擴(kuò)展過程中，存在量變與質(zhì)變的辯證關(guān)系

應(yīng)力場強(qiáng)度因子KⅠ的值隨著外載而變化，這是一種漸進(jìn)性的變化，反映了材料彈性的連續(xù)性。當(dāng)應(yīng)力場強(qiáng)度因子KⅠ的值達(dá)到KⅠC時，裂紋失穩(wěn)開始擴(kuò)展，材料彈性的連續(xù)性遭到破壞。KⅠ和KⅠC的關(guān)系可以看成是量變和質(zhì)變的辯證關(guān)系，當(dāng)外載逐漸增加時，KⅠ隨之緩慢增加，裂紋擴(kuò)展的趨勢逐漸增強(qiáng)，當(dāng)增加至KⅠC時，此時體系內(nèi)的矛盾的主要方面是裂紋擴(kuò)展，這是KⅠ緩慢增加的必然結(jié)果。

可見，任何質(zhì)變的發(fā)生都是始于量變，量變是質(zhì)變的必要籌備，質(zhì)變是量變的必然結(jié)果，當(dāng)量變積累達(dá)到事物的度，質(zhì)變就出現(xiàn)了。

2.4　裂紋擴(kuò)展過程中，存在著結(jié)構(gòu)與功能的辯證關(guān)系

唯物辯證法認(rèn)為，結(jié)構(gòu)是物質(zhì)形態(tài)的普遍屬性，反映了事物內(nèi)部各種要素相互聯(lián)系與組織方式，我們在實驗中發(fā)現(xiàn)，隨著KⅠ緩慢增加，裂紋前端原子鍵開始斷裂，為了抵制斷鍵影響，維持裂紋穩(wěn)定性，單晶硅材料自身通過原子鍵的旋轉(zhuǎn)和交換，形成了不同于原有六圓環(huán)結(jié)構(gòu)的圓環(huán)結(jié)構(gòu)。

在內(nèi)部和外部的關(guān)聯(lián)中，具備特定結(jié)構(gòu)的事物展現(xiàn)出來的配套能力稱為功能。我們在研究中發(fā)現(xiàn)，這些新的圓環(huán)結(jié)構(gòu)主要起到下面的作用：降低了裂紋前端的應(yīng)力集中，提升了裂紋擴(kuò)展的能量勢壘，延緩裂紋的擴(kuò)展。因此這些新的圓環(huán)結(jié)構(gòu)可以看成是材料自身所具備的自保護(hù)機(jī)制。

2.5　裂紋擴(kuò)展的分子動力學(xué)模擬中體現(xiàn)著“原型”與“模型”之間的關(guān)系

我們的實驗屬于模型實驗中的物理模擬，因此，對模擬實驗的結(jié)果必須要作出客觀的評價，校正、補(bǔ)充或篩選模型，多次模擬，加以驗證，直到獲得最真實的，能夠反映原型本質(zhì)屬性的模型，然后將模型的實驗結(jié)果合理地外推到原型中。

3　小結(jié)

綜上所述，在研究裂紋傳播的分子動力學(xué)研究過程中，只有以哲學(xué)觀點為指導(dǎo)，才能夠揭示材料中斷裂的機(jī)理與規(guī)律，預(yù)測發(fā)展規(guī)律，幫助工業(yè)工程師調(diào)控材料，從而減少斷裂事故的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

［1］馬克思恩格斯全集:第一卷[M].121.

［2］恩格斯.自然辯證法[M].187.

篇5

關(guān)鍵詞 工程碩士 安全工程 核特色 培養(yǎng)模式 質(zhì)量控制

中圖分類號：G643 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2017.03.010

Exploration and Practice on the Training Mode of Master of

Engineering in the Field of Nuclear Safety Engineering

YE Yongjun， LI Xiangyang， LIU Yingyun， JIANG Fuliang， ZHENG Pingwei

（School of Environmental Protection and Safety Engineering， University of South China， Hengyang， Hunan 421001）

Abstract Since 2008， University of South China has undertaken the task of Cultivating Master's degree in the field of safety engineering in China National Nuclear Corporation. In order to improve the quality of personnel training， combined with the subject characteristics and advantages of running schools in recent years， demand-oriented enterprises， from the characteristics of nuclear safety engineering masters in the field of personnel training platform construction， engineering master training program， training mode and the reform of teaching mode， and determine the training process quality control five aspects of in-depth exploration and practice. Practice has proved that the training mode and related measures of the master of Engineering in the field of nuclear safety engineering in University of South China is feasible and successful.

Keywords master of engineering； safety engineering； nuclear features； training mode； quality control

0 引言

工程T士培養(yǎng)是我國面向企業(yè)生產(chǎn)第一線培養(yǎng)高層次工程技術(shù)與管理人才的重大舉措。它通過提高我國工礦企業(yè)和工程部門在職工程技術(shù)和管理人員的素質(zhì)，增強(qiáng)企業(yè)實力和參與國際市場競爭的能力。我國在1997年經(jīng)國務(wù)院學(xué)位委員會正式批準(zhǔn)設(shè)立工程碩士專業(yè)學(xué)位，長期實踐證明，這種“進(jìn)校不離崗”的工程碩士培養(yǎng)方式，避免了傳統(tǒng)的工程類研究生培養(yǎng)模式固有的局限性，促進(jìn)了企業(yè)與高校的聯(lián)系，加快了我國高校從封閉式辦學(xué)向開放式辦學(xué)轉(zhuǎn)變步伐，深受委培單位領(lǐng)導(dǎo)和廣大科技、管理工作者的歡迎[1-3]。南華大學(xué)于2006年首批獲得安全工程領(lǐng)域工程碩士學(xué)位點，2007年開始招生，至今已經(jīng)達(dá)8年之久。特別是2008年南華大學(xué)與中國核工業(yè)集團(tuán)公司達(dá)成為其下屬的核廠礦企業(yè)培養(yǎng)一批安全工程領(lǐng)域工程碩士的協(xié)議以來，已于2008年、2010年、2012年和2014年共招收學(xué)員138人，安全工程專業(yè)的工程碩士研究生招生規(guī)模得到了實質(zhì)性的壯大、人才培養(yǎng)特色得到彰顯。近年來，南華大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)科圍繞如何結(jié)合學(xué)校的學(xué)科特色和優(yōu)勢，培養(yǎng)高素質(zhì)的核特色安全工程領(lǐng)域工程碩士人才進(jìn)行了努力探索和實踐。

1 發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢，建設(shè)核特色安全工程領(lǐng)域工程碩士人才培養(yǎng)平臺

南華大學(xué)是具有鮮明核特色的學(xué)校，辦學(xué)歷史悠久，特別在核科學(xué)與技術(shù)、核燃料與核資源、醫(yī)療衛(wèi)生、安全與環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域已形成較齊全的學(xué)科（專業(yè)）和研究方向。安全工程領(lǐng)域工程碩士點依托于南華大學(xué)安全科學(xué)與工程一級學(xué)科博士學(xué)位點，近年來，為了培養(yǎng)高質(zhì)量核特色安全工程領(lǐng)域工程碩士人才，安全科學(xué)與工程學(xué)科通過與中國核工業(yè)集團(tuán)公司和中國核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)等央企下屬的企業(yè)、研究院所的深入交流和合作，打造了以鄒樹梁教授、丁德馨教授等博士生導(dǎo)師為方向帶頭人的導(dǎo)師隊伍，建設(shè)了多個研究生科研與實踐教學(xué)平臺，包括湖南省2011協(xié)同創(chuàng)新中心“核燃料循環(huán)技術(shù)與裝備”、湖南省研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地“鈾尾礦庫退役治理技術(shù)中心”、湖南省重點實驗室“核設(shè)施應(yīng)急安全技術(shù)與裝備實驗室”、兩個湖南省高校產(chǎn)學(xué)研合作示范基地“生產(chǎn)運作與安全管理”和“核測控與核安全防護(hù)中心”、兩個南華大學(xué)研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地“鈾礦通風(fēng)與安全環(huán)保技術(shù)中心”和“AP1000建造安全技術(shù)中心”等。這些校企平臺的建設(shè)，不僅為工程碩士培養(yǎng)提供了良好的從事科學(xué)研究和實踐教學(xué)場所，而且也為學(xué)校與中國核工業(yè)集團(tuán)公司下屬的企業(yè)、研究院所的產(chǎn)學(xué)研合作提供了良好的互動平臺。

2 以企業(yè)需求為導(dǎo)向，校企雙方共同制定科學(xué)合理的工程碩士培養(yǎng)方案

培養(yǎng)方案是培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成的基本教學(xué)要求，是培養(yǎng)質(zhì)量得以保證的依據(jù)[4-6]。由于中國核工業(yè)集團(tuán)公司下屬的不同企業(yè)、科研院所有各自獨特的安全生產(chǎn)任務(wù)及安全發(fā)展戰(zhàn)略，從事安全技術(shù)和管理工作的職工有不同的專業(yè)背景、不同的人才培養(yǎng)規(guī)劃及知識結(jié)構(gòu)的要求。因此，南華大學(xué)在制定安全工程領(lǐng)域工程碩士研究生的培養(yǎng)方案時，以企業(yè)需求為導(dǎo)向，采取多種方式同集團(tuán)公司安全環(huán)保部以及下屬的企業(yè)、研究院所進(jìn)行交流，共同制定和修訂工程碩士的培養(yǎng)方案。如：2010年和2012年，中核集團(tuán)安全環(huán)保質(zhì)量部原主任孫先榮和副主任費洪澄先后到我校調(diào)研究工程碩士培訓(xùn)班的工作，并就培養(yǎng)方案的修訂提出了指導(dǎo)建議。同時，在2011年至2014年期間，安全科學(xué)與工程學(xué)科骨干教師赴三門核電有限公司、中核韶關(guān)錦原鈾業(yè)有限公司、核工業(yè)北京化工冶金研究院等科研院所和中核北方核燃料元件有限公司等企業(yè)實地考察，同以上單位的安全管理部門領(lǐng)導(dǎo)和一線員工就企業(yè)的生產(chǎn)特點和安全要求進(jìn)行了深入的交流，討論了安全工程領(lǐng)域工程碩士的培養(yǎng)方案和培養(yǎng)模式。經(jīng)過多次校企協(xié)商和長期的實踐，工程碩士的培養(yǎng)方案得到了學(xué)員企業(yè)的認(rèn)可。2014年11月，安全環(huán)保部主任張金濤在與第四期學(xué)員見面會時也對南華大學(xué)安全工程領(lǐng)域工程碩士的人才培養(yǎng)方案進(jìn)行了肯定。

（1）圍繞總的人才培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)置多個研究方向和課程模塊方便學(xué)員選擇。南華大學(xué)安全工程領(lǐng)域工程碩士的培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)具有堅實的基礎(chǔ)理論和寬廣的專業(yè)知識，掌握解決安全工程領(lǐng)域?qū)嶋H問題的先進(jìn)技術(shù)與方法，具有工程應(yīng)用研究、安全工程設(shè)計與實施、技術(shù)攻關(guān)與技術(shù)改造、新技術(shù)推廣與應(yīng)用、工程規(guī)劃與管理等方面的復(fù)合型高層次安全工程技術(shù)和安全管理人才。圍繞這一總目標(biāo)，設(shè)置了核安全、礦山安全、建筑安全、安全應(yīng)急管理、安全監(jiān)測與監(jiān)控和信息安全等六個研究方向，并設(shè)置相應(yīng)的課程組。為了確保每個研究方向的學(xué)員能達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)，整個課程體系不僅包括國家工程碩士學(xué)位規(guī)定的公共學(xué)位課和專業(yè)學(xué)位課，同時也設(shè)置了可供不同研究方向?qū)W員自由選擇的非學(xué)位選修課，以及為非安全工程專業(yè)本科畢業(yè)學(xué)員學(xué)習(xí)和了解安全工程專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的本科專業(yè)補(bǔ)修課。課程教學(xué)內(nèi)容基本是以面向工程實際應(yīng)用為主，不僅有引導(dǎo)學(xué)員了解安全科學(xué)國際發(fā)展前沿的“安全工程前沿進(jìn)展”課程，也有讓學(xué)員系統(tǒng)掌握安全管理和系統(tǒng)安全分析先進(jìn)方法的“現(xiàn)代安全管理學(xué)”和“安全系統(tǒng)工程理論與實踐”等必修課程；還有為了提高學(xué)生的工程能力，開設(shè)的“鈾礦通風(fēng)與輻射安全”、“安全監(jiān)測與預(yù)警技術(shù)”、“職業(yè)衛(wèi)生工程學(xué)”以及“核安全評價與應(yīng)急救援”等非學(xué)位選修課程。目前，工程碩士的課程體系滿足了安全工程專業(yè)多學(xué)科綜合、寬口徑培養(yǎng)的人才要求。

（2）采用課程學(xué)習(xí)、專業(yè)實踐和學(xué)位論文相結(jié)合的培養(yǎng)方式。依據(jù)國家工程碩士培養(yǎng)的要求，采用課程學(xué)習(xí)、專業(yè)實踐和學(xué)位論文相結(jié)合的人才培養(yǎng)方式，由學(xué)校負(fù)責(zé)學(xué)生的學(xué)位課程學(xué)習(xí)，課程實行學(xué)分制，學(xué)員應(yīng)修滿學(xué)分不低于32學(xué)分，其中學(xué)位課程不低于18學(xué)分；專業(yè)實踐為學(xué)員必修環(huán)節(jié)，由學(xué)員在企業(yè)完成，校外導(dǎo)師負(fù)責(zé)指導(dǎo)；學(xué)位論文是培養(yǎng)學(xué)員綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和專業(yè)實踐經(jīng)驗去解決安全領(lǐng)域工程實際問題的重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)員取得工程碩士學(xué)位論文的重要條件。學(xué)位論文工作主要由學(xué)員在企業(yè)完成。

3 依據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需求和學(xué)校教學(xué)規(guī)律，采用靈活的學(xué)習(xí)方式以適應(yīng)“進(jìn)校不離崗”的培養(yǎng)模式

（1）實行彈性學(xué)制。由于中國核工業(yè)集團(tuán)公司工程碩士班學(xué)員都是企業(yè)的工程技術(shù)或工程管理骨干，崗位工作任務(wù)較重，目前采用集中6個月左右的時間集中學(xué)習(xí)學(xué)位課程，其他時間在企業(yè)一邊工作，一邊完成工程碩士的相關(guān)培養(yǎng)環(huán)節(jié)，如開題報告、發(fā)表學(xué)位必須的期刊論文以及學(xué)位論文等。由于工作與學(xué)習(xí)矛盾突出，一些學(xué)員會因為工作任務(wù)繁忙或其它原因不能按時學(xué)習(xí)和完成學(xué)位論文，所以工程碩士研究生實行彈性學(xué)制。目前，工程碩士的學(xué)制3年，學(xué)習(xí)期限2-5年，即最短可2年授予工程碩士學(xué)位，對于不能按時完成培養(yǎng)環(huán)節(jié)的學(xué)員，授予學(xué)位的時間可延長至5年。

（2）研究生培養(yǎng)實行導(dǎo)師負(fù)責(zé)制。學(xué)員取得入學(xué)資格后，學(xué)位點將為每個學(xué)員指定一名碩士生導(dǎo)師負(fù)責(zé)學(xué)員的培養(yǎng)工作。根據(jù)學(xué)員選擇的研究方向，由導(dǎo)師負(fù)責(zé)組織相關(guān)專業(yè)背景的專家成立指導(dǎo)小組（3～5人），共同制定培養(yǎng)計劃。培養(yǎng)計劃的執(zhí)行采取導(dǎo)師負(fù)責(zé)和指導(dǎo)小組集體培養(yǎng)相結(jié)合的方式。

（3）學(xué)位論文指導(dǎo)實行雙導(dǎo)師制。根據(jù)實際需求，學(xué)位論文的指導(dǎo)采取雙導(dǎo)師制，即學(xué)校導(dǎo)師和企業(yè)導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)。目前，學(xué)校已建立了健全的校內(nèi)外雙導(dǎo)師制，聘請學(xué)員所在單位業(yè)務(wù)水平高、責(zé)任心強(qiáng)的具有高級技術(shù)職稱的人員作為副導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)。校外導(dǎo)師參與實踐過程、項目研究、學(xué)位論文等多個環(huán)節(jié)的指導(dǎo)工作。

篇6

油田堵水包括在生產(chǎn)井堵水和在注水井調(diào)整吸水剖面兩種措施。堵水劑一般是指用于生產(chǎn)井堵水的處理劑, 調(diào)剖劑則是用于注水井調(diào)整吸水剖面的處理劑, 兩種劑有共性, 也有特性,但以共性為主, 多數(shù)情況兩劑可以互相通用。為方便起見, 有時把兩種劑統(tǒng)稱為堵劑?？梢酝ㄓ玫亩聞? 在使用時性能上需作適當(dāng)調(diào)整。一般情況下, 用于堵水時用量較少, 相應(yīng)的可泵時間較短, 要求強(qiáng)度較高。用于調(diào)剖時用量較大, 可泵時間則要求較長, 有些劑需用延遲凝膠技術(shù)或雙液法注入工藝才能滿足大劑量注入的要求。當(dāng)然也有一些劑不能或不宜通用。

堵水調(diào)剖技術(shù)要在油田應(yīng)用中獲得成功、產(chǎn)生效益，除有好的堵劑外，還必須深入研究油藏及處理工藝，三者互相配合，不可偏廢。

二、油田化學(xué)堵水調(diào)剖開發(fā)研究

1.堵水調(diào)剖物理模擬

由于油田在開采過程中，無法預(yù)知地底的實際情況，僅能夠依據(jù)地面影像、超聲波、附近區(qū)域地質(zhì)等情況預(yù)測地層下實際的油層情況，因此通過微觀模擬技術(shù)和核磁共振成像技術(shù)研究了聚合物凍膠在多孔介質(zhì)中的充填、運移和堵塞規(guī)律，從而初步模擬化學(xué)堵水調(diào)剖劑在深入地層之后的具體情況，例如：聚合物凍膠提高注入水的波及體積、調(diào)整吸水剖面、改善水驅(qū)采收率的微觀機(jī)理。從整個研究表面，凍膠類的調(diào)剖劑能夠?qū)Ω邼B透的大孔道實現(xiàn)堵塞，強(qiáng)迫注入水向低滲透層進(jìn)行擠壓，這擴(kuò)大了注入水的波和體積，從而提高了注入水的利用率。

注入水進(jìn)入低滲透層后使原來未驅(qū)動到的原油被驅(qū)替出來，提高了產(chǎn)油量和階段采出程度。同時，試驗對層內(nèi)堵水調(diào)剖時的堵劑用量、調(diào)剖時機(jī)、段塞個數(shù)等因素對堵水調(diào)剖效果的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：多段塞效果好于單段塞；調(diào)剖時機(jī)越早越好；堵劑用量越大越好，但從經(jīng)濟(jì)效益考慮，認(rèn)為0.2PV較為合適。

影響凍膠類堵荊封堵效果因素分析

從凍膠類堵水效果進(jìn)行分析表明了，凍膠類堵劑隨著堵后注水速度的增加封堵率下降，且兩者具有較好的雙對數(shù)直線關(guān)系；弱凍膠隨著滲透率的增加封堵率下降，強(qiáng)凍膠可使不同滲透率的巖心的滲透率減少到近似同一個值，同時對凍膠類堵劑堵水不堵油的機(jī)理進(jìn)行了探討。

2.堵水調(diào)剖優(yōu)化設(shè)計和決策技術(shù)研究

2.1堵水調(diào)剖數(shù)值模擬技術(shù)研究

進(jìn)行堵水研究之前，必須對堵水的調(diào)剖數(shù)值進(jìn)行了解，通過堵水模擬軟件則可以以及影響堵水調(diào)剖效果的有關(guān)參數(shù)及基本規(guī)律進(jìn)行了研究，并對現(xiàn)場以堵水調(diào)剖為主的進(jìn)行整體綜合治理的區(qū)塊進(jìn)行了歷史擬合、優(yōu)化設(shè)計，效果較好，符合率較高。

2.2壓力指數(shù)(PI)法的決策技術(shù)

石油大學(xué)和勝利油田合作研究的PI決策技術(shù)在油田應(yīng)用中取得良好效果。PI值由注水井井口測得，是與地層系數(shù)(滲透率與油層厚度的乘積)有關(guān)的壓力平均值。PI決策可解決6個方面的問題：判斷區(qū)塊調(diào)剖的必要性；決定區(qū)塊需調(diào)剖的注水井；選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)剖劑；計算調(diào)剖劑用量 評價調(diào)剖井的調(diào)剖效果；判斷調(diào)剖井下一次施工時間。PI決策方法已在勝利、大港、中原等油田十幾個區(qū)塊中得到應(yīng)用．效果較好

三、我國化學(xué)堵水調(diào)剖劑的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國的化學(xué)堵水調(diào)剖劑發(fā)展非?？?，而且品種非常多，根據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，已經(jīng)在油田中應(yīng)用過的堵水調(diào)剖劑已經(jīng)約達(dá)70多種，以下將分別作介紹：

1.水泥類堵水劑

水泥類堵水劑是大部分是通過水泥顆粒較大，使用水泥堵水可以適用于各種溫度和環(huán)境，由于其存在著價格便宜、強(qiáng)度大的特點，水泥堵水劑在當(dāng)前還配合其他堵水劑一起使用，以便達(dá)到最佳的使用效果。水泥堵水劑由于水泥的顆粒大，不容易滲透，所造成的封堵區(qū)域則是永久性的，一旦形成著產(chǎn)生水泥隔離直接隔離區(qū)域。其主要的產(chǎn)品是微粒水泥和新型水泥添加劑。

2.樹脂類堵水劑

能夠作為堵水劑的樹脂主要包括酚醛樹脂、脈醛樹脂、糠醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。這些樹脂包含著較強(qiáng)的韌性，他們在催化劑的使用下，能夠在形成堅硬的固體堵塞孔和裂縫修補(bǔ)，其主要的用途在于油井堵水、堵竄、堵裂縫, 堵夾層水。其優(yōu)點在于強(qiáng)度高，有效期長，缺點是成本高、沒有選擇性、誤堵油層后解除困難。近年來純樹脂類堵水劑的應(yīng)用已較少。

3.無機(jī)鹽沉淀類調(diào)剖堵水劑

主要以水玻璃場為主。水玻璃由和組成。按二者含量分為原硅酸鈉?、正硅酸鈉? 住、二硅酸鈉?。與的摩爾比稱為模數(shù), 是水玻璃的一個主要特征指標(biāo)。模數(shù)小生成的凝膠強(qiáng)度小, 模數(shù)大則生成的凝膠強(qiáng)度大。國內(nèi)產(chǎn)品一般在一。硅酸鈉溶液中加入酸性物質(zhì)后先生成單硅酸, 后縮合成多硅

酸。多硅酸具有長鏈結(jié)構(gòu), 可形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 呈現(xiàn)凝膠狀, 稱為硅酸凝膠, 在地層中起堵塞作用。為適應(yīng)高溫應(yīng)用的需要, 可加入醛、醇或氧化物等, 以延遲凝膠時間。

4.粒類堵水調(diào)剖劑

顆粒類堵水調(diào)剖劑品種較多, 油田使用的品種可分為以下幾個小類非體膨比顆粒果殼粉、青石粉、蚌殼粉、石灰乳等。體膨性聚合物顆粒輕度交聯(lián)的聚丙烯酸胺顆粒、聚乙烯醇顆粒等。土類包括膨潤土、粘土、黃河土、安丘鈉土、夏子街鈉土以及溶液一土類, 鉻凍膠一夏子街鈉土等。

顆粒堵劑是一種經(jīng)濟(jì)有效的堵劑, 尤其是高滲透、特高滲透地層, 需要進(jìn)行深部處理的大孔道地層用顆粒類堵劑處理可獲得明顯的效果。在顆粒堵劑中近年來使用較多的是土類和體膨性顆粒, 土類與聚丙烯酞胺溶液或其凝膠配合使用效果更好, 既可增強(qiáng)堵塞作用, 又可防止或減少顆粒運移。使用顆粒堵劑時顆粒的粒徑必須與地層的喉道半徑配伍, 顆粒粒徑為喉道半徑的一時, 堵塞效果最好。大于這個粒徑范圍時不易進(jìn)人, 小于這個范圍則易于運移。土類堵劑價格便宜, 原料易得, 近年來在勝利、中原、大港等高滲透油田大面積推廣使用, 已獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

5.泡沫類

泡沫分為二相泡沫和三相泡沫, 前者包括起泡劑和水溶性添加劑, 后者還含有固相如膨潤土、白粉等。三相泡沫比二相泡沫穩(wěn)定得多, 故現(xiàn)場多使用三相泡沫。三相泡沫的調(diào)剖機(jī)理是依靠穩(wěn)定的泡沫流體在注水層中迭加的氣液阻效應(yīng)―賈敏效應(yīng), 改變吸水層內(nèi)的滲流方向和吸水剖面, 減緩主要水流方向的水線推進(jìn)速度和吸水量擴(kuò)大注入水的掃油面積、波及體積和驅(qū)油效率。

四、對堵水調(diào)剖研究和應(yīng)用工作的幾點建議

1.加強(qiáng)堵劑系列化研究，研制適合高溫深井和特殊油田使用的耐溫、耐鹽堵劑；加強(qiáng)適臺層內(nèi)水和無法卡封作業(yè)井封堵用的選擇性堵劑的研究和應(yīng)用推廣工作

2.加強(qiáng)堵水調(diào)剖施工工藝技術(shù)研究，針對高含水期后期大厚層層內(nèi)出水、套管變形無法卡封作業(yè)井出水和底水錐進(jìn)出水研究配套的選擇I生注入工藝，減少調(diào)堵剌對非目的產(chǎn)油層的傷害；做好堵水調(diào)剖施工動態(tài)監(jiān)f51lf技術(shù)研究，扶而為堵水調(diào)剖的效果評價提供科學(xué)指導(dǎo)

3.加強(qiáng)探部調(diào)剖劑及其配套工藝技術(shù)研究，研究深部堵水調(diào)剖劑的放置技術(shù)、效果預(yù)測方法和施工動態(tài)監(jiān)刪技術(shù)

4.加強(qiáng)水平井堵水技術(shù)研究，研究適合堵水平井底水的技術(shù)，解決水平井底水脊進(jìn)問題。

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