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几丁不二
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无锡小呆

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高中信息技术课程应用主题式教学实践论文

摘要: 高中信息技术课程的内容较为丰富,且实践性强。而采取主题式教学模式则能够激发出学生对于信息技术课程的学习。为此,笔者从简述主题式教学的定义及应用基本要求入手,重点针对主题式教学模式在高中信息技术课程中的实践应用加以分析。

关键词: 主题式教学模式;信息技术课程;实践应用

随着计算机技术的突飞猛进的发展,无论是我们的生活环境还是工作环境都发生了翻天覆地的变化。计算机技术作为人生存于社会的必要的、基本的技能,越来越受到社会各个阶层的广泛重视。对于高中生而言,计算机技术对于他们未来的成长成才十分重要,而众所周知,高中学习压力巨大,在一般情况下,信息技术课程一周只有一节课,而一节课的时间只有四十五分钟,并且越是到了期中期末考试的时候,信息技术课程还被其他课程挤压,而教育大纲中所规定学习的内容也比较繁杂。因此,如何在有效的时间中,让学生更多的学习信息技术课程,提高他们的学习效率是摆在每一位教师前面的重要难题。

一、主题式教学的定义及基本要求

(一)定义

主题式教学指的是将教学内容作为载体,将文本内涵作为主体,以系统化教学思想为指导,以教学主题为纽带,让学生所学习的各种知识相互融合、相互作用,进而形成完整的知识体系,帮助学生有效地理解知识而开展一系列教学活动。因此,主题式教学模式是由设计教学主题及生成性思维引导这两个部分组成,且符合学生的性格发展规律,同时还具有合作性、开放性教学环境。此外,这种教学模式注重的是学生对知识及技能的体验,所以还能够调动学生的学习主动性及学习积极性,并将学生的零散知识内容构建完整,继而推动学生的综合发展。[1]

(二)基本要求

高中阶段的学生思维比较活跃,他们的辩证思维能力及逻辑思维能力均处在一定发展阶段,以往的灌输式教学法,并没有结合学生的发展特点及性格规律等,也和实际生活并不相符,严重挫伤了学生的学习主动性及学习积极性。但是应用主题式教学模式,开展高中信息技术课程教学,则能够很好地避免这些问题。在应用主题式教学模式的过程中,教师要做到以下要求:其一,所选择的主题要具有新颖性。即在选择教学主题的过程中,教师要充分尊重班级学生的思维认知规律及性格特征,选择和学生实际生活及兴趣爱好相符的教学内容,设计教学主题,开展教学活动。这样能够激发出学生对信息技术课程的学习兴趣;其二,所设计的教学活动要具有立体性。即教师所设计的教学活动,要包括明确的实践教学目标、情感价值血目标及理论教学目标,同时还要明确教学内容、教学形式及教学评价等;其三,所实施的教学主题要具有新颖性特点。即教师在实施教学主题的过程中,应巧设教学情境,让学生能够快速融入至教学氛围中,并逐步指导学生完成各项学习任务;而在课堂结束后,教师还要指导学生对课堂教学内容展开更深入的探索。[2]

二、主题式教学在高中信息技术课程中的实践应用

(一)确定主题教学的具体范围

在开展高中信息技术课程前,教师应结合学生的个性化发展特征、学习能力以及教学内容,设计好主题教学目标,并明确主题教学范围。因为主题教学目标的设计以及教学范围的确定,对后续课程的开展产生了直接的影响。学生所感兴趣的教学主题,就能够激发他们对于信息技术课程的学习积极性及学习主动性,进而达到有效的教学效果,但是学生不感兴趣的教学主题,将会让学生丧失对课程教学内容的积极性,最终影响教学效果。因此,笔者认为在高中信息技术课程的开展过程中,选择课堂教学主题时,应遵循新颖性及立体性原则,确定主题教学范围以及教学目标。[3]例如在《日新月异的信息技术》的课堂教学过程中,教师应充分运用多媒体技术作为教学手段,然后按照学生的个性化特征以及学生所关注的最新热点话题,为学生制作信息技术改革以及信息技术创新历程的视频等,如计算机最先开始是由“埃尼阿克”发展而言,其占地面积为170m2,质量高达30吨,其后发展成平板电脑以及便携式上网本等。然后在课堂上播放给学生看,从而激发学生对于《日新月异的信息技术》的学习兴趣。在课堂上,教师还应指导学生充分认识到信息技术的作用及价值,并且感受到信息技术发展的巨大变化,让学生能够体会到信息技术的创新及发展的必要性,继而加强对信息技术的学习。同时,教师也要让学生明确信息技术所带来的有利之处及不良影响等,最终实现本章节教学目标。

(二)学生课程学习任务的`设计

有效的教学情境可以让学生快速地融入至课堂教学活动中,从而实现教学目标。在开展主题式教学时,教师应巧设教学情境,提升学生对于信息技术知识以及信息技能的掌握及运用。[例如在《office办公软件———word文档》的课堂教学过程中,教师在指导学生进行office办公软件的学习时,应设计如下学习任务:word文档内文字编辑、图片编辑、文字排版、剪贴等。在此基础上,巧设比赛教学情境,以“校园生活”“家庭旅行”“我的梦想”等为主题,指导学生自主进行宣传海报设计等,进行个人赛或小组对抗赛。在比赛期间,学生可按照自身的性格特征以及兴趣爱好等,自由地选择图片、艺术字以及文字排版等,以此培养学生的独立思维能力。而教师积极观察每位学生的office软件操作情况,指导学生正确使用office软件。采取这种竞赛教学模式,能够提高学生对于信息技术课程的学习兴趣,充分展现出学生的性格色彩以及思维特征等,还能够提高高中信息技术课程的教学效果。

(三)建立完善的评价体系

当学生完成了主题教学任务后,教师应结合学生的主题学习表现以及实践操作情况,建立完善的评价体系,客观地进行评价,并积极鼓励学生。在评价的过程中,教师应充分考虑到积极情感因素。[5]例如:当结束了《word排版和设计》的教学内容后,笔者建议教师从学生的技术点、学习态度、作品创意以及整体排版效果等方面入手,充分运用“你所设计的作品十分有创意,很不错,但是如果在图片旁边添加适当的艺术字一定更加完美!”“不错!这海报设计得十分精致,但假设标题换一种排版方式将更好!”等语言,对学生所设计的作品进行客观地评价,不打击学生的学习积极性,同时还能够有针对性地指出学生在学习信息技术课程的过程中所存在的问题。此外,在评定好学生所设计的作品后,教师可在班上展示部分学生的优秀设计作品等,让其他学生能够从中吸取更多的学习经验,继而提升自己的信息技术能力,并实现自身综合能力的全方位发展。

三、结语

在高中信息技术课程教学的过程中,教师采用应用主题式教学模式,很好地适应了课程学习的需要。教师在此过程中,确定主题教学的具体范围,实行有效的教学情境,并且对其进行针对性的教学设计,建立完善的评价体系,这些手段相互结合,有效的提升了学生的学些效率,让他们在有效的时间内学到更多的应用型的知识,因此,值得在信息技术课堂中大力推广。

[参考文献]

[1]王启君.主题式教学———高中信息技术课堂教学因你而精彩[J].中小学电教(下),2013,11(09).

[2]林巧,李小红,王兰.对伊犁地区课改理念下高中信息技术课程教学的反思与建议[J].伊犁师范学院学报(自然科学版),2011,11(03).

[3]陈淑彦.主题式教学究竟是仙丹还是毒药———高中信息技术主题式教学的实践反思[J].中学课程资源,2008,04(09).

[4]柯清超,陈蕾.信息技术与教育深度融合的新发展———首届全国中小学信息技术教学应用展演述评[J].中国电化教育,2013,11(08).

[5]郭小平,张文兰.高中教师使用信息技术教学的适应性研究———行为改变与个人因素、环境因素的关系分析[J].电化教育研究,2013,12(07).

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施ccccceci

新农村建设的关键是人才,人才不仅为新农村建设提供智力支持,而且能加速农村的各项改革。近年来,我国非常重视人才在社会主义新农村建设中的重要作用,大学生担任农村基层干部就是一种有益的实践。一、大学生村官形成的社会背景“大学生村官”是高校乃至整个社会出现频率较高的词语,是全面建设小康社会过程中出现的新兴一族,是新农村建设和发展的客观需要,是历史的必然选择。1995年,为解决“三农”问题,江苏省率先开始招聘大学生担任农村基层干部; 1999年,海南省推出大学生村官计划; 2003年,广州市天河区公开招聘大学生村官;从2005年起,北京、四川、江西、福建等省市先后启动大学生村官计划。2005年6月,中共中央发布《关于引导和鼓励高校毕业生面向基层就业的意见》,要求从2006年开始,每年选拔一定数量的高校毕业生到农村就业,争取用3~5年的时间基本实现全国每村至少有1名高校毕业生的目标。在此政策的指导下,全国很多城市开始有组织地输送大学毕业生投身广大农村。2007年1月,中央“一号文件”,即《中共中央、国务院关于积极发展现代农业,扎实推进社会主义新农村建设的若干意见》明确指出,完善鼓励大专院校和中等职业学校毕业生到农村服务的有关办法,引导他们到农村创业。2008年月,中共中央组织部会同教育部、财政部、人力资源和社会保障部召开选聘高校毕业生到村任职工作座谈会,部署选聘高校毕业生到村任职工作,决定从2008年开始,用5年时间选聘10万名高校毕业生到村任职,[1]大学生村官工作进入一个全新的发展时期。二、大学生村官形成的原因分析1.高校毕业生就业形势严峻,就业压力逐年增大自1999年高校扩招以来,我国高校毕业生数量成倍增长。2002~2009年,我国高校毕业生人数从140多万猛增到多万,而近年来高校毕业生的就业率仅为70% ~80%。“皇帝的女儿不愁嫁”的时代不复存在,严峻的就业形势要求大学毕业生重新审视自己。2.城市生活成本居高不下城市生活成本主要表现在住房、能源、交际应酬和日常生活品等消费,核心是住房消费。近年来,我国城市房价逐年增长,尽管2008年以来城市房价有所回落,但许多城市的房价仍保持在一个较高的水平。同时,煤气、天然气和汽油等能源消费水平也居高不下。城市物价普遍高于农村,所以在城市的交际应酬费用远高于农村,而刚刚毕业的大学生大多又是中低收入者,致使许多大学毕业生无力承受城市高昂的生活成本。3.大学毕业生具有强烈的追求自我价值实现的愿望从人的需要层次看,自我价值的实现是人的最高层次的需要,它是指个体追求成长与发展、发挥自我潜能、实现人生价值并造福于人类社会的需要,这是一种追求个人能力极限的内驱力。自我价值实现的需要希望证明自我,渴望在工作中发挥自己的创造力和想象力,愿意为有价值的事业做出贡献。大学生自我价值实现的需要比较强烈,他们普遍胸怀大志,志存高远,渴望建功立业。一旦机会来临,他们就会展现自我,追求自我价值的实现。4.国家惠农政策为大学生创业创造了有利条件党的十六大以来,新一届中央领导集体高度重视“三农”问题。2004年以来连续5个中央“一号文件”出台了一系列支农、惠农、强农的重大举措,形成了新时期比较完整的“三农”工作指导思想、基本原则和政策措施。近年来农村形势持续好转、农民增收幅度有所回升,农业和农村保持了良好的发展态势。国家不断加大对“三农”的投入力度,为农村的发展创造了极为有利的社会环境,也为大学生村官施展才干提供了广阔的发展空间。5.新农村建设和现代农业发展对人才的客观需求社会主义新农村建设必须大力发展现代农业,发展现代农业又需要新型农民。当前,我国农村劳动力平均受教育年限低,全国的文盲半文盲绝大部分在农村;农村劳动力参加专业技能培训的不到10%,接受过农村职业教育的只有村务管理能力和市场营销能力较低,现代意识、法制意识较为淡薄。[3]更令人担忧的是,在农村劳动力整体素质普遍偏低的情况下,农村劳动力中的“精英”、“能人”又大多外出务工,致使新农村建设遭遇高素质主体的缺失。选聘大学毕业生到村任职,不但可以为新农村建设提供强大的人才智力支持,而且也是把传统农民培育成新型农民的一条有效的现实途径。6.国家给予大学生村官优惠待遇和相关政策具有强烈的吸引力为引导和鼓励高校毕业生积极应聘到村任职,中央出台了一系列激励和保障措施,如大学生村官享有的补贴、津贴并按月发放,参与养老社会保险、办理医疗、人身意外伤害商业保险,国家助学贷款本息由国家代为偿还,在选调生招考、考研、考公务员和事业单位工作人员公开招聘等方面享受优惠政策等。这些优惠政策对大学生应聘村官产生了最为直接的吸引力。三、大学生村官在新农村建设中的作用社会主义新农村建设需要一种全新的思想观念,需要新技术和新知识的传播和推广,需要提高农村基层组织的执政能力。因此,大学生村官在新农村建设中将发挥积极的作用。1.有利于促进农村传统观念的更新长期以来,我国农村发展相对缓慢,农民的思想观念落后。这种落后的思想观念主要表现在两个方面:一是落后的传统观念突出。诸如“多子多福”的生育观;“故土难离”的乡土观;“无商不奸”的商业观等。[4]这些落后的传统观念如果长期滞留在人们的头脑里,必然形成一股束缚人的思想和行为,扭曲人的心理、扼杀人的个性和创造力的精神惰性。它不仅使传统的思维方式、生活方式和生产方式得以延续而且还直接造成落后贫穷的积累。二是对现代观念的无知和抵制。现代观念在经济生活中主要表现为市场观念、竞争性、创新性、开放性等;在社会文化生活中表现为开放、民主和科学。显然这些现代观念与愚昧落后的小农意识是水火不相容的。当人们长期难以突破传统落后观念的束缚时,其结果是人们在精神生活上将陷入落后———更落后的怪圈。而当代大学生思想活跃,接受能力快,掌握的新知识、新观念多他们到农村任职将会对农村落后的思想观念带来冲击,带来转变,将给农村输入现代化、科学化的思想,有利于农村传统观念的更新。2.有利于在农村传播和推广新技术、新知识社会主义新农村建设,最终要依靠农业科技的迅速发展。许多农业科学技术的推广和普及,都需要高素质、懂科学的带头人。[5]例如,高效、立体农业的实施,农产品深加工的推广,农村工业、商业的发展等。粮食的稳定增产、农民的稳定增收,根本改变农村贫穷面貌,都必须依靠有知识的引路人,而大学生村官恰恰在这一过程中扮演着重要的引导角色。[6]新型高素质农民是社会主义新农村建设的脊梁和主体。全面提高农村劳动者素质,最重要的就是要造就和培养有文化、懂技术、会经营的高素质的新型农民。而有文化、懂技术、会经营的高素质新型农民的培养,更离不开大学生村官的技能培训与教育。3.有利于促进农村基层组织执政能力的提高村官是新农村的领路人,是新农村各种事业的组织管理者,也是新农村各种复杂矛盾的协调和解决者。这就要求村官在处理农村事务的过程中要有新观念、新思路、新办法。在当前农村发展过程中,遇到的首要问题是大多数村官整体素质不高、思想观念相对落后、法制意识薄弱等。[7]当代大学生知识丰富,充满活力,能在担任村官的实践中充分展示个人才能。大学生村官虽有在处理实际事务、解决实际问题方面缺乏经验和方法,但同时他们的整体科学文化素质高,思想观念先进,法制民主科学意识较强,思想活跃、点子多。这与当前农村干部队伍在很多方面有着明显的互补效应。因此,大学生村官的就任,有利于提高当前农村基层组织的执政能力。四、大学生村官参与新农村建设存在的不足1.对农村政策法规不太熟悉农村政策法规主要包括中央农村工作的指导思想、农村土地制度、农村税费改革体制、农村金融与财政体制、农村扶贫开发政策、农村计划生育政策、农村医疗卫生制度和农村基层组织管理等等。目前,大多数高校没有开设农村政策法规课程,绝大多数大学生在校期间很少关注农村政策法规方面的信息,同时,他们参与农村社会实践的机会也少。因此,他们对农村政策法规可能缺乏了解,不太熟悉,有的甚至一无所知。2.缺乏实践经验,容易意气用事多数大学生,特别是在城市里长大的大学生,他们接触农村不多,农村较为复杂和艰苦的环境对大学生来讲是个严峻的考验。[9]农村工作的难度也是很多大学生想象不到的。因此,大学生村官在处理农村实际事务、解决农业生产方面的问题时往往显得能力和经验不足或方法不当。另外,大学生年轻气盛,还不够成熟稳重,遇事往往会意气用事。考虑问题时可能脱离乡情、村情。所以,他们在任职之初,容易出现彷徨、迷惑或无助的状态,进入角色慢,难以迅速开展有效的工作,这就必然会挫伤他们的积极性和主动性,并使其很难在村民和两委会面前迅速树立良好的村官形象。3.工作方式和方法难于被接受有些村民可能对大学生村官不太理解,心理上拒绝接受他们,认为“嘴上无毛,办事不牢”,导致在行为上排斥他们。另外,村委会成员一般工作经验和人生阅历都较为丰富面对思维活跃、整体素质较高的大学生村官,他们可能妒贤嫉能,认为大学生村官是来和他们抢位夺权的,于是就不愿理解、信任和欣赏大学生村官,不愿授权,不愿采纳他们的合理化建议,可能不会全力支持大学生村官的工作,甚至有可能排挤大学生村官。4.缺乏团队合力,作用可能难以得到充分发挥目前,全国绝大多数省区市都在实施大学生村官计划为实现“村村有大学生”或“一村一名大学生”目标而不懈努力。但是,片面追求村村有大学生,缺乏对服务农村的大学生力量的整合,缺乏农村外部较高层次人才的导入机制使得大学生村官势单力薄,遇到成功时无人与他们分享;遭受挫折和困难时又无处倾诉、无人理解和无人援助。缺乏相应的较高层次的配备和整合,必然会挫伤大学生村官的激情和意志,并进一步阻碍大学生村官作用的充分发挥。五、大学生村官在新农村建设中发挥作用的实现途径1.政府要健全和完善各种保障制度,改善农村基层环境,促进大学生村官职业发展大学生村官制度在我国还是新事物,在发展的过程中依然存在着一些政策和制度上的缺陷,农村整体环境还比较差因此,要落实好国家关于大学生村官的激励和保障政策。吸引优秀大学生参与新农村建设,是一个系统工程,必须健全和完善各种保障制度,改善农村基层环境,统筹兼顾,整体推进,才能收到实效。一是制定相应的法律法规,保障大学生村官的合法利益。尽管大学生村官计划在我国已经历了一个从试点到推广的过程,但到目前还没有关于这方面的法律法规。缺少了法律法规的保障,大学生村官在新农村建设中的各种困惑将长期存在,各种保障和激励措施也难以到位,因此应加快相应立法进程。二是落实好各种优惠待遇和政策,增强大学生村官的归属感和荣誉感。国家为激励大学生到农村就业和创业,已出台了许多优惠政策,并给予了一定的优惠待遇。各级组织特别是农村基层组织,一定要将这些政策落到实处,要让大学生村官“下得去,用得好,留得住”,[11]让他们能在农村安心工作和创业,在新农村建设中实现自身的价值。三是改善农村基层环境,为吸引优秀人才创造条件。农村尤其是偏远落后地区的基层环境条件差,怎样才能让大学生村官长期服务于农村?一项重要的措施就是改善农村基层环境,为大学生村官提供一个较好的工作和生活环境。一方面尊重大学生村官的意愿,给予更多的自主权,在工作中给予他们更多的理解和支持,放手让他们充当骨干,为他们早日成才提供条件;另一方面还要多关心大学生村官的生活尽可能地改善他们的生活条件。2.深化高等教育体制改革,培养适应基层的知识和技能,引导大学生更新就业观念,树立基层服务意识各高校应积极主动地从全局和战略的高度,充分认识到高等教育对新农村建设的重要作用。要坚定不移地走科教兴农,人才强农之路。一是培养大学生的创新意识和创新能力。社会主义新农村建设需要有扎实的专业知识和具有综合运用知识解决生产实践问题的人才。农业是实践性强的产业,因此,需要高校培养学生的创新意识和创新能力,使大学生在农村广阔的天地里开拓创新,运用理论指导农业生产,在生产中不断改进农业技术;在农村管理中不断改善、打破传统农业的陋习找到新农村建设发展新的增长点,从而拓宽新农村建设的思路。二是培养大学生应用专业知识的能力。目前我国的高等教育人才培养模式单一。因此,要对其进行适当的调整,高校专业设置应具备灵活性、适应性和适用性等特点,以农村经济社会发展的需求为依据,建设特色专业并适时调整优化专业结构,满足社会主义新农村建设的需要。三是培养大学生的适应能力和奉献精神。当前大学生不愿到农村工作的主要原因,一方面是农村落后的社会经济面貌和文化氛围;另一方面也反映出大学生缺乏吃苦耐劳的品质,不能适应农村艰苦的工作环境和没有甘于奉献的精神。农村无论从工作条件,还是生活环境、文化氛围等对大学生都是一个挑战,这就需要高校培养大学生良好的社会适应能力和献身精神,学会与农民打交道,学会适应艰苦的工作环境,吃苦耐劳,不怕困难,更要有用自己的智慧献身新农村建设的决心。四是引导大学生更新就业观念,树立长期服务基层的意识。高校是培养人才的重要场所,也是德育教育的主阵地高校要利用多种形式、多种途径积极引导大学生更新就业观念服务基层。一方面要加大宣传力度,营造大学生村官到基层服务的氛围;另一方面大力宣传大学生在农村自主创业成功者的事迹和经验,引导大学生树立正确的人生观,积极响应国家号召,到祖国最需要的地方去建功立业,贡献社会。3.大学生村官要以积极的心态,扮演好自己的角色一是大学生村官要做好服务农村的思想准备。一方面要有吃苦耐劳的精神,要耐得住寂寞。农村没有现代化的生活方式,多数地方还没有畅通的网络和交通等,所以大学村官要能够吃苦,能够忍受农村有限的生活条件。另一方面要有服务农村,献身新农村建设的热情。要热爱农村,热爱农民把农村工作当作自己的责任和事业,只有这样才会有充足的热情投身新农村建设的各项工作。再一方面要有耐心和恒心。农村基层问题多而琐碎,如果没有耐心和恒心,工作就无法顺利开展。只有非常理性地做出当村官的选择,才能够当好村官。二是大学生村官要摆正心态,找准定位。摆正心态,找准定位是大学生村官到农村后非常重要的一步,也是开展农村工作的重要一步。实践中,大学生村官刚到农村时很多人都会感到迷茫,工作无从下手,无所事事,但是经过一段时间与村干部和村民的接触之后,慢慢地适应了农村的生活放平了心态,找准了定位,也就会唤起他们对农村工作的热爱,从而在新农村建设中干出一番事业。三是大学生村官要积极了解并参与农村的各项事务。大学生村官需要充分了解农村的各项政策,充分了解农村的现状以及各种矛盾和问题,只有这样,在处理问题的时候才能做到知己知彼,从容不迫。在政治方面,要密切联系群众深入到群众中去,听取群众的意见和呼声,了解他们面临的问题,帮助他们解决各种困难。在经济方面,干事创业,根据当地的实际情况,因地制宜,积极寻找致富项目,为村民带来实实在在的利益。在文化方面,深入了解当地的民俗、民风,既尊重村民的习俗,又积极灌输健康、科学、先进的精神文化理念,不断丰富村民的业余文化生活,提升他们的精神境界。

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兔纸来个兔宝宝

董振刚 邓辉 王惠先

(大庆油田力神泵业有限公司 黑龙江大庆 163311)

作者简介:董振刚,男,1967年6月生,1991年毕业于大庆石油学院,2002年获哈尔滨工程大学工程硕士学位,现就职于大庆油田力神泵业有限公司,主要从事电动潜油泵的设计开发和应用研究工作,高级工程师。E-mail:。

摘要 本文综合目前国内煤层气发展现状,分析了潜油电泵排水采气的技术特点和技术优势,提出提高潜油电泵对煤层气开采适应性的几项措施,介绍了潜油电泵在山西晋城煤层气开采的应用情况。基于国内技术现状,提出潜油电泵应用于煤层气开采的今后研究方向。

关键词 潜油电泵 煤层气

Study on Adaptability of ESP in CBM Exploitation

Dong Zhengang Deng Hui Wang Huixian

(Daqing Oilfield Powerlift Pump Industry Co.,Ltd,Daqing 163311)

Abstract:Based on current status of China's CBMdevelopment,the technical and features and advantages of ESP in dewatering and gas production were analyzed and some measures were provided to enhance the adaptability of ESP in CBMexploitation,at the same time,the applications of ESP in the case of Jincheng CBMdevelopment were ,the future improvement direction of ESP well applied in the CBMproduction practice was pointed out in the paper.

Keywords:Electrical submersible pump;CBM

引言

煤层气作为一种清洁能源,成为我国21世纪重要的能源来源。如何用更合理、更经济的手段开采煤层气,是同业人员普遍关注的问题。

潜油电泵技术是油田采油的成熟技术,历经半个世纪的发展过程,已成为石油行业重要的采油设备。特别是经过自身技术的不断完善和现代技术的应用,其适应性得到显著提高,包括适合稠油、高含气、高温、腐蚀、防砂等技术应运而生,为油田发展做出突出贡献。

潜油电泵应用于煤层气开采已有一定的发展历史,特别是美国已有近20年的发展过程。在煤层气开采上,由于使用目的不同,决定其工作状态和使用控制与油田采油存在很大的差别,单纯的技术嫁接并不能解决实际应用中存在的技术问题,例如适合煤层气使用的潜油电泵一般都是小排量离心泵,其本身对气的适应性是很差的,当大量的游离气进入离心泵后,会产生气蚀或气锁,造成泵不能正常工作,甚至损坏,只有有效解决气蚀或气锁问题,才能保证潜油电泵的可靠使用。

1 潜油电泵工作原理及在煤层气开采中的技术特点

潜油电泵是一种多级离心泵,它的工作原理与地面的普通离心泵一样。与抽油机、螺杆泵设备相比,具有排量大,通过变频可在较大排量范围内变化的特点。图1所示的是离心泵特性曲线。该曲线反映的是离心泵排量与扬程、泵效和轴功率之间的关系。

图1 离心泵特性曲线

在变频情况下,离心泵表现如下特性:

中国煤层气勘探开发利用技术进展:2006年煤层气学术研讨会论文集

式中:Q1、Q2——不同频率下泵排量;f1、f2——频率。

中国煤层气勘探开发利用技术进展:2006年煤层气学术研讨会论文集

式中:H1、H2——不同频率下泵扬程。

中国煤层气勘探开发利用技术进展:2006年煤层气学术研讨会论文集

式中:N1、N2——不同频率下泵扬程。

η2=η1 (4)

式中:η1、η2——不同频率下泵效。

利用离心泵的固有特性,可灵活控制排水采气过程。如在排水采气初期,需要将井中大量的井液排出,以利于产气,此时可根据排水量需要匹配合适的离心泵,利用离心泵排量大的特点进行快速抽排,并可以通过变频器变频调整产液量,此时离心泵主要工作在B区。当井液达到一定的动液面高度,套管形成一定的套压并达到生产要求,此时需要维持稳定的动态平衡,泵产液量大幅度下降,一般在0~10m3/d,该阶段属于煤层气的正常生产期。由于正常生产期的排水量很小,离心泵实际工作在特性曲线的A区,其扬程能力达到了最高。在煤层气的正常生产期,根据排产需要,可通过变频调整动液面高度,实现新的动态平衡。

虽然潜油电泵、抽油机和螺杆泵都可应用于排水采气,但是相比之下,潜油电泵具有抽油机和螺杆泵不可比拟的特点:

(1)通过变频可实现大排量抽采,见效迅速,而且不会对泵本身造成伤害;抽油机和螺杆泵提高转抽能力有限,如果设定过高,自身可靠性将受到很大影响。

(2)可实现自动保持动液面高度,防止抽空。即以设定的动液面高度为临界点,保证泵在该临界点处达到扬程能力极限。当动液面高度高于临界点时,泵会自动增大产液量,提高抽吸能力,降低动液面;当动液面趋近临界点时,泵的扬程能力达到最大,液面不会进一步下降。抽油泵和螺杆泵由于是容积式泵,本身不具备自动调节功能,只能通过人工调参来实现,一旦出现抽空,机组将迅速损坏。

(3)由于离心泵的自身特性,管理极为方便。可根据井况数据和泵特性曲线,通过理论计算就可直接调参,利用远程控制系统可实现直接控制,不需要中间入工测试等环节。

(4)由于离心泵靠潜油电机驱动,没有传动杆,因此可应用于斜井和水平井排水采气。抽油机和螺杆泵由于是有杆传动,在斜井和水平井方面具有很大的局限性。

2 提高潜油电泵对煤层气开采适应性的几项措施

煤层气使用的潜油电泵一般都是小排量离心泵,对游离气的适应性较差,因此解决离心泵对气的适应性问题是保证潜油电泵应用的关键。

(1)加深泵挂,将离心泵下入产气层以下,减小气对离心泵的影响,见图2所示。由于气液比重不同,从产气层出来的气液混合液,气向上走,进入套管环形空间;液向下走,进入离心泵,利用比重关系减少进入离心泵的气量。加深泵挂技术是油田采油的成熟技术,大量应用于含气油井采油,取得明显的应用效果。对于口袋井,加深泵挂不利于电机散热,如果套管径向空间足够,加导流罩可以解决电机散热问题。加深泵挂技术一般不适用于潜油电泵下入斜度较大的井段或水平井段。主要原因是没有足够的高度差保证气液混合液有效分离。

图2 机组加深泵挂示意图

(2)采用高效气液分离器。气液分离器石油行业叫油气分离器,它是针对含气油井而设计的装置,并安装在离心泵的入口端。生产过程中,气液混合液首先进入油气分离器,通过油气分离器的气、液分离,将分离出的气排放到套管环形空间,分离出的液输送到泵入口,从而减小游离气对离心泵的影响。资料表明,气液分离器可分离气液两相总体积35%的游离气,分离效率可达到90%以上。对于高含气井,由于气是主相,气液分离器并不能将气完全分离,而且气液分离器吸入口和排出口距离较近,一般小于1m,不一定能取得明显的效果,山西晋城潘河煤层气先导试验也验证了这一点。如果加导流罩,增加气液分离器吸入口和排出口距离,效果会明显。高效气液分离器一般不适用于潜油电泵下入斜度较大的井段或水平井段。主要原因是分离器的吸入口和排出口没有足够的高度差,容易形成游离气的自循环,见图3所示。

(3)采用组合泵的匹配方式。不同形式的离心泵对气的适应性是不同的,纯离心泵对气的适应性很差,容易形成气锁;混流式离心泵则对气的适应性较好,不易形成气锁。一般情况下,排量较小的泵(如250m3/d以下),叶轮是离心叶轮;排量较大的泵,叶轮是混流叶轮。采用组合泵的匹配方式就是将离心叶轮和混流叶轮进行组合匹配组装,利用混流叶轮对气适应性强的优势,保证泵整体不会产生气锁,保持连续工作。在山西晋城潘河煤层气先导试验区我们就利用了该技术,取得了明显的应用效果。

图3 游离气自循环过程

(4)采用专用气体处理器。气体处理器是近年来发展的新技术,安装在气液分离器和离心泵之间,也可替代气液分离器单独使用,其中安装的叶导轮属于抗气蚀能力强的轴流叶轮,当较大量气体进入气体处理器后,不会形成气蚀或气锁,并强力推动气液混合液继续向上运行,进入离心泵。虽然气液混合液进入离心泵后可能会形成气蚀或气锁,但是通过气体处理器的强力推动,会将气锁段向上推移直至推出离心泵,从而保证整机的正常工作。

3 潜油电泵在山西晋城煤层气开采的应用情况

从2005年10月起,在山西晋城潘河煤层气先导试验区相继投产了4台潜油电泵,具体应用情况见表1。

表1 山西晋城煤层气先导试验区潜油电泵使用情况

注:统计截止日期2006年6月26日。

从使用情况看,单纯使用高效气液分离器效果不如增加组合泵效果好。以PH46-02井为例,该井刚刚启机时机组运行一切良好,产液正常。运转一段时间或液面下降至240m左右便不产液。此时机组仍然运转,测量三项直流电阻和电压完全正常,电流和刚启动时的电流也基本相同。同时,液面开始回升、套压逐渐下降,在1小时以内套压便下降到。如果停机再重新启动,还会重复以上的动作。该症状表明,虽然采用了气液分离器,但是分离后剩余的气仍对泵造成气锁,而PH1-009 井和PH1-008 井由于采用了组合泵技术,没有出现气锁问题。

4 今后的研究方向

针对煤层气排水采气的特殊性,潜油电泵的应用还处于认识的初级阶段,提高潜油电泵应用的可靠性和经济性是未来发展的重要课题。

(1)对于煤层较浅,排采条件较好的气井,应以简化设计为主。以山西晋城煤层气为例,井深一般在400m左右,井温在20℃左右,搬用潜油电泵的全套技术设备,成本高,结构过于复杂。

a.电机功率较小,一般在15kW左右,而使用的保护器可满足60kW的使用要求,因此可以简化电机保护装置,甚至实现电机和保护装置的一体化设计,既满足使用,又降低成本;

b.降低机组的耐温等级,从材料上节约成本。由于油田井深一般都在1000m以上,地层温度高,设计的电机可满足120℃以上井温要求,材料成本相对较高。针对煤层气低温井,机组耐温等级降到60℃仍可满足使用要求;

c.研究适合的低成本潜水电缆。目前使用的潜油电缆,属于适合高温、高压和高绝缘性能的电缆,成本高,应用于浅层煤层气开采,经济性不好。

(2)对于煤层较深,井下条件较差的气井,应以提高机组性能设计为主。以辽河煤层气开采为例,井深1800m以上,井温高,正常生产液量在1~3m3/d,排采条件比油田采油还要恶劣,目前还没有很好的解决办法。

(3)开展潜油电泵斜井和水平井排水采气研究。由于加深泵挂技术和气液分离器技术并不能完全适应斜井和水平井排水采气,因此优化组合其他技术如潜油电动螺杆泵技术等是今后的研究方向。

(4)开展潜油电泵排水采气配套应用技术研究。不同的地质条件,对设备要求是不同的,如含砂、腐蚀程度等会对设备的使用寿命造成不同程度的影响,因此针对不同的地质条件和排采工艺,合理配套,才能实现效益的最大化。

参考文献

梅思杰、邵永实、刘军、师世刚主编.2004.潜油电泵技术,北京:石油工业出版杜,60,118

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