《水射流理论与应用》课程教学大纲.docx

水射流理论与应用教学大纲一、课程基本信息课程名称水射流理论与应用Water Jet Theory and Application课程编码SPEH 1921020开课院部石油工程学院课程团队（未设置）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32适用专业石油工程授课语言中文先修课程工程流体力学、钻井工程课程简介（限选）水射流理论与应用（双语）是为石油工程专业和船舶与海洋工程专业本科生开设的石油工程类专业选修课。通过学习水射流理论 的发展、射流动力学原理、先进射流理论、射流破岩机理、水射流在石油工程中的应用等知识，让学生了解高压水射流的基本理论、基本 原理及水射流技术在石油工程中的应用现状，为学生正确理解射流理论并将射流技术应用于实际工作中奠定基础。Water Jet Technology-Fundamentals and Applications (Bilingual Course) is a major course for undergraduates who major in Petroleum Engineering and Naval Architecture and Ocean Engineering. This course introduces historical review of water jet technology, fundamentals of jet dynamics, advanced jet technologies, rock-breaking mechanisms, field applications of water jet technology. Once the students have finished learning the course, they will form a basic understanding of water jet theory, fundamentals and status of water jet in petroleum industry. In near future, the students will be able to apply water jet technology to field application by their own needs.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml了解并认识科学与工程的关系。是2. 12. 12M2了解水射流工具与工艺设计的基本概念和流程是3. 13. 13M3通过课程项目实践，培育认识和发现问题的能力和团队协作解决工程问题的能力。是10.310.3三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课课内教学方式课外课外环节程目标学时学时11. 11.1课程学习的目 的、方法和预备知 识学习水射流理论的目的、推荐的学习方法、流体力学基础知识 回顾。（课程思政：沈忠厚院士在高压水射流研究及应用方面的 突出贡献。）Ml1讲授1自学21.2L2射流技术发展 史古代射流技术发展，近现代射流技术发展，现代射流技术发展 新动向。Ml1讲授1自学31.3L 3射流分类方法 及不同射流的流动 特性射流的分类方法，连续射流的流动特性，脉冲射流的流动特 性，磨料射流的流动特性。M31讲授1自学41.4L4射流应用技术 特点清洗领域射流技术特点，切割领域射流技术特点。M31讲授1自学52. 12.1连续射流流场 特性连续射流流场描述，连续射流流场的压力分布，连续射流流场 的速度分布。M21讲授1自学62.22. 2喷嘴设计方法 和经验参数的选取喷嘴设计方法介绍，经验参数的选取。M21讲授1自学72.32. 3喷嘴流量系数喷嘴流量系数的物理意义，喷嘴流量系数的定义。M20.5讲授0.5自学82.42. 4射流的动力学 压力射流动力学压力的定义，射流动力学压力的应用。M20.5讲授0.5自学92.52. 5射流系统设 计及计算射流系统设计的具体内容，射流系统设计相关计算。M21讲授2自学+作业103. 13.1空化射流空化射流的形成，空化射流的分类，空化数的概念，空化测量 方法介绍。Ml2讲授2自学113.23. 2聚合物溶液射 流聚合物溶液射流的形成，聚合物溶液射流的特点。Ml, M32讲授2自学123.33. 3星形喷嘴射流星形喷嘴概述，星形喷嘴射流的形成，星形喷嘴射流的实验研 究。M21讲授1自学134. 14.1射流冲击压力射流的冲击压力分布，射流冲击压力分布规律分析。M21讲授1自学分布144.24. 2射流影响因素 及规律影响射流冲击压力形成的因素分析，不同工况参数对射流冲击 压力的影响规律分析。M21讲授1自学154.34. 3预测射流切割 深度的方法实验数据回归方法，模糊数学方法，灰色理论方法。M21讲授1自学164.44. 4纯水射流切割 缺陷材料的机理缺陷材料结构分析，水射流切割缺陷材料的机理。M21讲授1自学175. 15.1磨料射流的产 生方法前混式磨料射流的产生，后混式磨料射流的产生。M21讲授1自学185.25. 2影响磨料射流 切割深度的因素泵压对磨料射流切割深度的影响，排量对磨料射流切割深度的 影响，磨料颗粒参数对磨料射流切割深度的影响。M21讲授1自学195.35. 3前混磨料射流 与后混磨料射流前混磨料射流的结构特性分析，后混磨料射流的结构特性分 析，前/后混磨料射流的优缺点对比分析。M21讲授1自学205.45. 4磨料颗粒的描 述方法及其对切割 效率的影响磨料颗粒的描述方法，磨料颗粒属性对切割效率的影响规律。M21讲授1自学215.55. 5磨料射流切割 脆性、塑性材料的 机理磨料射流切割脆性材料的切割机理，磨料射流切割塑性材料的 切割机理。M21讲授1自学226. 16.1提高射流井底 工作效率的措施不同参数对射流井底工作效率的影响规律，岩屑的压持效应。Ml, M22讲授2自学236.26. 2超高压射流辅 助钻井技术双管钻井技术，超高压射流钻头的研制与应用，井下增压器提 高机械钻速的原理与应用。Ml, M22讲授2自学246.36. 3负压脉冲射流 提高机械钻速技术负压射流提图机械钻速的机理，钻头附近负压的形成方法，负 压脉冲射流提高机械钻速的现场应用。M22讲授2自学257. 17.1旋转射流钻径 向水平井技术旋转射流喷嘴介绍，旋转射流钻孔特点，旋转射流钻径向水平 井设备介绍。M21讲授1自学267.27. 2深穿透钻孔技 术深穿透钻孔技术的应用背景，深穿透钻孔技术介绍。M21讲授1自学277.37. 3射流清洗油井 技术井下污染物的组成及分类，射流清洗油井工具介绍，射流清洗 油井施工流程介绍。M2, M31讲授1自学287.47.4套管切割技术套管切割技术背景，套管切割工具介绍，套管切割施工流程介 绍。M2, M31讲授1自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1课堂表现随机点名、检查学生上课精神状态、回答问题情况15%2平时作业1 .每周布置2-3道题目，平均每次课1道题以上。2 .成绩采用白分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。20%3分组讨论考核学生对所学知识与理论的实际应用情况，将全部学生按照3-5人分成若干小组，每个小组随机抽取讨论题目，组员 分工合作，最终随机抽取组内人员答辩，给出评分。25%4大作业学生随机抽取题目，在给定时间内利用数值模拟软件完成题目所要求的求解与分析。0%5期末考试1 .闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分10。分。2 .主要考核学生对基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml课堂表现15%A-缺勤2次以内，积极参与课堂讨论；B-缺勤3次及以上，且很少参与课堂讨论与互动2Ml平时作业20%A-按时提交作业，基本知识点和一般方法理解无误； B-按时提交作业，基本知识点理解存在少量错误3Ml分组讨论25%1）格式规范性、美观性（20分）。除去标题页、目录页，主要内容不少于25页PPT。2）内容技术现状分析（30分）。要求内容完整，逻辑清晰、重点突出，体现个人的总结归纳。3）内容2-总结思考（30分）。要求有理有据。4）讲解与时间控制（20分钟）。每组同学讲解12T5分钟。4Ml期末考试40%闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分；主要考核学生对高压水射流系统基本知识的掌握能 力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力；题型主要有名词解释、填空题、判断题、简答 题、计算题。5M2课堂表现20%A-缺勤2次以内，积极参与课堂讨论；B-缺勤3次及以上，且很少参与课堂讨论与互动6M2平时作业20%A-按时提交作业，基本知识点和一般方法理解无误； B-按时提交作业，基本知识点理解存在少量错误7M2分组讨论20%1）格式规范性、美观性（20分）。除去标题页、目录页，主要内容不少于25页PPT。2）内容技术现状分析（30分）。要求内容完整，逻辑清晰、重点突出，体现个人的总结归纳。3）内容2-总结思考（30分）。要求有理有据。4）讲解与时间控制（20分钟）。每组同学讲解12-15分钟。8M2课堂表现0%A-缺勤2次以内，积极参与课堂讨论；B-缺勤3次及以上，且很少参与课堂讨论与互动9M3课堂表现15%A-缺勤2次以内，积极参与课堂讨论；B-缺勤3次及以上，且很少参与课堂讨论与互动10M3平时作业15%A-按时提交作业，基本知识点和一般方法理解无误； B-按时提交作业，基本知识点理解存在少量错误11M3分组讨论30%1）格式规范性、美观性（20分）。除去标题页、目录页，主要内容不少于25页PPT。2）内容1 -技术现状分析（30分）。要求内容完整，逻辑清晰、重点突出，体现个人的总结归纳。3）内容2-总结思考（30分）。要求有理有据。4）讲解与时间控制（20分钟）。每组同学讲解1275分钟。12M3大作业40%根据大作业完成准确性、结果分析的合理性、是否按时上交、是否独立完成评分。评分等级说明：A, B, C, D, E=90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C=90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书Fluidjet technology-Fundamentals and applications, , Waterjet Technology Association.2 图书I工程流体力学，袁恩熙，石油工业出版社，2000.