时间：2022-04-14 14:47:43
导语：在石油化工工艺设计的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
中图分类号：TQ02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0387-01
1引言
近年来，随着社会经济的快速发展，人们对石化产品的需求量正在逐步增加，这为我国石油化工行业的发展带来了前所未有的巨大挑战。石油化工企业生产中使用的材料都具有易燃易爆的特性，为了保证这些材料的安全，企业通常采取管线运输的方式来实现这些材料的运输和存储。在材料的运输和存储过程中，一旦管线中出现了某些故障，就会影响整个材料运输过程，导致石油化工生产工作无法顺利进行，降低生产工作效率，严重的还会引发生产过程中的安全事故，造成巨大的经济损失。管线试压技术则能够对管线的质量进行检测，保证管线的正常运行，提高企业生产活动的安全性。因此，我们必须在石油化工工艺设计中重视管线试压技术，保证企业安全生产。
2 管线试压技术的概念
管线试压技术是石油化工企业生产过程中最常用的一种检验技术，其检验的对象是石化企业生产系统中的材料运输管线，目的是为了检验这些运输管线的完整性、密封性、管道强度以及管线支架稳固性等指标，进而掌握运输管线的实际质量状态，发现其中存在的问题，并针对问题产生的原因对其进行妥善的处理。在石油化工工艺设计中应用管线试压技术，能够将此项技术贯彻落实到石化工艺中的所有环节中，并在这些环节中发挥重要作用，提高石油化工工艺设计水平，有效的控制石油化工工艺的实施质量，保证石化企业运输管线的安全性和稳定性，减少安全事故的发生概率，确保企业生产过程的顺利进行。
3 管线试压技术的应用的前期准备工作
在应用管线试压技术的前期准备阶段，需要做好相应的前期准备工作。在这一阶段，科学合理的准备工作是管线试压技术能够发挥作用的前提条件，只有做好了这些工作，才能保证管线试压技术应用中各环节的有效性，确保管线试压技术的应用效果。前期准备工作主要有以下几点内容：
3.1 做好技术准备工作
在石油化工工艺设计中，管线试压技术是一项技术水平较高的检验技术，需要技术人员具有较强的专业能力以及综合素质，能够根据石化运输管线的实际情况对其进行深入的分析，探讨并制定针对性的管线试压技术实施计划，这些具体的计划完成后，要提交给上级部门审核计划的可行性和规范性，在通过审核后，才能正式的形成相关文件，用于指导管线试压技术的实施。此外，技术准备工作中还需要制定完善的安装计划，安装计划的制定要以管线试压技术实施计划为依据。只有这些技术准备工作都按时完成，才能够为管线试压技术的实施提强有力的供技术支持。
3.2 做好试压材料的准备工作
试压材料是管线试压技术的关键因素，是保证管线试压技术能够顺利实施的前提条件。为了能够保证管线施压技术的合理性，必须选择符合管线实际情况的试压方法，通常情况下，试压方法主要分为液体试压与气体试压，其中气体试压的材料为具有较低成本的气体，一般使用氮气作为试压材料。而液体试压的成本投入则相对高些，需要使用纯净的水作为试压材料。因此，要根据不同的试压方法准备相应的试压材料，保证这些材料的质量符合技术实施要求，并确保材料数量充足，不会出现试压过程中材料短缺的现象。
3.3 做好试压管线安全性的检测
在管线试压技术的实施过程中，必须保证试压操作与管线的安全性，这就需要在试压技术应用前对整个管线的状态以及附属的安全附件做好安全检测工作，对于不符合安全规范要求的环节采取相应的维护措施，保证试压管线的安全性，为管线试压技术的实施提供一个安全的应用环境，降低管线试压过程中安全事故发生的概率。
3.4 做好管线的完整行检查工作
运输管线的完整性是保证管线功能性以及安全性的关键，只有完整的管线系统才能够完成其在生产系统中的运输和存储功能。在管线试压技术实施前，我们有必要对管线的完整性进行全面的检查，确保管线具备完整的运输与存储功能。
4 管线试压技术在石化生产系统中的应用
4.1 在塔装置与容器系统中的应用
在石油化工工艺设计中，塔装置是非常重要的组成部分。塔装置的类型主要为分馏塔和气体塔，塔在进行石化生产时还要有与其配套使用的各种容器。在工艺设计中，塔与容器之间的运输管线需要进行科学的设计和铺设。在设计过程中，要尽量杜绝管线中存在位置不稳定或产生振动的现象。为了保证这些装置能够稳定的运行，必须要采用管线试压技术对塔与容器之间的管线进行管线实施试压检验，工艺设计人员则需要对试验结果进行分析，并根据分析结论确定汽液两相流的布置，保证石油化工工艺设计的安全性和稳定性。
4.2 在泵装置管线中的应用
在石油化工企业的生产过程中，泵装置是为石化材料运输与存储提供动力的主要装置。想要确保材料运输与存储系统的正常运转，必须确保所有泵装置能够安全稳定的运行，需要根据实际情况对泵装置入口处的支架、管道柔性以及汽阻等进行检查。利用管线试压技术检查并控制管线中的汽阻状态，获取并分析与泵装置连接管线的内部所受压力的装填，确保泵管线的稳定性，提高石化材料的运输和存储效率，减少因管线质量原因对生产造成影响。
4.3 在管线支架装置中的应用
在管线试压技术中，对于管线支架稳固性的检测也是重要的组成部分。在对管线支架进行工艺设计时，必须保证弹簧支架设计的合理性，为管线的稳定性提供基础支持。但是，弹簧支架的成本相对较高，在应用中需要对结构进行适当的优化，减少支架的使用数量，控制成本投入。管线试压技术能够完成对管线支架稳固性的检验，设计人员需要根据检验结果优化管架设计。
5 结束语
总而言之，为了保证石油化工生产过程的安全性，我们需要在工艺设计中合理的应用管线试压技术。通过试验技术的检验提高管线的稳定性，保证管线在石化生产中做好材料的运输与存储工作，提高生产效率。
参考文献：
[1] 翁建斌.成品油管道带压封堵施工的注意事项[J].石油库与加油站.2015（06）
【关键词】管线 石油化工 工艺设计
石油化工生产过程中，往往采用大量管线，特别是石油的加工中，管线常常装载多种易燃物、易爆物，并需要进行试压实验。因此，管线试压技术在石油化工工艺设计中十分重要，本文就围绕着管线试压技术谈谈个人的看法。
1 管线的总体设计分析
石化生产用泵吸入管道设计是为了保证泵体能够长时间处于正常的和良好的工作状态。一旦泵的入口管系统发生了变径状况，可以通过应用偏心大小头来达到防止变径位置出现气体积聚的现象。一般来讲，偏心异径管的安装方式要注意以下问题：通常要多采用项平安装，如果异径管和向上弯的弯头出现了直连的现象，要采用底平安装。此种安装方式的好处是能够省去低点的排液。在布置泵的入口管线时，特别要考虑如下个方面的因素：
注意气阻。常常被工作人员忽视的是进泵管线处存在气阻现象，进泵管线处不可以存在气阻现象，主要是因为一些设计或布局虽符合化工工艺的流程图，可是在局部却会产生气阻现象，以致于严重影响泵的运行。
管道柔性。泵是同转机械，管道推力作用在管嘴上会使转轴的定位偏移，所以，在管道的设计上要确保泵嘴的承受力在一定数值范围中。在塔底进泵处的高温管线要特别注意热补偿问题。因此，要特别注意冷设备的管线更换问题。
设计逆流换热。冷换设备中的冷水，其管程是这样的，下进上出。当供水出现问题时，换热器因为有水，可以不用排空因而不会出现什么问题。如果将冷换设备当成加热器时用蒸汽加热，蒸汽从上部引入，凝结水由下部排出。
热应力。换热器的固定点一般是在管箱端，凡连接封头端管嘴的管道必须考虑因换热器热胀而位移的影响。重沸器返回线各段管线长度的分配要恰当，可以防止设备管嘴受力过大。回线各段管线长度的分配要恰当，可以防止设备管嘴受力过大。分馏塔与汽提塔之间的管线布置。通常分馏塔到汽提塔有调节阀组，调节阀组应靠近汽提塔安装，以保证调节阀前有足够离的液柱。避免管道震动。
2 装置管线的试压工艺技术
（1）试压工艺技术准备。大型的石油化工装置一般来讲，其工艺管线繁杂，盘根错节，走向错综复杂，要想让试压工作得以顺利进行，就一定要预先做好必要准备，尤其是在技术问题上。具体来讲，试压前，要围绕试压的工艺流程图来设计试压的方案，要做到具体细致谨慎，试压的理清流程中，一定要围绕试压工艺确定所用介质、采用的方法、步骤和试压中各项安全技术措施等。
（2）管线的完整性检查。管线试压之前，有一项必须进行的工作就是检查管线是否完整，通过本项检查才可以进行试压实验，否则决对不允许进行试压。试压的完整性检查要严谨，一定要围绕着石油化工的管道系统图、管道简易试压系统图、管道剖面图、管道平面图、管道支架图等方面的技术文件。另外，管线试压完整性检查有严格的方法规程。一般要经过自查，复查和审核三个流程。所谓自查指的是施工班组按设计图纸对自己施工的管线自行检查，这是完整性检查的第一步。所谓复查，是指施工技术人员对试压的系统每根管线逐条复检，这是第二步。第三步，就是经过自查和复查后，试压系统中所有管线按设计图纸都达到了合格。再申报质监、单位进行审检、质检，进行最后的检查。
（3）前期的物资储备情况。试压工作比较危险，所以在工作开始前要进行充分的物资准备，做到防患于未燃。管线试压的介质主要有两种：气体介质与液体介质。气体介质主要有空气、干燥无油空气和氨气等介质充当。液体介质主要由水、洁净水和纯水等介质充当。所以，在试压阶段，如果管线没有特殊的要求，通常就采用水作为试压介质。在试压时，一定要对试压设备进行严格检查和检验。包括维护保养、安全检查和进场的布置。特别是进场布置上要注意各种安全技术措施以及物资的供应和现场的布置等工作。
（4）安全技术规范。管线试压是非常危险的，应做好各项安全技术措施。液压试验管段长度一般不应超过一千米，试验用的临时加固措施应经检查确认安全可靠，并做好标识。试验用压力表应在检定合格期内，精度不低于一点五级，量程是被测压力的一点五至二倍，试压系统中的压力表不得少于两块。液压试验系统注水时，应将空气排尽，宜在环境温度摄氏5度以上进行，否则须有防冻措施。系统试验完毕后，应及时拆除所有临时盲板，填写试压记录。试压过程中，试压区域要设置警戒线，无关人员不得入内，操作人员必须听从指挥，不得随意开关阀门。
（5）压力试验。承受内压管线的试验压力为管线设计压力的一点五倍；当管道的设计温度高于试验温度时，试验压力应符合下式Ps大于六点五时，取值为六点五；如果在试验温度下，Ps产生超过屈服强度应力时，要把试验压力降至管道压力不超过屈服强度时的最高试验压力。气压试验管道的试验压力为设计。对于气压作强度试验的管线，当强度试验合格后，直接将试验压力降至气密性试验的压力，稳压30分钟，以无泄漏、无压降为合格。检验采用在焊口、发兰、密封处刷检漏液的方法。
试压现场（升压、保压期间）五米范围内设置为危险区域，并挂警示标志。试压过程中，无关人员不得进入警示区内进行与试压无关的工作。拆下的螺栓按规格摆好，并涂二硫化钼，用防雨布盖上，法兰面应仔细清理，并防止损坏。垫片应保护好，盲板、试压备件与设备法兰接触处，应处理干净，不得有杂物。紧固螺栓前，应先用均匀的紧固力将螺母初步拧紧。紧固螺栓时，沿直径方向对称均匀地紧固，重复此步骤，螺栓紧固不应少于三次。
试压过程中，如果发现有异常响声压力下降、油漆剥落或加压装置发生故障等不正常现象时，应立即停止试压，并查明原因。检查中，有泄漏的焊接接头出现时，应将压力降至零兆帕，进行焊接接头返修。再按试压过程，重新试压。保压过程中，所有焊接接头和连接部位检查完毕并合格后，方可卸压。压力试验完成后，所有应拆除的辅助部件应立即全部拆除，或者作上明显的标记，以免运行时误用。压力试验完成后，应核对记录。
（6）气体泄漏性试验。工艺管道连同设备系统做气密试验，选择气密试验的压力为零点六兆帕，介质采用洁净空气。气体的泄漏性试验，检点包括阀门填料处、法兰式螺纹接头连接处、过滤器与视镜、放空阀、排气阀等。气体泄漏性试验当达到试验压力时停压10min再开始检查，每一个检查处液体涂刷不得少于两次，巡回检查所有密封点无渗漏为合格。气体渗漏合格应及时缓慢降压，并填写试验记录。
3 结束语
笔者从管线的布置以及管线试压技术等方面谈了管线试压技术在石油化工工艺设计中的应用问题。希望本文所谈的几点，能够使石油化工工艺的安全生产再上一个台阶。
参考文献
[1] 商庆伟，张辉.石油化工装置工艺的技术研究[J].黑龙江科技信息，2011，（15）
[2] 陈尤冷.石油化工装置工艺探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2012，（01）
1.1确保仪表功能健全稳定
在化工生产的过程中，仪表数据的检测以及仪表数据的分析都要满足实际的生产要求，以确保化工装置能够安全和稳健运行，是石油化工装置安全仪表系统设计的重要原则之一。在进行相关仪表使用的设计中，设计人员要研究系统的基本情况，并且要熟悉生产的实际过程，这样能够准确对工作现场进行把握，确保设计仪表功能能够适应实际的需求，提高设计效率。
1.2确保仪表易于维护与扩展
由于石油化工行业本身具有一定的特殊性，仪表的日常保养和维护也是日常工作中非常重要的环节，因此所选用的仪表要便于维护，且在使用中要较为方便，保证安全运行时间较长，尽量减少仪表的安装数量，从而降低仪表在安装过程中的成本，提高企业的经济效益。同时，在未来的发展过程中，要给仪表预留适于的空间，以满足未来生产工艺的改进。
1.3确保仪表系统绝对安全
由于化工行业在生产过程中本身存在一定的危险，所选用的材料一般为危险的化学品，其产品也多为易燃易爆的物品，再加上生产操作温度较高，因此安全事故发生的概率较大。随着我国石油化工生产设备的自动化和信息化的水平越来越高，产品的精细化作业也越来越广泛，因此生产往往处于临界点，这样导致危险发生的风险会越来越大。在这样的情境下，化工仪表的使用对于系统安全的要求也越来越高，因此在仪表系统进行设计的过程中，要确保仪表的绝对安全，将整个仪表作业的风险降到最低。
2提高石油化工大型装置工艺仪表系统设计的措施
2.1可靠性设计的分析
只有确保安全仪表功能的顺利实现，确保其稳定性，才能有效促进日常石油化工生产环节的可持续发展。一般来说，安全仪表功能分为五大要素，分别是系统响应时间、执行元件、安全稳定性等级、传感器以及逻辑运算器等，在此过程中，任何一个环节出毛病，都可能导致整体系统的瘫痪。一直以来，人们更多地关注逻辑运算器的可靠性，但是对检测元件、执行元件等可靠性却忽略，造成整个安全仪表系统的可靠性能低，与降低设备风险的要求不相符。对于逻辑运算器的可靠性问题，必须优先符合安全仪表系统控制的安全等级。
2.2为了保证石油化工的工序正常进行
对于仪表选型，一般会针对不同的功能进行分类，一般而言，在安全仪表的系统设计中，我们可以采用编程技术，电子技术等各个环节对于仪表进行应用。对于安全仪表的运行过程中，可以采用电气技术模式，其设计的原理主要是按照媒介继电器的原理，通过各个环节直接的合作，在复杂的生产工艺中，保证其安全性。随着我国在生产的过程中对于安全的重视，PES技术已经逐渐得到了发展和运用，利用PES技术已经完成了系统安全的连锁功能，因此相关的设计人员可以参考PES技术对仪表设计进行针对性的设计。
3仪表系统的发展远景
随着我国经济的发展，石油化工企业的仪表也在不断的进行创新和更新，在发展方向上主要为以下几个方面：安全生产模块的发展、BPCS的集成以及自动化的控制。这些无疑都是未来石油化工企业重点的发展方向，这些方面的实现，有利于我国石油化工行业各个环节安全的运行，对于企业的综合效益有非常大的帮助。仪表采用计算机进行操作，有利于在日常工作中各种数据的收集，以及对安全和非安全区域的划分进行明确，目前已经在石油化工行业中尝试使用集成SIS和BPCS系统时，并且取得了一定的效果。
4结语
【关键词】石油化工管道设计；影响因素；注意事项
管道是石油化工装置的重要组成部分，管道在正常工作时，会受到各种因素的影响，从而降低了管道的安全性，所以在进行管道设计时，要把安全性放在第一位，严格按照规范标准进行设计，从而有效地避免机械破坏、腐蚀损坏、密封失效等现象。以下就石油化工管道设计应注意事项进行探讨分析。
一、石油化工管道设计的影响因素
1、腐蚀影响.腐蚀是管道周围环境介质通过化学反应对管道材料的破坏，在很大程度上影响到管道的安全。腐蚀破坏管道的表现形式有应力腐蚀、均匀腐蚀、局部腐蚀和大气腐蚀等。由于不同管道材料所处环境的不同，其自身的耐腐蚀程度也不同。管道所处的环境一般比较复杂且易于变化，加上材料本身也存在一定缺陷，使腐蚀更难以预料和控制。
2、密封效果.目前石油化工管道密封主要采用管法兰密封和阀门密封两种方式，以防止管道腐蚀和泄漏，保证管道安全。法兰密封由法兰、螺栓、垫片（圈）三部分共同作用，法兰的刚度及密封面型式、垫片性法兰对密封效果都有直接影响，如果管道产生位移也会影响法兰密封效果，进而影响管道安全。阀门泄露分内漏和外漏两种，据统计阀门和法兰泄露的释放量约为2/3，发生泄露直接影响到管道安全，甚至产生更严重的后果。因此，采取有效措施防止阀门和法兰泄露对石油化工装置的安全具有重要意义。
3、进出装置的设置.进出装置的管道均应在界区边界处设置切断阀，并在装置侧设“8”字盲板。现在在很多管道设计中存在了一定的误区，只是把“8”字盲板应用在运输有毒或可燃气体的管道中，导致一些进出装置的管道缺乏相应的保护，但是如果缺乏，“8”字盲板，一旦工作人员的操作发生失误或者违规的现象，同样会对人的安全造成威胁，例如窒息等等。所以在设计过程中，一定要注意对装置“8”字盲板设计规划，这样能减少在实际操作中的误操，尽量不给设计带来损失。
4、物理损伤.石油管道的物理损伤主要表现在低温脆性断裂和高温破坏两个方面。在低温条件下，当管道材料的温度低于其脆性转变温度时，易导致其冲击韧性下降进而发生脆性断裂。在高温下管道材料的性能会发生恶性变化，例如蠕变失效、碳钢和碳相钢的石墨化和回火脆化等，都容易导致管道材料的弱化和脆化。同时管道金属材料处于交变荷载或温度周期变化的环境下容易出现疲劳，导致金属变形损伤甚至断裂，严重影响石油化工管道的安全性。
二、石油化工管道设计的注意事项
1、应注意管道的布置.在石油化工管道设计过程中应注意合理的安排管道的不仅，因为在很大的程度上管道的布置将会影响到管道装置的施工和管道今后的正常工作，因此在安排管道的布置时一定要充分考虑到各方面因素的影响。在管道布置过程中应注意管廊附加余量，管廊上的设计余量一般为10%-20%，但随着科技的发展和管道设计的不断进步，根据装置运行的不断改造，可能会有更高的数值，但在热应力管道规划时一般布置在两边，有利于n形补偿器的设置。在管道布置过程中对安全阀的管道布置，在安全阀出口接往泄压总管时，要注意从管道上部顺着流向以45°角来进人总管，以免总管内的介质倒人支管，导致一些不必要的麻烦，并可以减少安全阀的背压。若安全阀出口低于泄压总管，应在低处易于接近的地方设手动放液阀，并定期排放至密闭系统以免袋形管积液。为避免总管内的凝液倒入支管，也为了减少安全阀的背压，安全阀出口应从上部顺着流向以四十五度角插入泄压总管。夹套管应使用无缝或无缝对焊的管件，内管对接焊缝间距大于2米，且应经过检测合格后才能装配外管。泵入口管道应尽量短而直，采用偏心大小头防止气体积聚，保证没有气袋或液袋。
2、管架设计稳定.不当的管架设计会导致管道运行受损或转动设备损坏，管架设计和管道设计是密不可分的，管架设计应保持稳定。管架设计时尽量减少弹簧架，弹簧架安装起来比较麻烦且在长时间的工作状态下容易失效，在安装弹簧架的过程中不能随意拔掉定位销。沿着塔的管线一般只设一个承重支架，如果第一个支架承受的荷载过大，再设第二个称重弹簧吊架，每隔一段距离设置一个导向支架。吊架一般有一定的转向角，在一个较长的管道中设计过多的吊架，会影响管道的稳定性。
3、材料选择恰当以及采购.石油化工管道材料特别是金属材料的选择，影响到管道安全、检修和技术改造等各个方面，不当的管道材料很可能装置导致爆炸或者引发其他安全事故，因此选择恰当的管道材料的选择十分必要。材料采购对于管道设计也非常重要，材料采购的数量、进度、需要提供的技术文件以及技术要求等对工程建设来说也非常关键，材料采购应注意以下几个方面环节：（1）必要的文件，忽略要求厂家提供向厂家订购材料时，必要的较全面的文件往往会忽略，致使缺乏对现场材料的全面认识，也给将来对材料的复查核查以及文件的存档带来了困难，对管道系统材料而言，一般情况下，应该要求厂家提供各种相关文件。（2）要减少采购附加量。材料采购多数是按照附加量2―20%来采购的，材料不同，百分比也不同。现如今，施工技术与制造技术已经大大提高了，施工损坏量与材料次品量也较早前大大减少，因此，没必要按照以前的附加量标准采购，要减少采购附加量。（3）现场材料验收。材料到达现场开箱验收时，不仅要关注材料的规格数量，对于厂家文件以及产品内外观也应该查验，要查看文件是否齐全，采购要求的相关事项说明书中是否含有，如没有相关数据，应尽快让生产厂家补测，以免材料不合格引起安全事故。
4、注重材料检测及低温损害的处理.管道材料送到现场后应该先对材料进行检验，确保材料的数量和质量。金属管道材料都要进行水压和气密试验，按安全级别的不同对阀门进行水压测试和调试抽检。当石油管道的工作环境温度过低时，由于低温导致管道所能承受的压力和冲击力限度极大的降低，很容易就出现破损的现象。所以，在实际操作过程中，当操作温度等于或低于零下20℃时，就必须要根据实际要求选用低温材料。但在设计过程中应注意当地环境温度的影响，或如液化气体急剧气化时，应考虑到管道金属温度值，并按相关规定设计最低温度做冲击试验。
结束语
石油化工管道设计过程中受到很多因素影响。作为一种输送物料的特种设备，石油化工管道在石油化工装置中作用不容小觑，根据使用和工况情况的不同和差异，所设计的管道种类也是名目繁多、各式各样。好的管道设计不仅包括管道布置、应力分析，支吊架选择、材料选用等方面，还会涉及到现场施工支持以及材料采购等多个方面。因此，石油化工的管道设计需要全方位的考虑其影响因素与注意事项。
参考文献
[1]王巍.石油化工装置管道工艺设计探讨[J].黑龙江科技信息，2011，（13）
关键词：增产原理；工艺现状；设计
中图分类号：TE866
1压裂改造工艺
压裂工艺主要是采用位于地面的高压泵组，向油井内注入排量超出地层吸收能力的高
粘液体，使之在油井底部产生高压，当所产生的高压超过地层本身的破裂压力时，就会使油
井油井底部形成一条或多条裂缝，当压裂液进入这些裂缝后，在其所带的支撑剂的作用下，
可在井底形成具有足够长、宽、高度且停泵后不再闭合的稳定裂缝。这种裂缝具有极佳的导
流能力，可以大大改善油井的渗流条件，从而达到增产增注的目的。
2压裂增产原理
由于地球的地质结构复杂，存在非均质性，因此油井无法实现沟通地层中所有各石油储集区，因此也就使油井无法达到最大产能。而通过压裂工艺，可以在油井的底部制造出很长的人工裂缝，这些裂隙可以联通地层中的各个油气储集区域，因而使油井的供油面积得到扩大，不但达到了减少打井的数量，节约成本，还实现增量的目的。此外，压裂工艺形成的裂缝还可以有效避免因在钻井及生产的各个环节中给石油储层带来污染而造成的产量下降，既保证了质量，也提升了产量。
3工艺方法及分析
3.1发展历程及趋势
压裂技术于1947年诞生于美国的堪萨斯州。初期时压裂过程中所使用的压裂液主要为
原油，现在该工艺所用的设备、压裂液及支撑剂等都已有了较大改进，工艺技术也呈现出多
样性。如今常用的压裂液有水基、油基、泡沫及乳状压裂液等。压裂技术于上世纪70年代开始被我国采用，目前我国的压裂改造工艺已走在世界前列。该技术仍将朝着提高和优化压裂液及支撑剂的使用效率、多重技术结合的大型化、综合化方向发展。
3.2主要工艺方法
目前，国内常用的主要压裂工艺技术有：重复压裂技术、泡沫压裂技术、大型水力压裂技术、高能气体压裂技术、控制缝高度压裂技术、高砂比压裂技术等。重复压裂技术：主要是指经过初次压裂的井层，其所获得的增产能力具有时效性，即：经过一定年限，其增产能力将会丧失。为了使油井恢复增产能力，则需采用重复压裂技术。该技术的理论研究及实践在20世纪80年代中后期取得了重大突破，从而克服了日期技术成功率低、增产幅度小及有效期短等诸多缺点。随着理论的完善及人们的大量实践，总结出了需进行重复压裂的油井所具有的特点。泡沫压裂技术：该技术诞生于美国，通常所使用的气体是氮气。该技术适用于低渗透压、水敏性储层，具有低滤失性和对储层伤害小等特点，其产量是常规压裂的2～4倍。如采用交联技术，还可以进一步降低滤失量。控制缝高度压裂技术：对裂缝高度延伸
的控制一直是水力压裂操作中较为棘手的难题，裂缝高度的过度延伸，会影响压裂液的使
用效率，同时也影响裂缝导流的能力，甚至有时，因为裂缝高度延伸过度，油井不但无法起
到增产的作用，还会对油井本身带来危害。高砂比压裂技术：该技术是一种新型的压裂工艺技术，诞生于上世纪90年代，被应用于重复压裂及高渗透油气层压裂。该压裂所产生的缝隙内，铺砂浓度大于10kg/m2。分层压裂技术：在实际生产中操作中，所需要压裂的目的层往往是有很多层。为了解决这一问题，可以采用分层压裂技术。该技术根据在实际应用中又可以分为投球封堵逐层压裂法、封隔器封堵逐层压裂法和限流分层压裂法等。其中，投球分层压裂法具有适用范围广、省时、省钱等优点，同时也具有无法准确判断各层被压开的顺序及投球数量无法确定，具有一定的盲目性等缺点。而封隔器分层压裂技术又可以分为单封隔器分层、双封隔器分层和桥塞+封隔器分层三种形式。单封隔器分层压裂结构简单，适用范围广，但只能对最底层进行压；双封隔器分层压裂可以对任意层位进行压裂且准确可靠，但使用范围上有时会受到限制，尤其不能适用于深井及破裂压力高的地层；桥塞+封隔器分层压裂法具有安全、事故率低的特点，可以对任意一层进行压裂，且压裂层段易于控制，可用于深井，但该工艺的缺点是操作较前两种复杂。限流分层压裂法可应用于多层且各层间破裂压力不等的油井。
4工艺的设计与选择
（1）选井和选层的原则。压裂工艺在选井及选层时，首先要对油层的物性、岩性、供油面积、水饱和度及油井周边情况等资料进行研究，通过理论上的研究为接下来的实践提供依据。（2）参数设计。收集和计算出油气井、油气层及压裂工艺所使用的各种材料的相关参数。
（3）压裂工艺的选用.通过上述相应参数，可用计算机进行计算和模拟，并对压裂工艺的结果和可产生的经济效益进行核查与分析，努力使方案的最终结果达到最优化。（4）压裂工艺的现场施工。根据确定好的工艺准备好相应的设备和材料，并充分做好可能出现的故障及问题的预备方案，根据工艺的要求做好分工。
5 压裂操作中的注意事项
虽然压裂工艺是油井增产的有效措施之一，但是并不能因此说明油井经压裂工艺处理
后必然可以提高产量，因为在压裂的实际操作中，当压裂液进入油层后会对油层原有的平
衡条件造成干扰。表现有：压裂液滞留在储层中，形成的液堵损害；压裂液中的不溶物等残
渣阻塞了裂缝对储层造成损害；砂岩油气层中含有的水敏性粘土、矿物颗粒等遇水基压裂液
产生的膨胀对储层造成的损害；压裂液遇原油后发生乳化对储层造成的损害；因支撑剂选择
不当所造成的储层损害及施工过程中因操作不当或操作质量不高所带来的储层损害等。为了最大程度的发挥压裂工艺提升石油产能的功效，并尽可能降低其对油井的负面影响，就必须要对压裂工艺的各个环节加以重视。特别是要注重对支撑剂的选择以及选用高效的稳定剂、防乳剂和破乳剂。此外，压裂施工工艺属于大型高压施工工艺，具有一定风险性，所以施工时一定要做好防范工作，施工中所用的压裂液、洗井液以及施工产生的污水等要进行妥善的处理。
6 结束语
压裂改造工艺是使油井实现增产的重要手段，不但具有成熟的理论，具体的操作手段也在不断的实践中日臻完善，根据各油井自身的特点，选用恰当的压裂工艺，并恰当加以改进，在增大产能的同时，也提高了工作效率，还可以对油井起到良好的保护作用。鉴于地质条件的千变万化，对压裂工艺及其设备的创新和探索仍然还有很长的路要走。
参考文献：
【关键词】 仰斜式；水工挡土墙；优化设计
挡土墙是用来支撑填土或坡地土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物，在水利水电工程建设、道路及交通建设中应用广泛。但是在一般的水电站水工设计中，由于考虑作为浸水挡土墙的土压力分析必须考虑水对填土的影响，其模型构造及计算较为复杂，较难进行设计优化。本文在分析了挡土墙在水工建筑物中的应用基础上，尝试对仰斜式水工挡土墙的构造布置进行稳定性分析，希望可以对优化仰斜式水工挡土墙设计起到一定指导作用。
一、挡土墙的分类及优选存在问题
挡土墙作为一般的拦土结构物，在水工结构设计中，常用在闸坝的翼墙和渡槽、倒虹吸的进出口边墙及其他路堤挡土部位等。根据挡土墙的结构形式，一般分为减压式挡土墙、重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙等四种结构，而仰斜式挡土墙则是重力式挡土墙的其中一种。大量的工程实践表明，各类挡土墙的技术经济效益存在着很大差别。在水工设计中，如何在众多形式的挡土墙中选择一种适合现场条件的挡土墙结构是必须研究确定以及优化的问题。
二、仰斜式挡土墙的优势及问题
在水利水电工程建设中，诸如引水渠及河道边坡的治理等，大量使用了仰斜式挡土墙。相对于其他几种挡土墙结构而言，仰斜式挡土墙有着较为突出的应用优势：①从工程应用角度来说，仰斜式挡土墙墙背尽可能为原始土，因此可以最大程度的减少填土，可以适用于引水渠及河岸开挖边坡一般较陡的区域。②相对于其他几种挡土墙结构类型，仰斜式挡土墙少占用土地面积，整体构型美观简洁实用，更适用于一些城市内的河段水利建设。③仰斜式挡土墙的设计断面一般比俯斜式或直立式挡土墙断面要小，在大规模的河道护砌工程中其经济优势非常明显。
但是在河道护岸及引水渠工程中，常常遇到软土地基，其基底摩擦系数较小、地耐力不够。但是仰斜式挡土墙基础对地基的偏心矩较大，地基偏心应力较大。这两者形成一对矛盾，成为制约软基上的仰斜式挡土墙建设的关键难题。如何在结构模式上优化和解决这一难题，则成为仰斜式水工挡土墙设计优化的重点。
三、仰斜式水工挡土墙的构造特点及应用
仰斜式挡土墙在水库枢纽、引水枢纽、水电站及各种水利建筑物工程中有着极为广泛的应用。作为水工挡土墙，应用广泛和应用条件复杂是其两个最为显著的特点。水工挡土墙不但具有一般挡土墙的挡土作用，还具有与边坡连接、挡水、导水和侧向防渗等多种功能。因此仰斜式水工挡土墙在运用和构造上有以下特点：
1、仰斜式水工挡土墙必须适应在多种水位条件下工作。仰斜式水工挡土墙在建成及运用期的墙前、墙后特征水位条件下工作时，其作用于墙身的静水压力、土压力、作用于基底扬压力、地基应力等都不相同，这就要求仰斜式水工挡土墙在设计、校核、建设与建成后正常运用等各种情况下都能够满足整体稳定和各部结构的强度要求。
2、仰斜式水工挡土墙要求其具备导水和挡水要求，其平面布置必须满足对进出口水流条件的要求。
3、要充分考虑浸水挡土墙及水对挡土墙的作用，以及水位升降的情况下，挡土墙收到的静水压力、填土摩擦力、水浮力、主动土压力等各种作用力的结合效果。
4、在仰斜式挡土墙的侧向有防渗要求。水闸等水工建筑物在上下游水头差作用下，水将沿建筑物基础底部和侧向向下游渗透。为了满足底板和侧向抗渗稳定要求，要求挡土墙的底部和侧向有足够的防渗长度。
四、仰斜式水工挡土墙的构造稳定性分析
仰斜式水工挡土墙是挡土墙设计中的一项重要内容，通常在河道纵断面和横断面上进行。在其结构设计及布置之前，应在现场对收集到的纵横断面数据进行再次核对，对于不满足要求时应立即进行补测，并收集预设点位处的地质和水文资料。挡土墙的构造设计必须满足工程建设需要的强度和稳定性的要求，同时应结合材料的就地取用、经济指标的合理性以及施工的便利性的因素进行综合考虑，最终对仰斜式水工挡土墙的结构设计参数进行优化设置，作出最优化方案配置。
1、挡土墙的位置设定
在所有的基础资料收集完毕之后，可以对挡土墙的设计及布置进行建模计算，并确认其设计参数，得出初步的位置设定方案，其参数一般包括平面布置设计和横向断面布置设计两部分内容。在一般设计中，这一方案设定是由设计师通过假设初拟、建模计算确定以后，进而进行稳定分析，最后找出一个设计师自认为相对较为合理的设计方案的工作过程。由于其设计优化存在着细部参数调整和验核，一般需要重复进行多次稳定性分析才能得出结论。
特别是对于与挡土墙有干扰的其他建筑物的平面连接情况等，必须进行特别标识，而对于需要进行特殊设计的个别连接段，需要设计额外的想吐，进行个别具体设计。平面布置是对挡土墙进行断面拟定和稳定验算的前提。
在平面布置确认及断面拟定后，根据挡土墙的墙型、墙高、地基及填土的物理力学指标等设计资料，进行挡土墙墙身断面、基础形式和埋置深度、排水设施等进行初拟和确定，进而根据演算结果对设计参数进行相应的调整，为设计的稳定分析提供数据。
2、仰斜式水工挡土墙的构造设计
仰斜式水工挡土墙一般采用浆砌石砌筑，墙顶加盖混凝土沿石，以求对墙顶的保护和保证形态的美观。为了使工程经济更趋于合理，在确定挡土墙的断面构造指标时，应当与施工位置的地面坡度一起综合考虑，最终确定仰斜式挡土墙的墙背和墙面坡度。仰斜式挡土墙的墙背坡度一般采用1：0.05～1：0.25，仰斜墙背坡度不宜低于1：0.3。水工挡土墙的墙面设计一般为直线形，其坡度应与墙背面相互协调，采用平行于墙背或略缓于墙背的坡度设计。
为了避免由于地基的不均匀沉降而引起的挡土墙墙身开裂，在进行挡土墙结构设计时，应当根据当地的地基地质条件变化以及墙高、墙身断面的变化设置相应的沉陷缝。为防止砌体因收缩硬化和温度变化而且产生裂缝，还应设置伸缩缝。在结构设计中一般将沉陷缝和伸缩缝合并设置，沿挡土墙轴线方向每隔15m～25m设置一道，最长不超过30m。伸缩缝可采用沥青麻丝或沥青木板做填缝，有时候也可以不设置填缝而采用砂浆直接填塞的方式。
3、仰斜式水工挡土墙的排水设施布置
水工挡土墙排水设施作用在于快速疏干墙后土体的水分，防止地表水下渗后或墙前水位快速下降后墙后土体积水。挡土墙的排水设施一般由地面排水和墙身排水两部分组成，地面的排水结构设计一般有设置地面排水沟、截引地表水、夯实回填土顶面和地表松土、防止雨水和地面水下渗等措施。而墙身排水则是为了排除墙后积水，通常在墙身的适当高度布置一排或数排泄水孔。泄水孔的尺寸可视泄水量的大小分别采用5cm×10cm、10cm×10cm、15cm×20cm的方孔或直径5cm～10cm的圆孔。孔眼间距一般为2m～3m，在不同水平层的排水孔眼应相互交错设置。墙后泄水孔的进口部分应设置粗粒料反滤层，以防止孔道淤塞。
4、挡土墙基础埋置深度
水工挡土墙的基础埋置深度必须按地基的性质、承载力的要求、冻胀影响、地形和水文地质等条件来进行演算确认。特别是水文资料中水对地基的冲刷深度确定，其冲刷深度既可以根据水力学公式进行计算，也可按经验取定。一般的小型水利渠道，小河道粘、壤土地基水流对地基的冲刷深度为1.5m～2.0m，一般河道护岸挡土墙的基础埋深应不少于这一数值。而对于硬质岩石地基上的挡土墙，墙身基础应置于风化层以下。当仰斜式水工挡土墙的基础置于软质岩石上时，其埋置深度不应小于0.8m。而在大型的水电站引水渠等挡土墙施工中，由于其整个施工阶段中水位变化明显，水流及水文数据无法进行建模计算，因此必须加大稳定系数，其埋置深度应以超出安全系数的1.2～1.5倍进行优化加固。
五、结束语
仰斜式挡土墙是工程界应用最为广泛的结构型式，被广泛应用于交通、建筑、水利等各行各业。随着目前施工技术的进一步发展和优化，出现了一些较为新颖的挡土墙形式，其用途和作用也在不断的发生变化。但是作为应用最为广泛的仰斜式挡土墙，其在水工构筑物中的应用短期内仍无法被取代，因此针对项目的特性及特征对这种挡土墙形式进行参数优化，使之不仅具有适用的普遍性，也更具有工程经济性，进而节省大量的投资。
参考文献
[1] 唐志强.浅谈河道软基上的水工仰斜式挡土墙结构优化设计[J]. 科学之友, 2012年第07期
[2] 李永刚.垂直墙背挡土墙土压力分布研究[J]. 水利学报, 2003年第02期.
[3] 母利.浅析水工仰斜式挡土墙的稳定性[J]. 陕西水利, 2010年第04期
作者简介：
关键词委内瑞拉水利工程设计优化施工
中图分类号：TV5文献标识码： A
1建设背景
巴里纳斯水厂溢流坝工程位于委内瑞拉巴里纳斯州巴里纳斯市西北的圣多明戈河上，紧邻巴里纳斯水厂，其主要作用是抬高上游水位，满足水厂提水、供水和周边地区农业灌溉取水的需要。原工程由国家农业部投资建于上世纪60年代，建成后交由地方政府管理，在使用过程中历经多次翻修加固。2011年6月5日受洪水影响，右岸约62m坝段溃坝，中断了水厂取水；应急取水采用临时架设移动式取水泵站的方式，但受河床水位摆动影响，供水能力有限。
紧急情况下，委内瑞拉农业部下属的国家农业发展署（INDER）决定对旧坝进行拆除重建，并委托中国水电（SINOHYDRO）作为工程总承包方，负责该项目的设计、采购、施工、试运行并验收移交等工作，按EPC工程承包方式完成整个项目。该工程关乎国计民生，时间紧、任务重、社会影响大。
2设计公司选择
鉴于该工程的紧迫性和当地国建设习惯，建设单位直接指定并委托与其有过多项农业工程合作的当地某建筑与工程公司进行工程设计。由于该公司缺少坝工设计经验和专业技术人员，因此，该公司通过和秘鲁专业设计公司联营合作的方式，在秘鲁进行主要的设计工作；在工程现场派驻设计代表负责和设计后方进行联系沟通，并处理现场与建设单位和施工单位的日常事务等。
3坝型结构和导流方式
新溢流坝的设计采用“金包银”结构，坝壳混凝土护面，坝心填筑砂砾石。坝长160m（自左至右1#～11#溢流坝段、新增鱼道并改建冲砂渠道），由上游铺盖（含防渗墙）、溢流面、下游护坦和海漫等组成。坝顶高程EL207.62m，坝高7.22m、顶宽1.2m、底宽18.45m；新增鱼道和原有冲沙渠道改建沿右岸布置。
附图1：坝体典型横断面图
工程所在地区的全年气候分为旱季和雨季，在每年11月～次年4月为旱季，雨量相对小， 5月～10月为全年主要降水时段。
根据工程布置和气候特点，本工程采用二期导流。
一期工程：2011月11月～2012年4月，施工左岸1#～6#坝段，利用右岸溃坝段导流，修筑一期围堰，逐步穿行上游铺盖、下游护坦、溢流坝和海漫等的施工。
二期工程：2012月05月～2012年08月，通过左岸一期已建成的坝体过流，修筑二期围堰，施工右岸剩余的7#～11#坝段、鱼道和冲砂渠道等。该期施工按照业主要求安排在汛期有违常规，势必会增加工程难度，增加工程成本，但委内瑞拉政府将于10月举行大选，政治需要是业主的首要考虑。
4设计优化及施工
4.1一期围堰结构的设计优化及施工
（1）设计标准与结构
根据施工规划，设计公司确定一期围堰选用12月～次年3月时段10年一遇的洪水504m3/s为导流流量，对应洪水位为207.1m，围堰顶高程设计为208.0m。上下游围堰采用土石结构和土工膜防渗，内外侧边坡为1:2，外侧采用厚50cm铅丝笼填石护坡。纵向围堰段则采用Terramesh结构（内外侧铅丝笼，中间填筑加筋土）。
附图2：纵向围堰典型横断面图（Terramesh）
一期纵向围堰在溃坝形成的过流河槽内施工，上下游横向围堰基本在滩地施工。
（2）设计优化及施工
1) 纵向围堰结构调整
由于原设计的纵向围堰结构，基础处理难度大，加之铅丝笼填装石料人工工作量大，加筋土施工工序复杂，施工成本高、机械化程度低，为加快施工进度，施工单位结合多年的水利水电工程施工经验，建议将纵向围堰结构调整实施为与上下游围堰相同的结构，在迎水面压茬码放3.2m×1.2m×0.5m规格的土工袋装填砂砾石料加强防护，这样可快速围护基坑，展开一期基坑内施工，坡面防护稍有难度，可在枯水期按均衡强度进行施工。但与设计单位历经多次讨论，未得到设计单位同意。最终，施工单位仍按建议方案进行施工，业主单位本来就没有主意，根据实施效果，也就采取了默认态度。
2012年4月12日，本地区出现了罕见的严重降雨，在4小时内记录到的降雨量达到163.5mm，此等规模的降雨是1954年以来所记录的第一次，由于河流水位上涨过快，最高洪水位达209.5m，超过堰顶约1.5m，以致洪水漫过上游围堰，淹没了基坑。洪水过后，纵向围堰没有受到大的结构性冲淘破坏，证明该段围堰的结构调整是安全的。
2) 防洪标准的调整
一期围堰遭遇特大洪水，致使围堰过水并淹没基坑，有其发生的偶然性，也有其必然性，该特大洪水发生前，也经历了几次洪水过程，并都超过了设计流量对应的洪水位。究其原因，主要表现为：① 设计单位一味迎合业主（政治）要求压缩工期，不尊重科学，不听从施工单位意见，确定的围堰导流时段偏短未能覆盖施工时段，且选取的导流时段为枯水期偏枯时段，没有代表性，势必导致最终确定的导流流量偏小；② 当地缺少必要的基础资料，河流水文站年久失修报废，仅有13年的水文观测资料（1969－1981），水文计算结果偏差较大。
受当地市场水泥供应短缺的严重影响，以及围堰过水影响，施工单位最终调整施工进度计划，将一期工程施工计划延长至6月底。修复围堰提高了防洪标准：按上游横向段围堰顶高程确定为209.5m考虑，其后纵向段以12%纵坡下降至209.0m，直至围堰尾端，迎水面采用4T规格的袋装砂砾石加强护坡。
4.2二期导截流设计优化及施工
（1）围堰设计及施工规划
受一期工程进度滞后的影响，为保证施工安全，降低投资成本，右岸二期工程施工计划经调整推迟到2012年12月～2013年6月，导流标准为枯水期（12月～次年4月）十年一遇洪水，设计洪水流量为963m3/s。二期采用右岸河床上下游土石围堰和左岸一期已建混凝土导墙做为纵向围堰进行挡水，已建一期溢流坝过水的导流方式。
施工规划为：首先，以鱼道及冲砂渠道进水塔、出口段和主坝段（及右导墙）施工为主，力争在汛前完成施工具备分流条件并验收移交；其次，在前述建筑物所形成的自然屏障保护下，汛期内继续施工剩余工程。
（2）截流方案的设计优化及施工
二期截流难点：上游围堰主河槽段的截流施工，其导流建筑物为左岸已建溢流坝段，截流过程中，上游水位需壅高到一定高程后才能分流，不同于常规情况下的明渠导流，截流戗堤顶高程较高，戗堤和合龙工程量较大。
设计公司没有工程截流经历，也根本没有导截流理论的概念，详细设计所列工程量都是一般性材料，也不单列截流专项费用。在施工单位反复引导、讲解、编制方案建议的情况下，最终设计公司只将详细设计作了部分调整：使用10m长、1.5m高、单体48.8m3的高强土工袋装砂砾料做为截流抛投料，施工方法为使用采砂船泵送砂砾料装袋，至于在水下高流速情况下如何充袋就位、施工时间长短等不予考虑和解释。无奈情况下，我施工单位自主设计优化，并经过截流水力计算将抛投料调整为抛投卵石和混凝土预制块，由于准备充分，35m龙口在12h内顺利完成截流，再次证明了施工单位的自身实力，施工期内围堰运行安全稳定，得到了建设单位和设计公司的首肯。
4.3主体结构的设计优化及施工
（1）一、二期坝体结合部位齿墙
设计在一期坝体右侧基础增设了齿墙，利于二期基础开挖时已建结构的稳定。原设计基础齿墙均为底宽0.8 m的倒梯形结构，基础为沙砾石层，对齿墙没有任何约束力，在分层施工中，施工周期长，结构极易失稳导致发生安全事故。施工单位根据施工分层高度进行结构稳定验算，对结构型体提出设计优化，在齿墙下部一定高度内调整为矩形断面，以上部分按原设计体型进行施工。
（2）溢流坝坝顶结构
溢流坝面“金包银”结构中，坝体内部回填砂砾石的顶部宽仅为1.07m，无法满足机械设备在回填、摊铺及碾压施工时所需的正常工作宽度，难以保证施工质量并容易引起沉陷和塌空，直接影响到工程的使用寿命。施工单位提出设计优化：将砂砾石回填顶面降低，使其顶宽增大；由此，坝体顶部混凝土结构随回填高程的降低而加厚，也提高了溢流面结构的抗冲能力。
（3）鱼道取水口胸墙
鱼道取水口金属结构包含拦污栅和检修闸门，两道结构的混凝土胸墙间隔仅0.25m，按此设计在模板安装和拆除时，不仅难度大，不利于结构尺寸的控制而影响后期闸门的安装，同时也不能很好的控制混凝土的外观质量。施工单位提出设计优化：将拦污栅的高度加高，对应的胸墙改为0.6m高的支撑梁，同时也提高了结构的使用功能。
（4）海漫结构材料
海漫结构设计为铺摆粒径0.35m～1.20m块石，由于在工程所在地附近缺少该材料开采的料场，如在外地采购，运距远，耗费时间长，同时也会大大增加工程成本。施工单位提出设计优化，采用就地取材的河卵石填装铅丝笼代替原结构，投入运行后，效果良好。
5体会及建议
（1）设计分包管理
多年来，委内瑞拉被塑造成了一个带有很强“查韦斯特色”的国家，对工程技术人员和知识分子的排斥和不尊重，造成大量人才流失；水电工程建设方面几乎停滞不前，几乎没有水电专业的设计公司，加之，当地政府部门受长期形成的建设管理模式影响，不尊重科学，行政干预严重。
结合本项目实践，建设单位强行指定设计分包商，设计公司本身不具备实力，其联营公司主要专业设计人员远在他国，不了解现场，不结合实际，信息沟通不便，大量设计细节得不到及时解决，给工程实施带来异常的艰难。
（2）设计理论的前沿性和科学性
受设计公司选择方面的限制，加之本项目关乎国计民生，准备时间仓促，因此，在实际合作过程中发现：详细设计文件的大部分不是前沿理论，计算方法均参考较老的书籍；在缺少某些相关数据时，没有应对方法，设计标准随意性大。如在该工程的设计中，由于该河流的水文资料的不足，发生了一次罕见特大洪水，就将其做为设计标准来加固围堰，难免带有片面性，造成工程投资的极大浪费；对工程截流缺乏基本的认知，导致设计方案不具备可操作性。随着工程的逐步进展，建设单位对施工单位逐步了解和信服，工程后期施工单位对设计优化的建议基本都被采纳。
在项目实施过程中，部分设计优化建议在未能说服设计单位、施工单位确认无误的情况下，自行按建议方案实施并最终验证正确，确属不得已而为之。随着该国建筑市场的不断完善和正规，施工单位应积极与设计单位进行沟通并达成一致，以避免可能产生的技术风险和施工风险。
（3）设计文件审批
工程建设单位和下属监理公司，均缺乏相关水工专业的工程师，缺乏基本的专业理论知识，加之各部门工作效率不高，因此，对设计文件的审批仅为例行程序，缺乏科学性、合理性的论证。
综上所述，建议在委承揽水电工程等专业性强的EPC项目时，首先应和建设单位达到充分的协商沟通，积极引进中国的专业设计公司，以便于配合协作。
（4）施工过程验收
对于工程的过程验收，按建设单位管理习惯，有了设计图纸，只会签工程完工证书、临时接收证书和最终接收证书即可，不进行中间环节比如单元（工序）工程和隐蔽工程等的验收。针对该重要工程，施工单位结合实际情况，自行编制了便于操作的单元（工序）工程和隐蔽工程等验收单，并取得了驻地工程师、监理等的认可和签认，从而为工程保存了有据可查的原始资料，为将来可能产生的质量责任划分提供强有力的证据，以达到保护企业利益的目的。
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鞠君周（1966－），男，工程硕士，高级工程师，主要从事水利水电工程技术与施工管理等工作。
【摘要】 目的采用正交设计与星点设计效应面法两种实验设计方法，优选羊藿提取工艺，并对设计方法进行比较。方法以羊藿苷提取量为因变量，乙醇浓度、回流时间和溶剂(倍)量为自变量，优选提取工艺。结果正交实验设计确定最佳工艺是12倍量60%乙醇回流提取两次，3 h/次;星点设计效应面优化法确定最佳工艺是12倍量50%乙醇回流提取两次，160 min/次。结论星点设计-效应面法在该提取工艺研究中优于正交实验设计法，为其应用于中药提取工艺优化的可行性提供了依据。
【关键词】 正交设计; 星点设计-效应面法; 羊藿苷; 提取工艺
Abstract：ObjectiveTo optimize the process of extacting effective constituents from Epimedii Herba by orthogonal experimental design and central composite design-response surface method.MethodsIndependent variables were concentration of ethanol ，extraction time，times of reflux and solvent fold.Dependent variable was extraction rate of icariin in Epimedii Herba.Linear or nonlinear mathematic models were used to estimate the relationship between independent and dependent variables.ResultsThe result of the orthogonal experimental design was 60% ethanol，180 minutes for reflux，12 fold of solvent and 2 times for extraction.The other was 50% ethanol，160 minutes for reflux，12 fold of solvent and 2 times for extration.ConclusionThe Central Composite Design -Response Surface Method is highly predictive in experimental design.
Key words： Orthogonal experimental design; Central Composite Design-Response Surface Method; Icariin; Extraction process
目前国内中药的提取工艺多采取正交设计，线性数学模型进行优化，星点设计是国外常用的实验设计方法，近年国内也有用于优化处方或成型工艺的报道。该方法采用非线性数学模型拟合，在中心点进行重复性实验以提高实验精度，预测值更接近真实值。本实验采用正交实验设计和星点实验设计两种方法，优化羊藿的提取工艺，并比较两种实验设计方法的优缺点，为探讨不同实验设计方法应用于优化中药提取工艺的可行性提供依据。
1 仪器与试药
1.1 仪器紫外分光光度计(756型Spectrum，上海光谱仪器有限公司)，电子分析天平(FA1004N，上海精密科学仪器有限公司)，超声波清洗器(天津奥特赛恩斯仪器有限公司，A S20500AT)。
1.2 试药羊藿苷对照品(中国药品生物制品检定所，批号110737-200414)，羊藿药材(天津达仁堂药店，天津中医药大学马琳教授鉴定);甲醇(天津市康科德科技有限公司，分析纯)，无水乙醇(天津市北方天医化学试剂厂，分析纯)、纯净水。
2 方法与结果
2.1 羊藿苷含量测定方法
2.1.1 对照品溶液的制备精密称取羊藿苷对照品1.5 mg，置25 ml容量瓶中，用甲醇稀释至刻度，得60 mg·L-1的标准贮备液。
2.1.2 供试品溶液的制备每次取羊藿粗粉5 g，按各实验设计条件进行提取，合并两次提取液并定容至150 ml，精密量取2 ml于蒸发皿中蒸干，加入乙醇复溶转移置25 ml容量瓶中，定容，再精密吸取供试液1 ml，置10 ml 量瓶中，乙醇稀释至刻度，摇匀。用微孔滤膜(0.45 μm)过滤，取续滤液作为样品溶液备用。
2.1.3 测定方法以甲醇为空白，于270 nm 处测定吸收度，通过标准曲线计算即得。
2.1.4 线性关系考察分别精密吸取1.0，1.5，2.0，3.0，4.0 ml置10 ml量瓶中，加入95%乙醇稀释至刻度，摇匀，按测定方法同法处理，测定吸收值并回归。以吸收度为纵坐标，羊藿苷浓度为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程为：Y=0.031 9X+0.006 3，R2=0.999 9，线性范围为6～24 mg·L-1。
2.1.5 精密度实验同一对照品溶液重复测定6次，吸收度RSD=0.38%。
2.1.6 重复性实验按照供试品溶液制备项下方法平行6份制备，分别测定各样品吸收度RSD=1.17%。
2.1.7 加样回收率实验称取羊藿药材粗粉5.0 g，共3份，分别精密加入羊藿苷对照品溶液适量，照供试品溶液制备项下方法制备，分别测定并计算回收率，结果平均回收率为100.79%，RSD=2.7%。
2.2 羊藿回流提取工艺优化
2.2.1 正交实验设计及结果羊藿总黄酮类成分可溶于水、甲醇，易溶于乙醇，本实验采用乙醇回流法进行提取，选用乙醇的浓度、乙醇用量、提取时间、提取次数为4个因素，每个因素选3个水平，用L9(34)正交实验设计表安排实验，以总黄酮(羊藿苷)的含量为评价指标。在进行正交实验设计时，根据生产实际，周期一般不宜过长，将提取次数这一考察因素确定为提取2次，实验因素水平设计及试验结果见表1～2。表1 实验因素水平表L9表2 正交实验表表3 方差分析表验证实验：在确定优化工艺后，进行3次验证实验。结果如表4。表4 验证实验
2.2.2 星点实验设计及结果以乙醇浓度、提取时间及溶剂用量为影响因素，提取次数暂定为2次，根据星点设计的原理，各因素的水平设计见表5，实验安排与结果见表6。表5 因素水平表表6 星点实验设计与结果
2.2.3 模型拟合 以羊藿苷含量为因变量使用SPSS软件对各因素进行多元线性回归和二项式拟合。拟合模型如下。
多元线性回归：Y=b0+b1X1+b2X2 +b3X3二项式拟合:Y=b0+b1 X1+b2 X2+b3 X3+b4 X12+b5 X22+b6 X32+b7 X1 X2+b8 X1 X3+b9 X2 X3根据结果分析，多元线性回归：Y=4.948-0.021X1+0.011X2+0.026X3，r=0.867，*P
2.2.4 工艺参数优化和预测把因变量与另两因素拟合为三维曲面图，因只能表达含两个因素变量的函数，故固定3个变量中的一个为中值，再以拟合的目标函数为数学模型，绘制因变量曲面图(见图1～3)，在图上选取较佳工艺范围X1：50%～60%，X2：12～14倍，X3：160～200 min，综合考虑工业生产中的实际情况，故选取提取羊藿中羊藿苷的最佳工艺为：12倍量50%乙醇回流提取2次，160 min/次。
根据优选出的提取工艺(12倍量50%乙醇提取两次，160 min/次)进行3次验证实验，比较预测值与真实值，结果如下：预测值为6.30%，平均测得值为(6.15%+0.05)%，RSD=0.8%，预测值与真实值之间的偏差为-2.32%。图1 溶剂倍量和提取时间对羊藿苷含量影响三维曲线图2 乙醇浓度和溶剂倍量对羊藿苷含量影响三维曲线图3 乙醇浓度和提取时间对羊藿苷含量影响三维曲线
3 讨论
实验设计是指对试验事先作出周密的设想与合理安排，以便达到预期的目的。正交实验设计是用正交表来安排试验，正交表的构造具有“均匀分散，整齐可比”的特点，正交实验为了达到整齐可比，在同样多的因素水平条件下，试验次数与星点设计相比较往往比较多，一般很难实现。
而星点设计是多因素5水平的实验设计，是在2水平析因设计的基础上加上极值点和中心点构成的。设计中还有一定数量的中心点重复试验，中心点的个数与星点设计的特殊性质如正交或均一精密有关。在均一精密的星点设计中，y的原点方差与离原点单位距离时的方差相等，与正交设计相比，能更好地避免回归系数发生偏差，使回归操作更可靠。
本实验两种实验设计方法所优化工艺条件基本相近，星点设计效应面优化法精度更高。因为，一般效应值在最佳实验条件区域附近变化比较灵敏，实验条件的微小变化均可造成效应值的大幅变化，适合于用非线性模型拟合，并且随着实验条件远离较优区，效应面弯曲度逐渐减小，愈远离，线性愈好。该现象的启示是，正交设计法在模型拟合时，线性相关系数愈大，表明因素水平的选择离最优区愈远(效应与因素之间关系呈线性的除外，但完全线性关系较少，这与优化的目的背道而驰)。相反，如果相关性不好，排除获得实验数据的误差外，可能是因为所选因素水平范围正好在较优区附近，面弯曲度较大，但正交设计优化法所得分析结果一般认为优化失败。如果改用适用于非线性模型的实验设计优化法，相关系数可能会有很大的提高;另外正交设计受所选线性模型的限制，只能指出某一因素的取值方向，无法求得极值，往往选择的条件均接近自变量的极大或极小值。而星点设计效应面优化法在最佳条件下效应的预测值和实测值偏差较小。
综上所述，星点设计效应面优化法在实验设计精度上优于正交试验设计，为其应用于中药提取工艺优化的可行性提供了依据，而正交实验设计凭借其处理结果简便的优点也有不可替代的优势，可为星点设计效应面优化法提供一定的参考。
参考文献
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[2] 张峻颖，黄罗生，陈 健，等.羊藿醇提工艺研究[J].海峡药学，2004，16(1):61.
[3] 吴 伟，崔光华.星点设计-效应面优化法及其在药学中的应用[J].国外医学·药学分册，2000，27 ( 5 ) :292.
[4] 吴 伟，崔光华，陆 彬.实验设计中多指标的优化星点设计和总评“归一值”的应用[J].中国药学杂志，2000，35 ( 8 ) :530.
Abstract： The paper studies the advantages of chemical engineering of environmental engineering specialty in Qingdao University of Science & Technology relying on the environmental engineering and other fields to discuss the possibility of chemical pollution prevention and control. Through the necessity of chemical characteristics， the construction of teaching staff， Improvement of quality of personnel training， scientific research results into teaching， enhancement of practical ability and so on， this specialty will be built in to the engineering specialty with distinctive and outstanding features.
关键词： 环境工程；专业建设；化工；污染防治
Key words： environmental engineering；specialty construction；chemical industry；pollution prevention
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）24-0231-02
0 引言
环境工程专业本身就与化学工程有着千丝万缕的关系。我国本科环境工程专业的发展始于上世纪70年代初，当时个别学校在给排水工程、化学工程、冶金工程等本科专业中开设了与环保相关的废水、废气治理等专业方向。在化工生产过程中，污染物的来源不同，一般可以分为废水、废气、废渣等。在“三废”的治理过程中，许多环境工程单元是化工过程，如多效蒸馏、分馏、吸附、离子交换、高级氧化等大多涉及“三传一反”化工原理[1]。在工业各部门中，化工排放废水占第一位、废气第三位、废渣第四位。随着我国工业化和城市化进程的加快，化工行业快速发展与污染加重之间的矛盾日益严重。山东省是我国的工业强省和化工大省，仅淄博市就有5000余家化工企业，化工行业环境污染形势非常严峻。企业对既具有环境工程专业技术，又具有化工污染防治知识的人才需求极为迫切。
目前，许多环境工程专业开设了化工原理等课程，但是由于师资力量，培养过程等不系统，导致学生在环境工程方面拥有大量技术，但缺乏在化工过程中的基础知识。青岛科技大学在我国化工领域有着近60年的历史积淀，学科优势明显，特别在山东省及周边地区影响很大。如何结合本校化工特长，提高环境工程专业的教育水平和教学质量，培养适应社会需求、具备专业素养和循环经济意识的环境工程技术人员是环境工程专业在人才培养应给予关注和考虑的问题[2，3]。本文从化工特色必要性、师资队伍建设、人才培养、成果转化、创新创业等方面，研究建设化工污染防治为特色的环境工程专业的可行性。
1 化工污染防治为特色的必要性
多年来，社会培养的环境人才大多是通用型人才，具有化工环境特色的人才很少。随着我国化学工业的迅速发展，治理污染的任务在加重，化工环境保护面临的形势依然很严峻。这既为环境工程专业的发展提供契机，也为环境工程专业的相关人员提出挑战。化工行业的环境问题具有许多不同于其他工业部门的特点，生产装置危险性包括燃烧性、爆炸性、腐蚀性、高温高压、毒性等，一旦发生环境、安全事故，后果危害往往更严重。为此，国家安全监管总局、教育部2012年联合召开高等学校化工安全复合型人才培养工作座谈会。会议提出要进一步优化课程设置体系、强化理论与实践相结合的培养体系，加快化工安全复合型人才培养。因此，为化工行业培养大量的与当代乃至未来发展相适应的环境工程工程专业人才，显得十分迫切。当前培养化工环境复合型人才需要解决的问题很多，其中强化学生实践创新能力的培养也是其中需要解决的突出问题之一。
青岛科技大学环境工程专业成立于2002年，起步相对较晚，但其在化工污染治理方面具有得天独厚的优势，依托化学工程等专业的优势，可以将环境工程专业建设成一个以化工污染防治为重心的特色鲜明、优势突出的工科专业。将环境工程专业建成国内化工特色鲜明的环境工程学科，为区域经济发展培养实用型、创新型的工程技术和管理人才，迫在眉睫。
2 建设化工污染防治环境工程特色专业研究思路
结合环境与化工专业领域综合性、交叉性及边缘性的特点，依托青岛科技大学化学化工等学科优势，着力发展多学科横向交叉，突显区域经济服务功能，逐步形成化工环境控制为特色。从师资队伍建设、提高人才培养质量、科研成果融于教学、增强实践能力等方面进行建设，将环境工程专业建设成为在化工领域具有优势、交叉学科特色鲜明的专业。
2.1 师资队伍建设
通过本项目的研究，拟建设一支高水平的师资队伍。环境工程专业依托山东省海洋环境腐蚀与安全防腐工程研究中心、青岛市海洋环境腐蚀与安全防腐工程研究中心、安全与环境功能材料二级学科博士点、环境科学与工程一级学科硕士点开展建设，学科平台较高，为高水平专业人才培养奠定了较高的专业平台基础。同时，通过内引外联机制，建设一支高水平的师资队伍。近年来，环境工程专业聘期多名青岛科技大学化工学院的教师作为兼职教师，担任化工原理及相关实验的任课教师，同时建设化工实习基地。返聘化工学院退休教师，指导学生环境工程相关设计。
与此同时，从山东大学、南京大学等引进具有化工实践背景的教师，增强本专业在化工污染防治方面的能力，为进一步加快环境工程学科平台和师资队伍建设打下良好基础。
2.2 提高人才培养质量
通过人才培养方案的改革与实践，建立新的模块化环境工程培养体系，将化工相关教学环节设置一个模块，加强课程建设、改革教学方式，使教学水平逐年提升。同时增加化工相关实践环节，环境工程专业积极响应并安排每位经验丰富的老师作为本科生的良师益友，取得明显成效。本专业组织“环保宣传进学校”、“环保演讲比赛”、“科大环保周”、“李村河生态调研”、“关于青岛市公交系统安全现状的调研”等活动，鼓励学生参加下企业、进工厂等活动，充分理解化工生产工程，为更好地服务社会奠定基础。实践证明，近几年环境工程专业本科生经过科学系统培养，大多数成为具有良好道德修养、专业水平高、化工污染防治特色鲜明的高素质人才。
2.3 科研成果融于教学，凸显化工环境污染控制的专业优势
组织10位年轻教师到齐鲁石化等工厂学习调研，强化其化工环境概念；“科研进课堂”，充分利用科研成果，以科研促进课堂教学。实验教学方面，提高综合性、设计性实验所占比例；“科研进实验”，注重将科研所取得的成果纳入实验课的教学中；将科研成果中设计制造出的实验仪器等应用于实验教学中。清洁生产审核是环境工程专业的一大特色，在进行清洁生产审核的同时，积累了丰富与化工环境污染控制相关的知识，可通过开设《清洁生产》课程和《环境保护与可持续发展》课程，课堂上传授给学生生动案例分析，同时作为导师，经常带学生进企业，使学生掌握课本上不能获取的专业知识。学生在实践中得到锻炼，学习积极性也得到提高，为其更好地了解本专业和社会需求有重要意义。
2.4 增强学生创新与实践能力
环境工程专业教学过程中注重与化工企业实际的结合。由于环境工程专业属于综合性专业，没有特别针对性强的行业支撑，此外新专业历史很短，与企业联系较少，这些问题对工科专业的发展非常不利。首先环境工程专业的青年教师可以赴齐鲁石化公司、琅琊台集团、核工业烟台同兴实业有限公司、中国铝业山东分公司等大中型企业学习实践和调研。或通过邀请上述公司的管理技术人员开设研讨班，丰富专业教师的实践经验，也促进教学与实际的结合，从而提高教学质量[4，5]。
3 效果分析
在以上研究思路的指引下，通过内引外联的方式扩大环境工程师资队伍，尤其是在化工污染方面大力引进相关高级人才，近两年，环境工程从山东大学、南京大学等引进高级人才3名，增强了师资力量；择优选用最新化工污染治理相关教材，丰富了课堂教学内容，所有教材均采用国内最新最权威教材，在教材的选用上重视化工背景的篇章；通过建立实习基地、实验室建设等手段，实现环境工程专业高级人才的动手实践能力。最近与污水处理厂、海水淡化场、电厂、垃圾填埋场、市政设计院等十多家企业、设计单位签订学生实习协作协议；鼓励环境工程专业从事化工污染治理相关领域的创新创业活动，近几年环境工程专业学生在“国创”、“挑战杯”、“创青春”等创新创业活动取得了优异成绩，在全校专业排名中名列前茅。
值得一提的是，环境工程专业在2015年底获得“工程教育认证”申请资格，目前专业全体师生为了通过认证，开展了大量有意义的工作，中国工程教育专业认证协会已经同意于2016年6月进校考察，这对环境工程专业的快速健康发展提供了契机。
4 结论
本文首先总结了环境工程专业与化学工程的渊源、相互关系，指出在当前形式下，环境工程专业应具有化工污染防治特色的必要性。结合学校优势学科，从师资队伍建设、提高人才培养质量、科研成果融于教学、增强实践能力论述本研究的可行性。从近期取得的成果来看，青岛科技大学环境工程专业用短短的十年时间，从一个边缘化专业成长为一个获得“工程教育认证”申请资格的专业，与该专业的准确定位与建设思路密不可分。
参考文献：
[1]刘尧.大学内涵发展的背景与前景[J].青岛科技大学学报（社会科学版），2014，30（3）：86-89，108.
[2]肖谷清，王姣亮，谢丹.面向“化工污染控制”方向的环境工程专业办学特色的研究与实践[J].广东化工，2012，39（5）：244.
[3]陈士明，徐颂，江学顶.面向环保产业的环境工程专业建设[J].佛山科学技术学院学报（社会科学版），2013，31（6）：58-61.
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