​超高压钻完井装备安全服役及监测技术团队

超高压钻完井装备安全服役及监测技术团队

1 团队简介：

超高压钻完井装备安全服役及监测技术团队为湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队，深耕高压油气钻采装备安全领域多年，聚焦行业核心技术难题稳步建设发展。团队立足深层、超高压油气钻完井工程发展需求，依托机械工程学科优势，通过机械结构力学、智能传感监测、先进材料改性、海洋工程等多学科交叉融合，围绕全套高压钻采装备体系开展技术攻关，重点针对钻机、修井机、固控设备、油气分离设备、井下提速工具、超高压井口及高压管汇等核心装备，攻克装备结构可靠性、疲劳寿命评估、智能检测监测、安全服役保障等关键瓶颈技术。

团队累计承担国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家重大专项、省部级及企业重大科研项目30余项。深耕高压钻采装备领域技术创新与成果转化，累计获省部级科技进步奖10项，获批国家发明专利30余项，发表高水平学术论文70余篇。团队始终坚持产学研深度融合，精准对接油气钻采工程现场技术需求，聚焦各类高压钻采装备服役痛点难点，将科研成果落地产业化应用，有效解决高压钻采装备失效频发、寿命不足、智能监测滞后等工程难题，为油气工程高压钻采装备安全、高效、长效服役运行提供坚实技术支撑，在油气装备安全领域具备显著行业影响力。

2.1 团队负责人及简介：

李美求，男，博士，三级教授，博士生导师。现任湖北省机械工程学会机械设计与传动专业委员会副理事长、中国石油学会连续管工程专业委员会副秘书长、湖北省机电工程学会常务理事，同时担任湖北省科技厅高端科技专家、中国石油学会石油工程专业委员会委员。主要从事机械结构设计与强度分析、海洋结构可靠性安全评估、井口装备智能监测与控制领域研究。长期深耕科研一线，主持及参与国家重点研发计划、国家863子项目、国家自然科学基金、省部级及企业重大科研项目30余项。深耕管道防腐、水下装备监测、高压压裂装备制造等核心技术研究，取得多项创新性成果。获省部级科技进步奖10项，以第一及通讯作者发表高水平论文70余篇，获批国家发明专利20余项、软件著作权3项，多项科研成果成功落地应用，为油气装备、海洋工程装备领域技术升级提供了有力支撑。

2.2 团队教师成员及简介：

	周元华，男，博士，副教授，硕士生导师。博士毕业于西安科技大学机电工程专业。湖北省机电工程学会会员，湖北省科技厅“三区人才”科技特派员，主要从事智能检测与控制方向研究，聚焦石油井下工具检测、油气装备状态监测与故障预警，在井下工具性能检测、储气库井筒检测装备研发方面形成特色技术积累，多项技术实现成果转化。先后参与国家级项目5项，主持省部级项目3项，发表学术论文15篇，其中SCI检索4篇，EI检索4篇；获得国家发明专利8项（第一发明人）；获得国家软件著作登记权10余项；获得湖北省科技进步奖3项。
	曾云，男，副教授，硕士生导师。博士毕业于长江大学石油矿场机械专业，从事压裂装备可靠性评估及激光延寿技术研究。担任《石油机械》《当代化工研究》青年编委，中国力学学会会员。先后主持或参与完成国家自然科学基金，十三五重大专项子课题、国家重点研发计划、中石油科技创新基金、全国重点实验室开放基金、湖北省科技计划项目、等科研项目近20余项，获湖北省科学技术进步一等奖1项、中国石油和化学工业联合会科技进步三等奖1项、湖北省教学成果三等奖1项。公开发表论文40余篇，SCI/EI检索10余篇。授权国家发明专利4项，软件著作权1项。
	张思，女，副教授，硕士生导师。博士毕业于长江大学石油矿场机械专业，主要从事疲劳与断裂，石油装备寿命提升及预测方面的研究。先后参与完成国家自然科学基金2项，十三五重大专项子课题等科研项目近10项，主持教育部科技发展中心项目1项，实验室开放基金2项，获湖北省科技进步二等奖1项，获实用新型专利4项，发明专利2项，以第一作者或通讯作者公开发表科研论文30余篇，其中SCI/EI检索10余篇。
	李银银，男，副教授，硕士生导师。博士毕业于大连理工大学机械设计制造及其自动化专业，主要从事机械结构与强度、材料宏微观强度方面的研究。先后主持/参与完成湖北省科技厅青年项目、湖北省教育厅重点项目、国家自然科学基金、国家重大专项和横向协作课题10余项，授权发明专利1项，软件著作权1项。获湖北省科学技术进步二等奖1项、中国石油高等教育学会教学成果一等奖1项。以第一作者或通讯作者发表论文20余篇，其中SCI/EI检索10余篇。
	胡磊，男，讲师，硕士生导师。博士毕业于中国石油大学北京油气管道储运与输送专业，主要从事压裂装备振动测试、多相流模拟的研究。先后主持/参与完成湖北省教育厅重点项目、教育部重点实验室开放基金、国家自然科学基金、国家重大专项和横向协作课题10余项，授权发明专利3项，以第一作者身份公开发表核心及以上期刊论文20余篇，其中SCI/EI 10余篇。
	张润奇，男，特任教授。博士毕业于东北大学材料科学与工程专业。主要从事轻合金材料的成分设计、加工工艺、使役行为研究。以第一作者发表SCI论文5篇。
	高英宁，男，特任副教授。博士毕业于长江大学石油矿场机械专业，主要从事机械工程与人工智能交叉应用研究，聚焦智能监测、人工智能工程化应用与井场数字孪生关键技术。授权软件著作权1项。以第一作者发表论文5篇，其中SCI检索4篇。

3 团队研究方向与特色：

团队长期聚焦超高压油气钻采全套装备领域开展原创性、工程化研究，成果整体达到国际先进水平。团队针对万米深井、超高压极端工况下钻机、修井机、固控与分离设备、井下提速工具、井口及压裂管汇等装备服役难题，构建了一体化设计、分析、检测、材料改性与延寿技术体系，为深层超高压油气钻采装备研发应用提供全新技术方案，有效推动材料科学、机械工程与石油天然气工程多学科交叉创新，形成四大稳定特色研究方向：

复杂机械现代设计方法

机械装备智能检测技术

油气智能高效钻采技术及装备

大数据与人工智能技术

4 近五年代表性成果（代表性奖项、专利、论文著作等）

（1）代表性奖项

1. 深层复杂油气超高压压裂井口及管汇的研制与应用，湖北省科学技术进步二等奖，湖北省人民政，2024.

2. 超高压全电动油气压裂成套装备研制及工业化应用，湖北省科学技术进步一等奖，湖北省人民政，2024.

3. 产教融合视城下石油特色机械专业学位研究生协同育人研究与实践，中国石油教育学会石油高等教育教学成果一等奖，中国石油教育学会，2024.

4. 石油特色机械专业学位研究生产教融合协同育人研究与实践，湖北省高等学校教学成果三等奖，湖北省人民政府，2023.

5. 超高压压裂井口及管汇研制及关键技术与应用，中国石油和化学工业联合会科技进步三等奖，中国石油和化学工业联合会，2024.

6. 以创新能力培养为导向的地方高校材料成型及控制工程专业综合改革与实践，湖北省高等学校教学成果一等奖，湖北省人民政府，2023.

7. 老油田开发高效防砂新技术及其规模化应用, 湖北省科学技术进步奖二等奖, 2021.

（2）专利

1. 一种双轨迹运动振动筛以及应用方法，ZL 202210017068.5, 发明专利， 2025.

2. 一种同轴式圆锥正弦钢球减速器，ZL 201810021732.7, 发明专利，2024.

3. 一种可施加扭矩的井下工具实验组合夹具，ZL 201810742388.0，发明专利，2024.

4. 一种碟型同轴式减速换向装置，ZL 201711114989.9，发明专利，2023.

5. 一种射流式水力脉冲短节，ZL 201710224902.7，发明专利，2023.

6.一种超高压减振压裂万向管汇接头, ZL 201711297647.5,发明专利，2023.

7. 一种超高压容器的试压密封装置, ZL 201811017419.2,发明专利，2019.

8. 一种双轨迹运动振动筛以及应用方法，ZL202210017068.5,发明专利，2025

9. 自动化更换固定式节流阀油嘴的装置, ZL 202411801226.1,发明专利，2026

（3）论文著作

1. A review of research on the refuelling process of on-board hydrogen storage tanks, Flow Measurement and Instrumentation(IF=4.5), 2026,107:103116.

2. Flange bolt loosening detection using an improved you only look once version 8 method and angle estimation, Engineering Applications of Artificial Intelligence(IF=8), 2026, 164: 113337.

3. Structural topology optimization based on deep learning, Journal of Computational Physics(IF=3.8), 2025,520:113506.

4. Study on the properties of Ni-W-CrN thin films on X80 pipeline steel: Effect of current density and deposition time, Surface & Coatings Technology(IF=6.1), 2024,485:130890.

5. Ni-W composite coating reinforced with CrN nanoparticles on X80 pipeline steel: Preparation and characterization, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects(IF=5.4), 2024,697:134422.

6. Structural topology optimization based on diffusion generative adversarial networks, Engineering Applications of Artificial Intelligence(IF=8), 2024,138:109444.

7. Investigation of the influence of nano-CrN concentration on the performance of Ni-W coatings in X80 pipeline steel, Materials Today Communications(IF=4.5), 2024,39:109111.

8. Experiment and Theoretical Investigation on Fatigue Life Prediction of Fracturing Pumpheads Based on a Novel Stress-Field Intensity Approach. Materials(IF=3.2), 2022, 15, 4413.

9. Research on fatigue crack propagation process of fracturing pumphead, Engineering Failure Analysis(IF=5.7), 2020,116: 104726.

10. Development of a new method for estimating the fatigue life of notched specimens based on stress field intensity, Theoretical and Applied Fracture Mechanics(IF=5.6), 2019,104: 102339.

11. High impact toughness of CT20 alloy induced by multi-factor coupling [J]. Journal of Materials Science & Technology(IF：16.8), 2024, 192:65-81.

12. Multiscale analysis of synergistic interactions of twins and multiple factors inducing high cryogenic impact toughness in CT20 alloy. Journal of Materials Science & Technology(IF：16.8), 2025, 236:225.

13. Simultaneous improvement in strength and ductility of CT20 titanium alloy at cryogenic temperature. Materials & Design(IF：8.1), 2023, 235:112416.

14. New findings on the cryogenic TWIP effect in Ti-3Al-2Zr-1.5 Mo alloy with lamellar microstructure. Scripta Materialia(IF：6.3), 2023, 229:115385.

15. Research Progress on Slip Behavior of α-Ti under Quasi-Static Loading: A Review, Metals(IF：3.2), 2022, 1571.

16. 啮合同曲率圆柱密封面泄漏评估方法[J]. 液压与气动, 2024, 48(05)

17. 超高压旋流除砂器结构响应面优化及数值模拟[J]. 液压与气动, 2023, 47(06)

18. 井口装置和采油树标准关键指标的验证[J]. 天然气工业, 2022, 42

19. 基于CFD的混排一体化装置固液混合性能分析[J]. 石油机械, 2023, 51(01)

20.基于分形理论的圆柱面接触密封特性分析[J]. 机床与液压, 2023, 51(14)

21.四入口液-液旋流分离器分离性能数值模拟[J]. 科学技术与工程, 2023, 23(01)

22. 激光冲击强化对4330V钢疲劳裂纹扩展规律及抗疲劳性能的影响[J]. 塑性工程学报, 2026, 33 (6)

23.考虑材料动态记忆特性的疲劳累积损伤模型[J]. 中国机械工程, 2025(11)

24.基于应力场强理论的缺口件疲劳寿命计算新方法[J]. 塑性工程学报，2023, 30(09)

近五年承担项目：

1. 超高压压裂装备激光制造工艺与可靠性评估关键技术研究，湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目，20万，2026

2. 计算压裂泵头体寿命的“无形边界”新方法，国家自然科学基金面上项目，58万，2022，结题

3. 超深水长寿命高速涡轮钻具研发，国家重点研发计划子课题，70万，2022，结题

4. 超深油气井口高强材料激光冲击-电弧复合增材制造工艺及疲劳延寿机理研究，中石油科技创新基金，50万，2025

5. 低温钛合金锯齿效应与梯度结构协同调控低周疲劳变形与断裂机制及性能优化研究，中国博士后科学基金面上资助项目，8万，2026

6. 高压管汇先进制造及抗疲劳机制研究，湖北省科技创新人才计划，150万，2025

7. 单管万向及法兰螺栓疲劳寿命评估技术，国家重点实验室基金，8万，2023，结题

8. 高强铝合金表面小缺陷激光修复强韧化机理及疲劳寿命研究，湖北省自然科学基金，5万，2024

9. 轻质铝合金钻杆表面缺陷激光修复强韧化机理与方法，湖北省教育厅科研计划项目，4万，2024

10. 锤磨机内密相颗粒流的能量跃迁机理研究，湖北省教育厅科研计划项目，5万，2026.

11. 一种高压管汇寿命提升技术应用及示范，荆州市揭榜挂帅项目, 20万，2025

12. 双椭圆变轨迹振动筛研制，湖北省双百赋能项目，50万，2025

13. 井下工具自动化试验装置制造，企业委托课题，780万元，2021，结题

14. 175MPa井口校核与仿真分析，企业委托课题，149万元，2023，结题

15. 紧急泄压超高压自动节流阀设计及控制系统开发，企业委托课题，120万，2026

16. 荆州恒隆REPS产能及装配能力提升，企业委托课题，102万，2025

17. 多级节流阀串联地面监测及远程控制系统开发，企业委托课题，75万，2024，结题