蔡灿

姓      名

蔡 灿

性       别

男

职称

副研究员

出生年月

1988-01

学历/学位

工学博士

教研室

钻头所

行政职务

博导/硕导

硕士导师

学科专业

机械工程，流体机械及工程

硕博士招生学科专业

机械工程、动力工程及工程热物理

研究方向

（1）高压射流力学；（2）钻头射流及喷射钻井技术；（3）高压CO₂射流及地热井、油气井钻完井应用。

联系电话

+86 15928072746

电子邮件

cainia10@163.com

*个人简介--------------------------------------

蔡灿，湖北黄梅人，博士（后），机电工程学院副研究员、硕士研究生导师，油气钻井技术国家工程实验室钻头研究室、CNPC钻井重点实验室钻头研究室、石油天然气装备教育部重点实验室钻头研究室、皇家永利高校岩石破碎学与钻头研究重点实验室和皇家永利钻井破岩及钻头工程技术中心的固定研究人员。累计发表论文20余篇，其中一作SCI 8篇、中文EI 6篇，CSCD核心1篇；主持国家自然基金青年基金、中国博士后面上基金、四川科技厅基金等国家省部级项目6项，主持企业横向课题2项，作为主要研究人员参加了973、863和国家基金等能源领域重大项目13项，获湖北省科技进步一等奖1项，指导学生获挑战杯皇家永利一等奖等国家省级奖项5项、校优秀毕业设计1人次。主要聚焦“高压射流理论及新技术”，研究方向为：

（1）高压射流力学：射流冲击力学建模、射流流场差分法求解、高压射流实验研究；

（2）钻头射流及喷射钻井技术：钻头射流冷却-携岩-破岩作用机理、高压射流-机械复合破岩及应用、钻头喷嘴及水力结构设计、井下增压器及复合钻头；

（3）高压CO₂射流及地热井、油气井钻完井应用：高压CO₂射流及喷射压裂（地热井、油气井）、CO₂射流-机械协同作用机理及欠平衡气体钻井应用（地热井、油气井）。

工作经历：

2021/12至今  西南石油大学 机电工程学院 岩石破碎学与钻头研究所 副研究员；

2021/12-2022/12    阿伯丁大学（英国）CCUS中心 CSC公派访问学者 (合作导师： Dr.Yingfang Zhou)；

2019/09-2021/12    西南石油大学 机电工程学院  岩石破碎学与钻头研究所 讲师；

2019/09-2021/10    西南石油大学 石油与天然气工程（油气井工程）博士后流动站 在站博士后（导师：

杨迎新 教授，出站考核“优秀”）；

期间曾赴中国石油大学（北京）高压射流实验室作访问学者（合作导师：李根生院士、王海柱教授）；

2014/07-2016/07   壳牌勘探与生产有限公司 钻井监督助理、钻完井工程师（Coach: Gerard De Block）；

2013/07-2013/9    壳牌集团（中国）四川区块“Flying Dragon”安全培训项目 Training Leader；

学习经历：

2016/09-2019/06   武汉大学 流体机械及工程 工学博士 (导师：李晓红 院士、康勇 教授)；

2011/09-2014/09   西南石油大学 流体机械及工程 工学硕士（导师：伍开松 教授）；

2007/09-2011/09   西南石油大学 过程装备与控制工程 工学学士；

*学术兼职--------------------------------------

[1]   《天然气工业》、《中国矿业大学学报》等中青年编委；

[2]   SPE J/ Journal of Petroleum Science and Engineering / Journal of Natural Gas   Science and Engineering /     Engineering Fracture   Mechanics/ Frontiers of Earth Science/ Energy Source Part A等SCI期刊审稿人；

[3]   天然气工业 / 振动与冲击 / 中国矿业大学学报等EI期刊审稿人；

[4]   中国机械工程学会高级会员、中国岩石力学与工程学会会员、中国煤炭学会会员、美国SPE会员；

[5]   国家自然基金评议专家；

[6]   中国机械工程学会流体传动与控制分会青年委员（2021年-2023年）；

部分论文著作----------------------------------

*分区以论文发表及录用当年的中科院当年分级为准；

[1] Cai C, Kang Y*,   Wang X, Hu Y, Chen H, Yuan X, Cai Y, Mechanism of supercritical carbon   dioxide (SC-CO2) hydro-jet fracturing[J]. Journal of CO2 Utilization, 2018,   26:575–587. (被引40次, SCI中科院大类1区,Top期刊))

[2] Cai Can, Yong   Kang*, Xiaochuan Wang, Yi Hu, Man Huang, Yiwei Liu, Jiawei Liu, Hao Chen,   Xiaohong Li, Experimental Study on Shale Fracturing Enhancement by Using   Multi-times Pulse Supercritical Carbon Dioxide (SC-CO2) Jet. Journal of   Petroleum Science and Engineering, 2019, 178C: 948-963. (SCI, 石油1区 Top, 中科院大类3区)

[3] Cai Can, Wang   Xiao-chuan*, Yuan Xiao-hong, Kang Yong, Wang Zefeng, Huang Man, Chen Hao,   Experimental Investigation on Perforation of Chinese Shale with Ultra-High   Pressure Abrasive Water Jet: Shape, Mechanism and Sensitivity, Journal of   Natural Gas Science and Engineering, 2019, 67: 196-213. (SCI, 中科院大类2区)

[4] Cai C., Wang X. *,   Mao S., Kang Y., Lu Y., Han X., Liu W. Heat Transfer Characteristics and Prediction   Model of Supercritical Carbon Dioxide (SC-CO₂) in a Vertical Tube.   Energies, 2017, 10, 1870. (SCI, 中科院大类3区)

[5] Cai C*, Xie   S, Liu Q, Kang Y, Lian D, Li B. The Flow Characteristics of Supercritical   Carbon Dioxide (SC-CO₂) Jet Fracturing in Limited Perforation   Scenarios[J]. Energies. 2020 Jan;13(10):2627. (SCI, 中科院大类3区)

[6] Can Cai*, Yong Kang, Yingxin Yang,   Xiaochuan Wang, Yang Li, Man Huang, Jiwei Wu, The Effect of Shale Bedding on   Supercritical CO2 Jet Fracturing: A Experimental Study[J], Journal of   Petroleum Science and Engineering, 2020, 195, 107798. (SCI, 石油1区 Top, 中科院大类2区)

[7] Can Cai*, Yong   Kang, Yinxin Yang, Feilong Liao, Yunfei Chen, Man Huang, Hao Chen,   Experimental Investigation on Flow Field and Induced Strain Response During   SC-CO₂ Jet Fracturing[J], Journal of Petroleum Science and   Engineering, 2020, 195, 107795. (SCI, 石油1区   Top, 中科院大类2区)

[8] Can Cai*, Bang-run   Li, Yi-yao Zhang et al., Fracture propagation and the Induced Strain Response   during Supercritical CO2 Jet Fracturing[J], Petroleum Science,   2021-Dec. (Accept, SCI, 中科院大类1区)

[9] Can CAI, Xian-Peng   YANG*, Cao GAO, Zhi-Cheng PU, Pei ZHANG, Zheng-Bo TAN . Strongly cooling   mechanism and rule during composite rock-breaking of high-pressure CO₂   jet- PDC cutter, SPE Journal, 2022， (2th revised). (SCI, 石油1区 Top)

[10] 蔡 灿, 伍开松*,袁晓红,程少杰. 中低应变率下的岩石损伤本构模型研究[J]. 岩土力学, 2015, 03:795-802.

[11] 蔡 灿, 伍开松*,廉 栋,袁晓红. 单齿冲击作用下破岩机制分析[J]. 岩土力学, 2015 36 (6): 1659-1666.

[12] 蔡 灿, 伍开松*, 袁晓红.   基于岩石损伤本构的仿真破碎比功评价模型研究与应用[J]. 岩土力学, 2015, 36(9):2576-2584.

[13] 蔡 灿^*，张沛, 等. 油气钻井中的分离式冲击-切削复合破岩机理研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(9) : 2535-2544.

[14] 蔡 灿*, 高超, 王海柱, 等，高压CO₂射流—PDC齿复合破岩流场及携岩增强机理分析[J]. 天然气工业, 2021, 41(10)：92-99.

[15] 蔡 灿*, 谭政博, 玄令超, 等，分离式冲击-刮切复合钻头破岩机理及钻进破岩研究[J]. 振动与冲击，2021. （录用待刊）

[16] 伍开松*,蔡 灿,吴霁薇,张瑜,廖飞龙. 20万方原油储罐的关键结构参数设计与优化分析[J]. 机械科学与技术, 2013, 11:1604-1609.

[17] 杨迎新*,谢松, 蔡灿,等, PDC   磨损齿切削破岩过程切削力及温度场变化的试验研究[J]. 西南石油大学学报,2021.（录用待刊）

[18] 陈浩*, 李邦润, 蔡灿,等. 深井高温岩石破岩机理及生热分析. 石油机械, 2021, 49 (1): 1-10.

[19] Can Cai, Kang   Yong, Wang Xiao-chuan, Xiaohong, Yuan,Hao, Chen,Jiawe. Experimental   Investigation on perforation of China Shale with abrasive water jet: Erosion,   micro-annulus and extending. 2nd International Conference on Gas, Oil, and   Petroleum Engineering (GOPE-2018), Houston, USA, 26-28 February 2018.

[20] Chen H, Hu Y*, Kang Y, Can   Cai, Jiawei Liu, Yiwei Liu. Fracture initiation and propagation under   different perforation orientation angles in supercritical CO₂   fracturing[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2019, 183:   106403.

[21] Man Huang, Yong Kang*,   Xiaochuan Wang, Yi Hu, DengLi, Can Cai, Yiwei Liu. Experimental investigation   on the impingement characteristics of a self-excited oscillation pulsed   supercritical carbon dioxide jet[J]. Experimental Thermal & Fluid   Science, 2018,94: 304-315.

[22] Man Huang, Yi Hu, Xiao   Wangchuan, Yong Kang, Can Cai. Experimental investigation on the flow   and rock breaking characteristics of supercritical carbon dioxide jets[J].   Journal of Petroleum Science and Engineering, 2020,187: 106735.

[23] M Huang, Y Kang*, X Wang,   Y Hu, C Cai, et al. Experimental investigation on the rock erosion   characteristics of a self-excited oscillation pulsed supercritical CO₂,   jet[J]. Applied Thermal Engineering, 2018,139(5): 445-455.

[24] Huang, M.; Kang, Y. *;   Wang, X.; Hu, Y.; Li, D.; Cai, C.; Analysis of the flow   characteristics of the high pressure supercritical carbon dioxide jet. Journal   of Hydrodynamics. 2019,(31):389–399.

*部分学术会议----------------------------------

[1] 蔡灿，张沛，油气钻井中的分离式冲击-切削复合破岩机理研究，2021年第十七届全国岩石动力学学术会议暨高端论坛，中国   徐州，2021-05-14~16.

[2] 蔡灿，李邦润，高超，杨显鹏，超临界CO₂射流增强PDC齿切削破碎高温岩石数值模拟研究，2020年第三十二届天然气学术年会优秀论文二等奖，重庆，2020-11-12~14.

[3] 蔡灿, 超临界CO₂射流高速摄影及诱导应变响应的检测方法探索与应用, 复杂油气工程科技创新论坛, 中国,   北京, 2019/12/28-30.

[4] 蔡灿, 康勇, 杨迎新，李扬; 超临界CO₂循环喷射压裂增强技术,中国石油学会第十一届青年学术会议, 中国, 武汉, 2019/11/23-24.  

[5] 蔡灿, 康勇, 杨迎新; 超临界CO₂射流及循环喷射压裂增强机理研究，第三十一届天然气年会，中国，合肥，2019/10/31-11.1.

[6] Can Cai, Kang Yong, Wang   Xiao-chuan, Xiaohong Yuan,Hao Chen,Jiawe. Experimental Investigation on   perforation of China Shale with abrasive water jet: Erosion, micro-annulus   and extending. 2nd International Conference on Gas, Oil, and Petroleum   Engineering (GOPE-2018), Houston, USA, 26-28 February 2018.

[7] 伍开松, 蔡灿; 单齿冲击破岩力学建模与分析, 第十二届全国岩石破碎工程学术大会，中国, 沈阳, 2014/8/21-24.

[8] 伍开松, 蔡灿; 基于骨架孔隙结构的砂岩损伤本构模型研究, 第二届全国岩土本构理论研讨会, 中国, 上海, 2014/5/23-25.

[9] 蔡灿, 伍开松; 单齿冲击破岩机理研究,   第十三届岩石动力学学术会议, 中国, 重庆, 2013/10/18-20.

*发明专利----------------------------------

[1] 蔡灿，蒲志成，高超等，一种提升携岩能力的流线型PDC钻头及其设计方法,2021-05-27,中国，申请号：CN202110432296.4. （实审中）

[2] 蔡灿, 曹煜磊, 杨迎新, 谢冲, 李邦润，一种钻井切削力实时监测的智能钻头及其工作方法，2020.07，中国，申请号：CN202010525525.2. （实审中）

[3] 谢松, 蔡灿, 杨迎新, 任海涛, 李邦润, 曹煜磊，一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头及方法，2020.01.17，中国，申请号：CN202010052493.9. （已授权）

[4] 蔡灿, 李邦润, 杨迎新, 谢松, 曹煜磊, 任海涛,一种冲击-刮削复合PDC钻头, 2020.09.15，中国，申请号：CN202010965802.1 （实审中）

[5] 康勇, 蔡灿, 王晓川，胡毅, 黄满. 一种超临界二氧化碳浸泡页岩实验装置，2016.10.28，中国，201610968585.5 （已授权，授权日期2020年5月）

[6] 康勇, 黄满, 王晓川, 胡毅, 蔡灿, 李登. 一种超临界二氧化碳脉冲射流油管清污装置及方法, 2016.12.20，中国，201611182983.

[7] 邓涛，冯燕，伍开松，蔡灿，吴霁薇，张瑜，廖飞龙，廉栋，新型环壁气体保护燃烧炉,2013.07.01, 201320385059.8.

*课题成果----------------------------------

一、主要在研科研课题

[1] 国家自然基金委青年基金项目，No. 52004236，超临界CO₂循环喷射压裂作用下干热岩储层缝网形成与增渗机理研究，国家自然基金委，2021/01-2023/12，在研，主持；

[2] 皇家永利科技厅创新创业苗子工程重点项目，No.2021JDRC0114，干热岩井超临界CO₂射流-PDC齿复合破岩机理及配套钻头设计, 2021/03/31-2023/04/01,在研，主持；

[3] 西南石油大学“启航计划”项目，No.2019QHZ009，超临界CO₂射流辅助PDC切削干热岩破岩机理研究，西南石油大学，2020/01-2022/12，在研，主持；

[4] 吉林大学地下水环境与资源教育部重点实验室开放课题，No.202005005KF,超临界CO₂压裂干热岩储层缝网形成及增渗机理研究，2020/05-2022/05，在研，主持；

[5] 西南石油大学-人才引进项目，超临界CO₂射流及应用研究，在研，主持；

[6] 皇家永利高价值专利育成中心项目：钻井破岩与钻头相关技术高价值专利育成中心项目, 省科技计划项目(2021-ZS-00245)，2021/08-2022/07,在研，参研.

[7] 皇家永利区域创新合作项目，No.2021YFQ0041,高性能复合钻头关键技术研究与新产品开发，2021/03/31-2023/04/01,在研，参研；

[8] 2021年南充市校科技战略合作项目,No. SXHZ022, 智能钻头自感知系统关键技术研究, 2022/01~2023/12, 在研，参研。

[9] 2021年南充市校科技战略合作项目,No.SXQHJH058, 基于机器视觉的PDC齿磨损评价及布齿优化研究, 2022/01~2023/12, 在研，参研。

二、部分已结题的科研课题

[1] 国家重点基础研究计划：超临界二氧化碳强化页岩气高效开发基础，No.2014CB239200，已结题，主研，负责课题三，主要从事超临界CO₂射流、超临界CO₂射流破岩和超临界CO₂喷射压裂研究。2014/03-2018/11.

[2] 中国博士后面上基金项目，No. 2020M673285，超临界CO₂射流增强PDC齿切削破碎干热岩的作用机理研究,2020/06-2021/10, 已结题，主持；

[3] 国家自然科学基金面上项目：考虑单次冲击加卸载下岩石本构关系理论研究与应用，No. 51174173，2012.01-2015.12，已结题，主研。

[4] 国家自然科学基金面上项目：粒子冲击破岩机理及应用研究，No.50874095，2009.01-2011.12，已结题。

[5] 国家自然科学基金青年项目：淹没环境下超临界二氧化碳喷砂射孔流体动力学特征及成孔特性研究，No.51504166，2016.01-2018.12，已结题，主研。

[6] 中国工程院咨询研究项目：我国中西部绿色能源结构及开发利用战略研究，2015-ZCQ-07，已结题，参研;

[7] 皇家永利科技计划面上项目，No.19YYJC2908, 高温地热钻井岩石破碎机理及钻头关键技术研究，2019/01-2021/12,已结题，参研；

[8] 中石化江汉采技服有限公司横向课题，密切割暂堵压裂关键技术研究，No. FW0499-0008，已结题，主持.

[9] 中石化工程技术研究院重点课题：冲击-刮削复合钻头设计与破岩机理研究，No.19-ZC0609-0001，已结题，；

[10] 川庆安检院横向课题，在役井架仿真数据库及分析系统, No.2021-JS-463，已结题，主持。

*部分荣誉奖励----------------------------------

[1] 2020年湖北省科技进步一等奖，页岩气储层超临界二氧化碳复合压裂关键技术及应用,2020-12。

[2] 2021年挑战杯皇家永利一等奖1项（指导教师,排名第1）、三等奖1项（指导教师,排名第1）, 西南石油大学优秀指导教师；2013年挑战杯皇家永利二等奖；2009年全国电子设计大赛皇家永利二等奖；皇家永利大学生综合素质A级证书。

[3] 国家奖学金（2013年，硕士，西南石油大学），国家奖学金（2018年，博士，武汉大学）。

[4] 中共西南石油大学08—10年度“优秀党员”称号，校学生会“先进个人”,2010。

[5] 硕士毕业论文“砂岩的动静态损伤本构模型及牙齿破岩机理研究”2014年西南石油大学优秀毕业设计,2014。

[6] 本科毕业论文“一万方原有储罐的数值分析与优化设计”为西南石油大学毕业设计创新奖,2011。

*备注其他----------------------------------

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