蔡灿

姓    名

蔡 灿

性     别

男

职称

副研究员（副教授）

出生年月

1988-01

学历/学位

工学博士

教研室

行政职务

副院长

博导/硕导

博导、硕导

学科专业

油气流体机械及工程、机械工程、油气井工程

硕博士招生学科专业

机械工程（学、专）、动力工程及工程热物理（学、专）、资源与环境（专博）

研究方向

（1）高压射流理论及应用基础研究；（2）高压射流钻采技术及应用；（3）油气智能射流装备。

联系电话

0817-2641201

电子邮件

cainia10@163.com

swpu_cc@swpu.edu.cn

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

蔡灿，博士（后）、副研究员、博士研究生导师，机电工程学院副院长，皇家永利天府EM青年科技人才，皇家永利学术与技术带头人后备人选，皇家永利高层次人才、南充市高层次人才， Journal of Petroleum Science and Engineering（SCI TOP）副主编，高压射流理论与应用技术实验室负责人，动力工程及工程热物理一级学科流体机械及工程方向学科带头人，岩石破碎学与钻头研究室、石油天然气装备教育部重点实验室、地热能研究中心固定研究人员，油气藏地质与开发工程全国重点实验室、吉林大学地热能开发及装备技术教育部工程技术中心等流动研究人员；兼任中国水射流技术专业委员会委员、中国石油学会连续管专委会委员、中国机械工程学会液压传动青委会委员、中国石油和化工自动化行业标准化技术委员会委员、中国地质学会青年工作委员会委员、皇家永利青科联理事等职务。2019年6月毕业于武汉大学，师从李晓红院士、康勇教授。累计发表及录用论文40余篇，其中SCI 30余篇、中文EI 9篇；主持国家自然基金（面上、青年、重点子课题）、中国博士后面上基金等纵向课题15项、横向课题7项；获湖北省科技进步一等奖1项、牵头获绿色矿山科技进步一等奖1项（排名第一）、中国石油与化工自动化协会科技进步二等奖（排名第一）、中国自动化学会教学成果三等（牵头、排名第一）；校优秀毕业设计指导教师，互联网+、挑战杯、全国过程装备设计大赛优秀指导教师；指导学生获挑战杯省一等国铜、互联网+创新创业大赛省金奖国铜国银、过程装备设计大赛国一等等8项奖项、皇家永利本科生创新创业项目3项、校优秀毕业设计1人次。

团队主要聚焦“高压射流及能源智能装备”相关的基础科学问题和技术应用研究：

（1）高压射流理论及应用基础研究：极端井下环境下的射流动力学及数值方法、高压射流-机械联合破岩力学、极端井下环境高压射流调控理论及智能控制方法、钻采井筒多相流动及喷射泵设计理论、极端环境特殊介质（N₂、超临界CO₂、空气、磨料射流、酸液）射流理论；

（2）高压射流钻采技术及应用（油气及地热井）： 油气及地热井喷射钻井技术、高压喷射压裂井筒多相流控制及实验测试技术、采气井筒喷射携液及排采技术；

（3）能源智能射流装备：智能钻头（喷嘴）、智能射流喷射泵、高压磨料射流智能制造、油气井智能射流切割装备、油气井超声射流除垢装备、万米深井连续管关键装备等装备设计及研发。

主要工作经历：

2024/12至今  西南石油大学 博士研究生导师；

2023/03至今  西南石油大学机电工程学院 副院长；

2021/12至今  西南石油大学机电工程学院 副研究员；

2021-2022 阿伯丁大学(英国)CSC公派访问学者\荣誉研究员（合作导师：Dr. Yingfang Zhou）；

2019/09-2021/10 西南石油大学 讲师、油气藏地质及开发工程全家重点实验室博士后（导师：杨迎新教授）；期间曾赴中国石油大学（北京）高压射流实验室访问交流（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；

*近五年部分获奖及荣誉----------------------------------

（1）绿色矿山科技奖基础研究类一等奖，2023；（牵头、排名第1）

（2）中国石油与化工自动化应用协会科技进步二等奖，2024；（牵头、排名第1）

（3）中国自动化学会教学成果三等,2025，（牵头，排名第1）

（4）2020年湖北省科技进步一等奖，2020-09；（参与、排名13）

（5）皇家永利学术与技术带头人后备，2022-11，皇家永利委组织部、教育厅等；

（6）皇家永利天府EM青年科技人才，2023-04，中共皇家永利委组织部、教育厅、科技厅等;

（7）南充市十大创新英才，2023-11，南充市人民政府；

（8）中共西南石油大学 “优秀党员”称号;

（9）飞龙英雄奖，壳牌（中国）有限公司，中国北京，2013年;

（10）《天然气工业》2024年度优秀审稿人，2025；

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

[1] 成都机械工程协会理事，皇家永利青科联理事，中国水射流技术专业委员会常委，中国流体传动与控制分会青年委员、中国真空工程专业委员会委员、中国石油学会连续管专委会委员、中国地质学会青年工作委员会委员、中国石油和化工自动化行业标准化技术委员会委员；

[2] 乐山师范学院客座教授、国家自然基金网络评议专家，教育部学位与研究生发展中心论文评审专家、互联网+创新创业大赛全国决赛评审专家；

[3] Geoenergy Science and Engineering（SCI TOP期刊）副主编，Energies期客座编辑、Petroleum Science\天然气工业\中国矿业大学学报\东北石油大学学报\西安石油大学学报\钻探工程\石油机械等中青年编委；

[4] SPE会员，中国机械工程学会高级会员、中国地质学会会员、中国岩石力学与工程学会等；

[5] SPE J/ Journal of Petroleum Science and Engineering / Journal of Natural Gas Science and Engineering /     Engineering Fracture Mechanics/ Energy Source Part A/天然气工业/振动与冲击等SCI\EI期刊审稿人；

代表性论文----------------------------------

[1] Cai Can, Zeng qi, Et al., Investigation on rock-breaking and debris transport of high-pressure water jet drilling using the discrete element method (DEM),Geoenergy Science and Engineering, 2025,(Aceept,中科院工程大类2区，石油TOP);

[2] Cai Can, Cao Wenyang, et al., Rock Breakage and Temperature Rising of Rock Cutting after High Temperature Treatment, Petroleum Science, 2025;(Aceept, 中科院工程大类1区)

[3] Can Cai, Shengwen Zhou, et al., Rock-breaking Enhancement Mechanism of Supercritical CO₂ Jet Drilling based on Fluid-Solid Coupling Method and Physical Experiments,International Journal of Oil Gas and Coal Technology, 2025,(Aceept);

[4] Can Cai, Wenyang Cao, et al. Study on Composite Rock-Breaking Mechanism of Ultrahigh-Pressure Water Jet–PDC Cutter /SPE Journal/2024 Vol.29/工程技术2区；

[5] Can Cai, Quangong Xie, et al., Investigation on Rock-breaking and Debris Flow of High-pressure CO₂ Jet Drilling Using Discrete Element Methods (DEM), Geothermics, 2024.01, GEOT_102936.

[6] Can Cai*, Pei Zhang, et al., Rock breakage and temperature variation of naturally worn PDC tooth during cutting of hard rock and soft rock, Journal of Petroleum Science and Engineering, 2023,229: 212042.（中科院工程大类2区，石油TOP）

[7] Can Cai*, Xie Quangong, Liehui Zhang, Yulong Zhang,et al., The Thermal-Fluid-Mechanical (TFM) Coupling Method based on Discrete Element Method (DEM) and the Application of CO₂ Fracturing Analysis, Geoenergy Science and Engineering, 2024,232,Part A：212443.

[8] Can Cai*, Pei Zhang,Daping Xue, Xianpeng Yang,Yingfang Zhou. Composite rock-breaking of high-pressure CO₂ jet & polycrystalline-diamond-compact (PDC) cutter using a coupled SPH/FEM Model, International Journal of Mining Science and Technology, 2022,32 (5), 1115-1124 (中科院SCI工程技术1区，TOP)

[9] Xian-Peng Yang, Can Cai*, Xiao-Hua Chen, Pei Zhang, Xin Zeng, Chi Peng, Ying-Fang Zhou, Theoretical Calculation of High-Pressure  CO₂ Jet under Composite Rock-Breaking Based on Span-Wagner State Equation, Journal of Hydrodynamic, 2022,34 (5), 948-964 ( 中科院工程3区).

[10] Can CAI, Xian-Peng YANG*, Cao GAO, Zhi-Cheng PU, Pei ZHANG, Zheng-Bo TAN . Intense Cooling during Composite Rock Breaking of High-Pressure CO₂ Jet-Polycrystalline Diamond Cutter, SPE Journal,2022, 27 (04): 2525–2540. Paper Number: SPE-209603-PA. (SCI石油Top)

[11] 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, 2022,19(4),1682-1699. (中科院工程大类1区，石油TOP)

[12] 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)

[13] 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. (石油1区 Top, 中科院大类2区)

[14] 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. (石油Top, 中科院2区)

[15] 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. (石油1区 Top, 中科院大类3区)

[16] 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. (中科院大类2区)

[17]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50次, SCI中科院工程大类1区,Top期刊))

[18] 蔡灿*;曾浪;刘家炜 等，油气井井下切割技术发展现状及趋势，西安石油大学学报，2024,01(39): 89-96+113.

[19] 曾浪,蔡灿,廖飞龙,等. 海洋井架腐蚀后力学强度及疲劳性能[J]. 科学技术与工程,2024,24(35):14911-14920.  

[20] 蔡灿^*，曹文洋，高压射流辅助钻井的研究现状及发展趋势，天然气工业，2023,43(08)，116-126..

[21] 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，2022,41(16):232-241.

[22] 陈浩,高超,蔡灿,等,水平井投球暂堵压裂炮眼封堵的有效性及影响因素研究,钻采工艺,2023,46(01),78-84;

 更多成果介绍，请关注本人谷歌学术、CNKI及百度学术。

*近三年组织及参与的学术会议----------------------------------

[1] 蔡灿，2024高端油气装备技术论坛暨《石油机械》青年编委会议,高压射流辅助钻完井及射流装备研制,北京 2024-11(组织委员，分会场特邀报告);

[2] 蔡灿，第六届探矿工程学术论坛（EEF China 2024），非球形岩屑PDC钻头喷射钻井携岩特性研究，江苏徐州 2024/8/28；（组织委员，分会场特邀报告）

[3] 蔡灿，2024年国际干热-超热地热资源研究与开发研讨会/2024 International Workshop on Hot Dry Rock and Supercritical Geothermal Resources，高温地热井高压射流-PDC齿联合破岩机理及携岩特性研究进展，吉林长春，2024-9-24;（组织委员、承办、分会场主持人）

[4] 蔡灿，第十八次全国水射流技术与应用研讨会,高压射流辅助钻完井及射流装备研制,湖北武汉 2024/5/10；（组织委员、承办，分会场特邀报告） 

[5] 蔡灿，地热井高压气体射流-PDC齿复合破岩机理及携岩特性研究, 第六届地热青年论坛会议,湖北武汉,2024-01.（特邀报告，会议组委会成员）

[6] 蔡灿，地热井高压CO₂射流-pdc齿协同破碎高温岩石的离散元数值分析，2024年中国深部地热论坛，2023-03，中科院岩土所，中国武汉。（特邀报告，会议组委会成员）

[7] 蔡灿，高压射流辅助钻井破岩机理及水力携岩特性研究，首届国际绿色矿山学术年会，2024-01，中国北京。（会议组织委员，特邀报告）；

[8] 蔡灿，高压水射流-PDC齿协同破岩机理研究，第二十二届全国探矿工程学术交流年会，中国地质学会 2023/10/17-20，中国威海。（特邀报告，会议组委会成员）

[9] 蔡灿,高压CO2射流钻井携岩试验研究,第四届复杂油气工程科技创新论坛,长江大学,2023/6/23-25,中国荆州。（特邀报告，会议组委会成员）

[10] Can Cai, Dr Can Cai, The Thermal-Fluid-Mechanical Coupling Method based on Discrete Element

Method (DEM) and the Application of CO₂ Fracturing, 6th InterPore UK Conference Brunel Universit, London, U.K., 12th – 13th September 2022.

*近五年部分专利----------------------------------

[1] 智能钻头钻进检测及智能分析软件V1.0,软件著作专利，登记号：2022SR0533727,（授权）.

[2] 一种脉冲喷射水下仿生水母机器人，发明专利，CN202210384723.0；（授权）.

[3] 一种二氧化碳射流辅助加工的雕刻机，实用新型专利 CN2022200995503；（授权）.

[4] 一种具有钻井加速度实时监测功能的智能钻头，实用新型专利 CN2022200995503；（授权）.

[5] 一种具有温度实时监测功能的智能钻头，实用新型专利 CN2022200995715；（授权）.

[6] 一种井下高压脉冲水力喷射压裂工具，实用新型 CN202122347738.3；（授权）.

[7] 一种提升岩屑能力的流线型PDC钻头，发明专利，CN2021104322964,（授权）.

[8] 一种部分刀翼可动的PDC钻头，发明专利，CN2022100759717,（授权）. 

[9] 一种可控电磁驱动式冲击-刮切复合钻头及方法，发明专利，CN202010052493.9,（授权）.

[10] 一种钻井切削力学实时监测的智能钻头及其工作方法，发明专利，CN202010525525.2,（授权）.

[11] 一种具有摆动喷嘴的钻头，发明专利，CN2022102708391,（授权）.

*近五年科研项目----------------------------------

[1] 国家自然科学基金面上项目，No：42472383，深井高压气体射流辅助钻井破岩机理及携岩特性研究，

2025.01-2028.12，国家自然基金委，在研，主持；

[2] 国家自然基金青年基金项目，No. 52004***，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；

[3] 国家自然科学基金重点项目“海相页岩水平井超临界二氧化碳压裂机理与一体化模拟研究”（编号：52234***）子课题专题4，在研，主持;

[4] 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.2014CB239***，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.

[5] 皇家永利科技厅项目，No.2021JDRC0***，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；

[6] 皇家永利人社厅，皇家永利留学回国人员科技活动择优资助项目-优秀类项目，油气井射流切割理论及井下智能射流装备设计研究，No.****,主持，2023/09-2025/09.

[7] 2024—2026年皇家永利高等教育人才培养质量和教学改革项目，“教学-学科竞赛-科普”三位一体机电类应用型人才培养探索与实践，No.552，主持（排名第一），2024-2026；

[8] 皇家永利与吉林大学战略合作2023年重点项目,深层地热高效钻井破岩机理及钻具设计研究，主持，牵头人：蔡灿（西南石油大学），冯波（吉林大学），2023-2026.

[9] 中国博士后面上基金项目，No. 2020M673***，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；

[10] 油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金,No.PLN202***，高压CO₂射流-非平面齿复合破岩机理及喷嘴布置设计研究，2022/10/01-2024/10/01，在研，主持；

[11] 攀枝花市先进制造技术重点实验室开放课题, No.2022XJY***，钛合金零件高压磨料射流加工温度及残余应力控制研究, 2022/09-2024/09,在研，主持；

[12] 地热资源开发技术与装备教育部工程研究中心开放课题，NO.22***, 地热井非平面齿PDC钻头喷射钻井提速机理及射流调控研究，2022/09-2023/09, 已结题，主持;

[13] 西南石油大学“启航计划”项目，No.2019QHZ***，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，已结题，主持；

[14] 地下水环境与资源教育部重点实验室开放课题，No.20200500***,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，已结题，主持；

[15] 南充市市校合作教改重点项目，面向成渝经济副中心的“一教三科”机电类高质量应用性本科人才培养模式改革研究，主持，2024-2025，主持；

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

[17] 外协企业横向课题，密切割暂堵压裂关键技术研究，No. FW0499-0***，已结题，主持.

[18] 外协企业横向课题，在役井架仿真数据库及分析系统, No.2021-JS-***，已结题，主持。

[19] 外协企业横向课题，深层页岩气采气井筒流态及地面干扰模拟测试研究，2024-2025，主持.

[20] 外协企业横向课题，超长水平井井筒压裂液携砂两相运移规律及工艺改进研究，2024，主持.

[21] 外协企业横向课题，彬长致密砂岩储层压裂裂缝扩展及有效支撑技术研究,2024-2025，主持. 

[22] 外协企业横向课题，超声射流除垢机理及智能射流工具研发,2025,主持。

[23] 外协企业横向课题，高温高压井底磨料射流切割工具设计及研发,2025,主持。

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

团队现有教师3名、博士及研究生13名，经费充足、科研条件一流，学生培养质量及就业质量双高，热诚欢迎国内外能源矿业类和机械动力类（含动力工程）专业学子报考（欢迎外校学子报考），办公室地址：西南石油大学成都校区明辨楼D201、南充校区完井楼207。实验室前五届毕业生（含联合培养及本科生）去向：

2020届   谢  松  国企研究所，硕士期间发表SCI 2篇，CSCD核心1篇；

李邦润  中船重工集团重庆江增船舶重工有限公司，发表SCI 1篇、中文核心1篇；

   2022届     曹玉磊（本科）保送天津大学精密仪器国重读研，挑战杯国三、省金，国家奖学金；

何文（本科）  保送西北工业大学机电学院读研，挑战杯国三、省金，国家奖学金；

   2023届     张  沛     四川九洲电器集团有限责任公司，硕士期间发表SCI 2篇、EI 1篇；

杨显鹏     西南石油大学南充校区，硕士期间发表SCI 2篇；

谭政博     中航工业，硕士期间发表SCI 1篇、EI 1篇、中文核心1篇；

蒲治成     东方电气，硕士期间发表CSCD核心1篇、授权发明专利1项；

高  超     三峡集团水电，硕士期间发表EI 1篇，中文核心 1篇；

   2024届    谢全功      江苏诚创智能装备有限公司，硕士期间发表SCI 2篇；

              樊康康     国家管网集团北方管道有限责任公司，硕士期间发表英文论文1篇；

              曾  薪（本科） 保送中国科学院长春光机所读研，互联网+国铜、省金，国家奖学金；

              康传哲（本科） 保送北京理工大学先进结构技术研究院读研，互联网+国铜、省金，国家奖学金；

              本科生“智钻之光”科技竞赛团队7人中6名本科生保送研究生，为他们的成就点赞！

   2025届    曾  浪      郎酒集团，硕士期间发表CSCD核心1篇、中文核心 1篇；

              曹文洋     国企研究所，硕士期间发表SCI 2篇、EI 1篇；

              周圣文     华润燃气，硕士期间发表SCI 1篇、中文 1篇；

   未完待续，等你续写.......