西南石油大學工程結構質量可靠性團隊由國務院政府特殊津貼專家、四川省學術技術帶頭人、四川省科技廳評審專家組成，成員教育背景有機械工程、油氣儲運工程、土木工程和安全工程，屬于跨學科的創新科研團隊，其特色方向油氣管道完整性管理整體水平處于行業領先地位。團隊已培養博士35名、碩士255名、出站博士后5名、“西部之光”訪問學者1名。同時，本團隊與國內外知名科研單位密切合作，目前已輸送6名博士出國訪問學習。另外，現在團隊由機械工程、油氣儲運工程、土木工程、管理科學與工程四個學科領域的在讀研究生共同組成，包括博士研究生4人，碩士研究生30人。
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張鵬 教授 博導 |
董事爾 教授 碩導 |
王作文 教授 碩導 |
伍穎 研究員 碩導 |
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趙植平 副教授 碩導 |
侯向秦 副教授 碩導 |
秦國晉 博士 講師 碩導 |
王藝環 博士 講師 碩導 |
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張鵬 講師 |
楊靜 講師 |
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西南石油大學工程結構質量可靠性團隊，承擔各級各類科研項目130項，其中國家項目18項：國家自然科學基金“八五”“九五”重大項目子專題4項，國家自然科學基金面上項目5項，國家自然科學基金國際合作項目2項，國家社會科學基金項目1項，國家“十一五”863高科技計劃項目課題1項，國家“十一五”科技支撐計劃項目子課題1項，國家科技攻關項目子課題3項。其它省部級項目38項，企業合作項目44項。成果獲得省部級科學進步獎二等獎3項，三等獎1項；行業部級科學技術進步獎二等獎1項，三等獎3項。成果獲專利25項，軟件著作權15項。團隊共發表論文共551篇，合作著作20部（專著9部，手冊1部，合作編輯論文集2部，企業標準1個，教材7部）。ESI全球高被引和熱點論文1篇，SSCI收錄1篇，SCI收錄37篇，EI Compendex收錄121篇，ISTP和CPCI收錄26篇，CSSCI收錄7篇，CSCD收錄125篇。
團隊目前的主要研究方向包括六大方向：土木工程設計計算、結構安全可靠性、管道系統安全科學與技術、石油企業質量工程、油氣田井控安全、燃氣工程材料延壽與可持續發展，具體如下：
一 土木工程設計計算理論
1 土木工程全系統全壽命優化設計理論
以土木工程為背景，將工程設計過程分為工程項目可行性論證、結構選型優化、大系統全局優化、結構最優設防水平決策以及最優設防水平條件下的最小造價設計五個層次。建立了工程項目可行性論證的評價指標體系、風險測度模型和分析論證的優化決策理論與方法。提出了基于綜合人工智能計算技術的智能選型理論與方法，構建了專家系統開發工具和建筑結構實例庫，開發了高層建筑結構與大跨空間結構智能選型決策支持系統。建立了基于最小造價與災害損失期望之和的全壽命費用優化模型，提出了工程結構最優設防荷載的決策理論以及基于最優設防荷載的全壽命抗災優化設計理論。建立了工程結構的普遍型不確定性優化設計模型，提出了模糊隨機線性規劃與非線性規劃的一般性理論，包括優化設計的五種全域優化新算法。由此形成了復雜工程系統全局全壽命優化設計理論，并成功應用于2008年北京奧運會道路交通需求預測與規劃，山東、浙江等省的電力網絡系統規劃以及新疆吐哈油田的成組氣田工程大系統開發規劃與決策等實際工程項目。理論得到國內外學者的高度認同，被謝禮立院士、歐進萍院士認為是“工程軟設計理論”的核心，獲教育部自然科學二等獎。
2 鋼結構設計計算相關方法
科學分析了翼緣加勁冷彎薄壁型鋼受彎構件畸變屈曲性能、焊接吊車梁支座裂縫應力分布和軋制H型鋼雙向壓彎構件彈塑性整體穩定性，揭示了冷彎薄壁卷邊H型鋼受彎構件局部屈曲行為，構建了基于Aramis系統的頸縮半經驗應力解析解，完成了三角形加勁肋T-Stub 鋼節點分流系數與尺寸效應分析和預應力CFRP板粘結H型鋼梁加固系數及參數分析等工作，獲得了“一種紅外線測距全自動鋼筋切斷機”、“一種用于H型鋼的防脫吊具”、“一種新型減振窗”、“一種用于H型鋼的自錨固卷邊粘鋼”等4項專利。
二 結構安全可靠性理論
1 中介狀態和失效相關下結構與系統抗震可靠度向量理論
目前國內外對于結構可靠度理論只考慮二種工作狀態：安全狀態和失效狀態。成果全面考慮工程設計中存在的隨機性、模糊性、模糊隨機性，考慮三種工作狀態：安全狀態、中介狀態和失效狀態，首次系統全面地提出了工程結構與系統的廣義可靠性理論。優點是：①三級工作模式與抗震設計規范規定的三級設防標準是一致的，即：安全狀態對應“小震不壞”（基本完好和輕微損壞），中介狀態對應“中震可修”（中等破壞），失效狀態對應“大震倒塌”（嚴重破壞和倒塌）。因此，該研究提出的具體分析方法將完全符合規范的精神和規定；②提出了可靠性向量均為結構設防烈度和建筑場地基本烈度的函數，因而可編制圖表直接為工程設計使用；③三級工作模式方法的確立，使結構和系統的可靠性分析中既考慮了中介不確定性又避免了“廣義可靠性理論”的復雜性，可以對結構和系統工作狀態的隨機性進行更全面的估計，有利于工程的設計和決策。理論得到王光遠院士、黃文虎院士、項海帆院士、程耿東院士、謝禮立院士、歐進萍院士、周錫元院士、董石麟院士的好評，認為有重要學術價值，是系統可靠性理論研究和應用的新進展。獲國家自然科學基金（面上項目）資助2次。
三 管道系統安全科學與技術
1 管道完整性管理技術
國內首次開展管道安全研究，成果包括：管道防腐層老化壽命預測和土壤應力下撕裂強度模型；體積型缺陷管道剩余強度統一模型及精細化分級評價技術；管道剩余壽命的電化學機理模型、強度儲備比模型、性能衰減模型；凹痕管應變損傷計算模型，凹痕輪廓反演模型；管道系統定量和半定量風險評價方法以及社會和企業風險可接受性理論。并進一步提出了管道失效后生命損失、經濟損失、環境損失的貨幣化定量估算原則和方法，科學地建立了油氣長輸管道、集輸管道在單管、多管并行敷設方式下風險評價指標和系統定量風險評價數學模型。建立了基于損傷失效和應變失效的凹痕評價技術；提出了管道風險緩解措施體系、措施實施的風險降低水平和費用的貨幣化定量計算方法，科學地建立了管道最優完整性維護決策模型。形成了一套具有自主知識產權、可用于指導油氣長輸管道工程系統安全運行的理論與方法。管道定量風險技術成果被我國管道界專家認為超過當前國際上已公開的研究水平，在蘭成渝管道上與美國GE PII公司并行的評價實踐中，證明多項基礎理論和方法優于國外同類技術，對推動管道安全管理理論的發展與應用具有重要的學術價值，對“實現預知性維護，避免事故后搶險”具有重要的經濟效益和社會價值。獲中國地理信息科技進步三等獎（部級）。
2 復雜環狀天然氣管網系統安全管控關鍵技術
國內首次提出了環狀天然氣管網系統整體風險模糊分析法，得到了埋地天然氣管道較高易損性地震致災因子及其測度空間，建立了基于非線性接觸理論的管-土互作用、管-流耦合作用的三維有限元模型及考慮地震影響的定量風險評價模型，提出了劃分震災易損性風險類別的數理統計模型和管道地震易損性風險評價技術。該技術實現了即使缺乏完整系統實測數據，也能利用概率分布補充或充實歷史數據，從而定量評價天然氣管道地震風險。建立了復雜環境下天然氣管道耐久性分析模型及其指標體系和評價等級，結合腐蝕速率和極值統計形成了管道剩余壽命預測的耐久性評價技術，可以確定管道的更換/維修時間和延壽途徑。提出了輸氣站場事故模型基本事件失效客觀概率及其貝葉斯更新估計方法，確定了天然氣射流場內氣流速度和濃度分布以及泄漏噴射動能損失后的天然氣瞬時泄漏擴散和連續泄漏擴散特性，針對射流火災、閃燃火災和蒸氣云爆炸三類輸氣場站典型危害事故建立了水平射流固體火焰模型、閃燃火災模型以及蒸氣云爆炸模型三種典型事故后果模型，由此形成了基于不確定性理論的輸氣站場事故概率和后果定量評價技術。成果獲中國石油和化工自動化行業科技進步二等獎（部級）。
3 地質災害下山區油氣管道風險管控關鍵技術
建立了滑坡、泥石流、崩塌、水毀典型地質災害下管道受力行為分析模型和極限狀態可靠性評價模型，提出了不同載荷條件下管道承載能力指標，形成了典型地質災害作用下安全可靠性評價技術。研究了滑坡、水毀、煤層采空區等山區地質災害作用下管道的力學行為的時變規律，提出了基于管道力學行為的三級預警預報閾值，建立了滑坡、水毀、煤層采空區作用下管道的預警預報模型。建立了山區油氣管道典型地質災害風險定量評價指標體系與評價模型。構建了管道典型地質災害風險識別、風險評價、監測預警、決策支持一體化和可視化的風險管控技術。以黃維和院士為主任的評價委員會給出的評價意見為：“該項目總體技術達到國際先進水平，提高了山區油氣管道的安全與環保管控水平，取得了顯著社會和經濟效益。”成果獲四川省科學技術進步二等獎。
4 城鎮燃氣輸配系統抗震研究
考慮地震作用對城鎮燃氣輸配系統的嚴重影響，建立了地震作用下聚乙烯管道管土模型，提出了多參數影響下聚乙烯埋地管道的易損性曲線計算方法，得到了不同峰值加速度下管道超越每一破壞等級的概率，基于地震下城市燃氣管道損壞特征，建立了城市燃氣聚乙烯管道地震易損性評估指標體系，提出了更優指標權重計算方法，構建了基于云理論的地震易損性評估模型，提出了劃分城鎮燃氣聚乙烯管道震災易損性風險類別的數理統計模型和管道地震易損性風險評價技術；就地震造成的地面沉降次生災害對城市埋地聚乙烯管道的危害問題，分別進行了完好、有缺陷和含裂紋聚乙烯管道的相關試驗與數值模擬，得到了地面沉降作用下聚乙烯管道的力學特性規律，提出了聚乙烯管道極限承載能力的指標，得出了聚乙烯管道裂紋擴展規律，提出了基于統一理論的地面沉降作用下聚乙烯管道靜態損傷模型及其量化公式；構建了區域管道和單體管道地震災害風險評價模型，建立了配氣站地震作用故障樹/事件樹，形成了一套適用于地震頻發地區配氣站和輸氣管道的地震災害風險評價體系，并提出了相應防控措施；以上成果對城鎮燃氣輸配系統的震前防災、震后應急管理及搶險救援工作提供強大的理論指導。
5 ALARP原則下城市燃氣管道最優維護決策理論與方法
城市燃氣管道服役過程中，存在著各種不可控制的風險和不確定性，可能導致燃氣管道失效，從而造成城市燃氣停輸、附近人員傷亡和環境污染等嚴重后果。為了避免這些危害，前人在識別和評估管道風險和不確定性方面進行了大量的研究。然而，關于降低風險和維護工作的討論卻很少。因此，欠缺科學的方法來指導維護工作的開展，從而導致過度投資在管道維護，造成資源的浪費。將風險全新定義為失效損失的數學期望，將風險可接受性這一社會學概念引入管道工程的維護決策當中，并利用最低合理可行原則將風險分區，結合最優化方法提出了城鎮城市燃氣管道最優維護決策。采用ALARP原則，結合最優化理論，提出了不可接受區域和ALARP區域的管道維護決策方法。重點在于分析ALARP區域的風險降低，提出了三種優化決策模型。案例研究表明，維護決策應該考慮用于降低風險的維護成本與管道失效造成的損失成本的綜合影響，還應做進一步的成本效益分析。研究成果提出了的管道維護決策方法是幫助管道運營商在保證管道安全的前提下進行風險決策的一種經濟方法，可以提高維修資源的利用效率,對燃氣管道的安全保障和維護資源的利用效率提高有重要價值。該成果2019年1月在《Sustainability》刊物（JCR二區）上發表“Optimal Maintenance Decision Method for Urban Gas Pipelines Based on as Low as Reasonably Practicable Principle”，同時入選全球“ENVIRONMENT/ECOLOGY”學術領域ESI熱點論文（Hot Paper）和高被引論文（Highly cited paper）。該論文同時被SSCI和SCI收錄。
6 城市燃氣工程理論與設計
燃氣負荷分析與預測；天然氣長輸管道流動分析，系統配置、管線設計與運行；天然氣儲氣技術與工程；燃氣分配管網水力工況分析與模擬，管網結構分析與設計優化，分配管網供氣可靠性，燃氣系統運行調度分析，燃氣系統安全風險評價，管網故障診斷；壓縮天然氣工程分析；液化天然氣輸送、儲存與冷能利用分析；液化石油氣輸送、儲存與分配工程分析；燃氣置換分析、燃氣混合安全性等。主要成果有：城市燃氣管道系統安全性的模糊綜合評價研究、L245A級鋼管在濕H2S環境下的氫致開裂與硫化物應力腐蝕開裂SSC（CSCD）、我國天然氣能量計量的現狀與發展趨勢、豬糞與稻草混合沼氣發酵投加方案優化設計（中文核心）、LNG衛星站冷能制冰工藝優化及模擬分析(CSCD)、一種LNG衛星站冷能制冰工藝的改進優化（CSCD）、一種利用LNG衛星站冷能制冰的裝置（專利）、一種熱泵輔助式太陽能與LNG冷能聯合發電裝置（專利）等。
四、石油企業質量工程
1石油石化企業用戶滿意指數測評系統及持續改進體系
從心理學、行為學角度研究用戶個性和主觀表現，提出了用戶滿意測量模式與度量模型，從測量對象的品質重要性、品質預測和品質理想點等方面，建立了用戶期望與企業實現程度之間的聯系。找出影響石油企業用戶滿意程度的主要因素及其因果關系模型，完成大量實際調查的信度和效度檢驗，提出了能反映石油相關行業產品或服務的用戶滿意指數測評模型、計算方法和持續改進策略。制定了在石油企業實施“用戶滿意工程”的可操作性的4步驟：識別用戶、滿足用戶、用戶調查和持續改進，設計出16種用戶滿意指數測評調查問卷及其樣本數據的抽樣方法，研制出用戶滿意指數模型的PLS求解器軟件，以客觀、準確地揭示出模型各個變量之間的相互影響關系，是我國石油行業構造對外技術壁壘的一個切合點。研究工作培養博士4人、碩士9人，其中一篇博士論文獲四川省優秀博士學位論文。袁士義、賈承造等院士認為，成果可用于進行石油企業競爭力分析，評估重要的市場機會和行業總體質量水平，準確測定和評價石油企業績效，形成卓越企業管理水平。獲國家社會科學基金資助，著作獲石油石化企業管理現代化創新優秀著作二等獎（部級）。
五、油氣田井控安全裝備
1旋轉防噴器研制與應用
研制了具有自主知識產權的高性能系列旋轉防噴器，已成為國內主流技術裝備。首創了跟隨密封技術，開發了壓力平衡強制密封與節流降壓密封技術，端面組合防污排屑技術，成功解決了旋轉動密封在磨粒腐蝕介質中，密封間隙大且伴隨無規則搖動、密封壓力無規律變化三種狀態并存下難以實現密封的技術難題，密封壽命由50小時提高到2000小時，超過美國API 16 RCD標準要求；開發了雙重組合材料密封膠芯、壓力膠囊補償密封技術和雙重鉆具密封結構，解決了復雜條件下同一密封件在高壓下對密封表面粗糙、尺寸變化鉆具適應性的技術難題，使旋轉防噴器最高密封壓力提高6倍，解決了欠平衡鉆井、氣體鉆井和控壓鉆井作業時井口壓力可靠控制問題；研發了扶正防磨結構、大排量耐沖蝕殼體結構，解決了總成偏心磨損，含有磨粒介質高速沖蝕殼體的技術難題，從整體上提高了旋轉防噴器的使用壽命和可靠性；發明了閉環控壓鉆井系統，完善了旋轉防噴器在欠平衡鉆井過程中的配套技術；發明了欠平衡套管封隔完井工藝方法，為實現使用旋轉防噴器等核心裝備進行欠平衡完井工藝的應用奠定了堅實基礎。袁士義、蘇義腦等院士認為，總體技術達到國際先進水平，其中跟隨動密封技術處于國際領先水平。獲四川省科技進步二等獎。
六、燃氣工程材料延壽與可持續發展
1化工與石化工程材料（含燃氣工程）延壽與可持續發展戰略
瞄準“材料強國、制造強國”目標，站在“建設資源節約型、環境友好型社會”兩型社會的立場，對我國石油化工行業的工程材料進行全面、系統地調查分析，探索產品、工程材料和制件提前失效的諸多因素和對策。全面完整地揭示了石油化工行業產品和工程項目在腐蝕、摩擦、疲勞斷裂及其相互作用下造成的危害、原因、責任、經驗教訓和對策。站在可持續發展的角度，為國家和石油化工行業提供材料應用與制造建造方面的咨詢建議，并為我國化工與石化工程材料延壽與可持續發展的戰略決策提供依據。為化工與石化行業各企業和部門的產品設計、制造、使用、維護維修和管理的工程技術人員提供了有針對性的“材料延壽與可持續發展”戰略，使石油石化行業科技工作者得到啟示、有所參考、有所作為、有所貢獻，實現了盡可能延長材料及其結構的使用壽命，提高了材料制件的使用可靠性、安全性、經濟性和耐久性的目的。這項工作在我國尚屬首次，成果以不同字數多種版本提交國務院、中國工程院、國家發改委、科技部、國家工信部、國家能源局、國家質檢總局、住建部、國防科工局、中國石油集團、中國石化集團等單位參考，得到中國工程院以干勇副院長為首的21位院士支持。獲國家能源局軟科學研究優秀成果三等獎。
七、產學研合作
團隊開展了廣泛、深入的產學研合作。合作單位包括中國石油天然氣管道局、中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司、中國石油天然氣股份有限公司西南管道分公司、中國石油新疆油田油氣儲運分公司、中國石油川慶鉆探工程有限公司、四川省地質工程勘察院集團有限公司、四川博能燃氣股份有限公司、成都新都港華燃氣有限公司等。注重企業調研，考察油氣企業生產運營中所遇見的實際問題，結合生產運營中的實際問題開展研究，展開企業培訓，召開企業技術和管理交流會，科學地宣傳和引導，使企業深刻認識到產學研合作對企業技術創新能力培養和科技競爭力的打造具有重要性。期間針對困擾油氣企業的工程問題，積極研究、承接由生產企業根據自身需要委托的研究開發項目，幫助研究困擾企業的生產運營難題，并推進了企業應用技術，形成產品，改善了生產運營狀況，提升了企業經濟效益。秉承學以致用，實事求是的精神，立足于服務國家“一帶一路”倡議和能源安全戰略，結合現場實際，與合作單位開展關鍵領域的基礎性、前瞻性研究，在研究中注重理論在實踐中的應用及學生綜合素質的培養。日常運轉模式將產學研科學地聯系在一起，解決了企業的生產實際，同時培養了青年教師和研究生們的治學、應用、交際等綜合素質，豐富創新了科學理論研究。基于上述運轉模式，團隊同合作單位建立了長期、緊密的戰略伙伴關系。基于團隊近年的產學研合作成績，獲得2019年中國產學研合作促進獎（部級）。
