国家安全生产监督管理总局油气安全工程技术研究中心
油气安全工程技术研究中心主要针对国内石油天然气与石油化工生产过程的新特点，开展有关井喷、危险物泄漏、火灾及爆炸等重大事故的致灾机理、监控、预防与控制关键技术的基础理论研究以及油气生产过程与装备的事故风险评价与完整性管理方法、重大生产事故调查与装备失效分析技术、高风险油气生产事故控制新技术等方面的应用基础研究；是国家开展石油天然气与石油化工生产全过程安全保障基础技术研究的重要基地。
研究中心油气安全工程技术研究中心下设安全学与安全工程理论、安全检测与故障诊断、安全评价与风险管理、事故调查与失效分析四个研究分室，现有实验室面积
近年来，研究中心的科研工作得到国家863、国家自然科学基金、教育部和中石油、中石化、中海油以及各类企业的大力支持，目前承担各类科研任务30余项。年均发表研究论文60余篇，其中SCI、EI收录20余篇。
目前研究中心还承担着国家安全生产技术支撑体系中石油天然气生产事故预防与控制基础研究实验室的建设任务。
二、主要研究方向与研究特色
研究中心在油气生产安全技术方面多年来紧密围绕油气资源勘探开发、储运及炼制加工生产过程，系统开展重大事故预防与控制理论、方法与技术研究，取得一系列重要进展，在国内相关领域处于领先地位，在以下几个研究方向已形成鲜明的特色：
1、油气开采生产事故预防与控制技术
在国内首次系统提出溢流井喷期间井筒气液两相流理论、溢流早期检测方法和关井压力恢复理论，开发出地层孔隙、坍塌及破裂压力高精度预测技术、节流阀优化控制技术和水射流井口分割抢险技术；在国内首次依据高风险油气井井喷发生过程的征兆特点，开发出基于压力波信号的气侵检测技术；开展了复杂井随钻综合监测技术研究，开发出随钻压力监测方法、钻杆损伤的电磁检测技术、套管磨损的声发射及磨屑监测技术以及循环钻井液气体成分监测方法，为实时监控井下异常压力变化和钻井工具损伤，防止严重钻井事故的发生提供了重要技术手段，相应成果已在西部油气生产中得到应用；研制发出的井控仿真及培训系统在国内油气田得到普遍推广应用，对提高钻井过程中的事故控制水平，实现安全钻井产生了重要影响；研制发出的钻机盘式刹车系统，通过技术转化，进入工业化生产，已开始成为我国新型钻机和修井机的标准配置并出口国外，提高了钻机运行控制的安全可靠性水平，显著降低了因刹车失灵导致的钻井事故发生率。
2、油气储运安全技术
针对国家油气长输管线及重大储运设施，着重开展高压天然气管道止裂研究、基于应变的管道设计准则和设计规范研究、管道抵抗地震和地质灾害的工程措施、高含硫天然气管道腐蚀监测、失效预测与控制技术、天然气泄漏事故动态影响区域预测技术、天然气管道泄漏综合诊断，天然气管道动力机组故障诊断和含缺陷油气管道安全评价与风险评估等研究工作。所开发出的油气管道安全评价软件已在陕京输气管线、四川天然气管网、西部涩宁兰输气管线、秦京输油管线、铁秦输油管线以及大庆油田集输管线上得到推广应用，受到业界的高度重视。
3、安全监测与智能诊断工程
着重针对油气钻采、储运、炼制大型关键生产设备的运行特点，研制开发出多元复合智能诊断EDES系统、一体化铁谱诊断仪、射线诊断仪、压力管道粉尘监测仪和基于振动与油液分析的远程协同诊断系统，并在石油工业中得到推广应用；在诊断方法研究方面，针对大型石油装备故障的特殊性，提出了磨损状态相同频率动态诊断法、自适应变阶窗细化谱诊断法、模糊神经网络光谱铁谱磨损诊断法和波动法C均值状态分级模型，对提高大型装备诊断的准确性产生了重要影响。这些新技术、新方法在国内30余家油田企业已得到推广使用，对有效预防恶性事故的发生产生重要作用。在管道泄漏诊断技术方面，研制成功PLDS管线泄漏诊断系统，提出了多轮次梯度剔除诊断模型、基于混沌理论的奇值分解降噪模型、综合自适应平滑网络处理和小相位GPS时标分割技术，对有效提高诊断系统的自适应噪声抵消和泄漏信号提取能力、降低诊断系统的误报警率和提高了泄漏点定位精度产生重要作用，泄漏检测的检漏量小于1.5%，定位精度小于1.5%，相关成果已成功应用于兰-成-渝，乌-兰等国家重点输油管线，产生了重大的社会经济效益。
4、海洋石油装备安全与可靠性工程
在国内外率先开展海洋结构模糊疲劳可靠性的研究，建立起模糊概率断裂与损伤力学学科分支，解决了概率断裂力学不能有效评估存在非随机不确定因素下工程结构安全可靠性的难题。系统开展了海洋结构的安全分析与评估技术的研究，建立起冰区平台、滩海石油装备安全可靠性评估技术体系，若干成果已应用于工程实际，对保证海洋平台安全运行产生了积极的作用。在海底管道安全运行保障技术方面，开展了水下干式管道维修系统的密封封堵技术(十五863)、海底管道水下维修仓可靠性计算与仿真(九五863)、海底悬空管道的动力学分析及对策研究、海底管道检测、维护与安全可靠性评估等多项课题研究，取得腐蚀管线剩余强度及可靠性分析、管线缺陷评定安全技术、海底管线寿命预测与分析、海底管线安全估评应用软件等多项成果，并应用于生产，取得良好社会经济效益。
表1 近5年来取得的标志性科研成果
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序号 |
成 果 名 称 |
项目完成人 |
获奖名称、等级或鉴定单位,时间 |
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1 |
模糊概率断裂力学的理论及其应用 |
方华灿 |
教育部自然科学奖二等奖，2003年 |
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2 |
冰区海上结构物疲劳与断裂的可靠性理论及应用 |
方华灿 |
中国机械工业科学技术二等奖， 2003年 |
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3 |
大型往复设备诊断系统研究 |
张来斌、王朝晖 |
中国机械工业科学技术三等奖，2004年 |
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5 |
套管螺纹滑脱原因及影响因素的研究 |
张 宏 |
中石油集团公司技术创新二等奖，2001年 |
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6 |
油气长输管道安全性评价技术研究 |
帅健、张 宏 |
中油股份公司技术创新二等奖，2004年 |
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8 |
柴油机故障诊断系统开发与应用 |
张来斌、王朝晖 |
北京市科技进步三等奖，2000年 |
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10 |
钢丝绳抽油杆抽油装备与技术的推广应用 |
张嗣伟 |
中国机械工程学会二等奖，2002 |
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11 |
油液分析在设备诊断技术中的应用研究 |
樊建春 |
广东省科技进步三等奖，2000 |
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13 |
橡胶磨损机理的研究 |
张嗣伟 |
教育部一等奖，2003年 |
三、学术骨干与主要科研任务
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张来斌 教 授 |
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Prof. ZHANG Laibin |
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Safety Engineering, Mechanical Engineering 博士，博士生导师，中国石油大学（北京）校长，美国SPE会员，中国机械工程学会高级会员，中国石油学会石油工程委员会委员，第二届北京市学位委员会委员，北京市高等教育学会常务理事，教育部安全工程专业教育指导委员会委员。主要从事安全工程、机械设备故障诊断技术方面的研究，承担国家、省部级重点科研项目30余项，获国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步奖3项；专利2项，共发表论文100余篇，先后获“石油天然气总公司首批优秀青年骨干教师”，“北京市学科带头人。”等荣誉称号，获第十届孙越崎青年科技奖。 |
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办公电话：010-89733334 Email：zhanglb@cup.edu.cn |
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张 宏 教 授 |
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Prof. ZHANG Hong |
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Mechanical Engineering, Safety Engineering 博士，博士生导师，中国石油大学（北京）机械电子工程学院院长，中油股份天然气与管道科技委员会顾问，中国石油学会储运专业委员会委员，从事油气储运、安全工程、工程力学方面的研究，承担国家、省部级重点科研项目30余项，获省部级科技进步奖5项，专利3项，共发表论文40余篇，先后获“北京市高等学校优秀青年骨干教师”、“石油工业献青春青年突击手”等荣誉称号。 |
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办公电话：010-89733963 Email：hzhang@cup.edu.cn |
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崔立山 教 授 |
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Prof. CUI Lisan |
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Material Engineering, Safety Engineering 博士，博士生导师，中国石油大学（北京）研究生院副院长，兼学位与学科建设办公室主任，从事安全工程、材料多功能化和智能化、新材料、记忆合金的研究，承担国家、省部级重点科研项目10余项，公开发表论文80多篇，其中20多篇被SCI收录，申请专利8项。2000年被评为教育部骨干教师，2002年被评为教育部优秀青年教师、优秀骨干教师。 |
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办公电话：010-89731096 Email：lscui@cup.edu.cn |
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李相方 教 授 |
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Prof. LI Xiangfang |
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Safety Engineering, Oil and Gas Field Development Engineering 博士，博士生导师，中国石油学会石油工程专业委员会委员，中国工程热物理学会多相流专业委员会委员，北京石油学会理事。从事油气安全工程、油气开发方面的研究，承担国家、省部级重点科研项目10余项，获省部级科技进步奖１项，公开发表论文110多篇，其中26篇被EI收录，申请专利５项，参编教材、论著、学术论文集4部。被评为CNPC首批中青年跨世纪人才，北京市骨干教师等荣誉称号。 |
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办公电话：010-89734978 Email：lixf@cup.edu.cn |
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帅 健 教 授 |
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Prof. SHUAI Jian |
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Mechanical Engineering, Safety Engineering 博士，博士生导师，主要从事工程力学和油气储运安全的教学和科研工作。中国腐蚀与防护学会理事。先后承担国家科技攻关、“863”及省部级科技开发等20多个高层次项目的研究工作。获省部级科技成果奖3项，专利2项。主编教材1部，发表论文70余篇。 |
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办公电话：010-89733772 Email：shuaij@cup.edu.cn |
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王德国 教 授 |
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Prof. WANG Deguo |
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Tribology, Petroleum Machinery 博士，博士生导师，中国石油大学（北京）机械电子工程学院党总支书记，主要从事失效分析、摩擦学和石油机械装备的研究，现任机械工程学会摩擦学分会理事兼副总干事，承担国家、省部级重点科研项目10项，获省部级科技进步奖1项，专利8项，共发表论文40余篇，其中18篇被SCI/EI收录。 |
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办公电话：010-89734942 Email：wdg@cup.edu.cn |
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高万夫 教 授 |
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Prof. GAO Wanfu |
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Material Engineering, Safety Engineering 硕士，硕士生导师，中国石油大学（北京）机械电子工程学院副院长，主要从事材料失效分析、安全评定和寿命预测等方面的研究，承担科研项目10余项，发表论文20余篇。 |
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办公电话：010-89733262 Email：wangfugao@cup.edu.cn |
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王朝晖 教 授 |
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Prof. WANG Zhaohui |
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Faulty Diagnosis, Safety Engineering 博士，博士生导师，中国机械工程学会设备故障诊断委员会学术委员。从事机械设备故障诊断、模式识别、专家系统理论方面的研究。承担国家、省部级重点科研项目10项，获省部级科技进步奖2项，专利1项，共发表论文80余篇，获“石油部青年劳动模范”称号。 |
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办公电话：010-89733956 Email：cwzh680501@163.com |
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樊建春 教 授 |
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Prof. FAN Jianchun |
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Safety Engineering, Faulty Diagnosis 博士，博士生导师，中国石油学会会员，从事油气安全工程、安全检测、机械故障诊断方面的研究，承担国家、省部级重点科研项目10余项，研究成果省部级科技进步奖2项，公开发表论文40多篇，其中10多篇被EI收录。 |
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办公电话：010-89733861 Email：fjc688@126.com |
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表3 研究中心近年来承担的主要科研任务
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项目、课题名称 |
项目来源 |
时 间 |
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十五863课题 |
2003-2005 |
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车用发动机报废状态诊断理论与方法的研究(50105015) |
国家自然科学基金 |
2002-2005 |
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西部油田设备的群诊模型及关联预测方法研究(50375103) |
国家自然科学基金 |
2003-2005 |
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石油杆管在多相泥浆介质条件下的冲击-滑动复合磨损机理研究(50475037) |
国家自然科学基金 |
2005-2007 |
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天然气管道内粉尘检测技术 |
中石油科技局 |
2004-2006 |
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成品油泄漏监测研究 |
中石油科技局 |
2002-2005 |
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钻具高效电磁探伤成套技术 (03B2101400) |
中石油科技局 |
2003-2005 |
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油气田管道腐蚀安全综合评价技术研究 |
中油股份 |
2003-2005 |
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复杂工况钻柱安全设计因素研究( |
CNPC重点实验室项目 |
2004-2006 |
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基于微扰天线理论的天然气管道泄漏识别研究(编号 |
石油科技中青年创新基金项目 |
2002-2005 |
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输油管线小泄漏的诊断理论及方法研究 |
石油科技中青年创新基金项目 |
2002-2005 |
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西部油气田安全事故模拟及应急救援仿真系统研究 04E7026 |
石油科技中青年创新基金项目 |
2004-2006 |
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利用声发射原理进行套管损坏实时监测实验研究 |
石油科技中青年创新基金项目 |
2003-2005 |
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钻井用柴油机与往复泵故障诊断研究 |
中国石化集团公司 |
2003-2005 |
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海底悬空管道的动力学分析及对策研究 |
中石化集团公司 |
2003-2005 |
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城市地下水管道微小泄漏关键诊断技术的研究 |
北京市自然科学基金 |
2004-2006 |
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城市天然气管道及其动力设备综合诊断系统研究（2003B33） |
北京市科技新星计划 |
2004-2006 |
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陕京管道安全评价与寿命分析与软件编制 |
北京华油天然气有限责任公司 |
2003-2005 |
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高温高压气井油套管柱安全评定软件 |
中国石油天然气集团公司管材研究 |
2003-2005 |
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套管损坏机理及对策研究 |
青海油田采油一厂 |
2003-2005 |
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七个泉油田套管损坏机理及防止措施研究 |
青海油田采油三厂 |
2003-2005 |
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输油泵故障诊断专家系统研究与开发 |
中石化管道公司潍坊输油处 |
2003-2005 |
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在役输气管道剩余寿命评价技术研究 |
中石油管道局 |
2003-2005 |
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交变载荷对热油管道的影响 |
中石化管道储运分公司 |
2004-2005 |
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油田储运设施的风险评价与风险管理方法研究 |
大庆油田储运销售分公司 |
2003-2005 |
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钻井井控仿真模拟系统 |
江苏石油勘探局 |
2002-2005 |
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渤海井控模拟仿真技术 |
渤海石油科技 |
2004-2005 |
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磁记忆检测评价钻杆疲劳强度技术研究 |
塔里木油田 |
2005-2007 |
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深井超深井套管磨损监测及预测方法研究 |
中石化集团公司 |
2005-2006 |
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炼油化工关键技术装备故障诊断研究 |
中石油科技局 |
2005-2006 |
四、设备设施条件
表4 拥有的大型科研仪器设备情况
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序号 |
仪器设备名称 |
型号 |
数量 |
主要功能 |
厂商/产地 |
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1 |
管道泄漏检测实验环道 |
|
1 |
安全检测试验 |
自制 |
|
2 |
丹麦信号分析系统 |
3500 |
1 |
安全检测诊断 |
自制 |
|
3 |
动态应变仪、声级计 |
325 |
1 |
安全检测诊断 |
BENTELE |
|
4 |
高精度数字电压计、磁带记录仪 |
T-1200 |
1 |
安全检测诊断 |
自制 |
|
5 |
MISTRA噪声分析系统 |
M-4K |
1 |
安全检测诊断 |
美国PAC公司 |
|
6 |
数据采集、分析、处理系统 |
C-400 |
1 |
安全检测诊断 |
MISTRA |
|
7 |
振动实验台 |
BV-12 |
1 |
故障机理研究 |
BENTELE |
|
9 |
油液分析软硬件分析系统 |
|
1 |
安全检测诊断 |
自制 |
|
10 |
EDES集成化发动机诊断系统 |
EDES-4 |
1 |
故障诊断 |
自制 |
|
11 |
MTS液压伺服材料试验系统 |
810-25 |
1 |
失效机理研究 |
美国MTS |
|
12 |
高频疲劳实验机 |
PLG |
1 |
失效机理研究 |
国产 |
|
13 |
ANSYS5.5，ABAQUS6．1软件 |
|
1 |
结构安全分析 |
美国ANSYS |
|
14 |
多功能摩擦磨损试验机 |
FALEX-6 |
1 |
失效机理研究 |
美国FALEX |
|
15 |
立式万能摩擦磨损试验机 |
MMW |
1 |
失效机理研究 |
中国试金 |
|
16 |
钻头轴承试验机 |
ZTZCH2 |
1 |
失效机理研究 |
自制 |
|
17 |
原子力显微镜 |
TMX2000 |
1 |
微观分析 |
美国 |
|
18 |
便携式腐蚀测量仪 |
1280 |
1 |
腐蚀检测 |
英国 |
|
19 |
三维激光多普勒测速仪 |
3D-LDV |
1 |
流体测试 |
美国 |
|
20 |
激光粒子成像测速（PIV）装置 |
5W-3D |
1 |
流体测试 |
美国 |
|
21 |
双脉冲粒子成像测速装置 |
300MJ |
1 |
流体测试 |
美国 |
|
22 |
声发射测试系统 |
PAC |
1 |
安全检测 |
美国 |
|
23 |
全自动双光路光学显微镜 |
|
1 |
事故分析 |
自行改造 |
|
24 |
DCWT-1000套管磨损试验机 |
|
1 |
失效机理研究 |
自制 |
|
25 |
EMS2003磁记忆/涡流检测仪 |
|
1 |
安全检测 |
中国爱德森 |
|
26 |
SuperMap5 GIS 地理信息系统 |
|
1 |
事故模拟 |
中国超图 |
|
27 |
Fluent 6.1 流动模拟系统 |
|
1 |
事故模拟 |
Fluent |