机械电子工程系

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一、团队简介

哈尔滨工程大学水下作业技术与装备“兴海”学术团队集科研、教学、生产、应用于一体,自上世纪70年代起面向国家海洋能源工程与国防军事为需求,在国家深远海勘探与开发、水下作业、海军救捞、特种作业、仿生作业等方面进行深入研究的综合实验研究团队。2004年由中国工程院院士徐玉如教授牵头组建了水下作业技术与装备黑龙江省重点实验室。近20年来,团队在王立权教授的带领下,重点开展水下生产系统装备、水下生产设施连接技术、大深度水下密封技术、深海作业技术与装备、海洋仿生机器人技术、海军救捞作业与装备、水下对接技术、海上风电装备及特种装备等的研究与开发工作。

团队先后承担国家科技重大专项子项目5项、国家863重大项目子项目5项、国家自然科学基金项目10项、工信部高技术船舶项目13项、工信部创新专项项目2项、国家重点研发计划4项、国家重点实验室开放课题3项、国防研究项目28项、黑龙江省自然科学基金重点和攻关项目8项、企业合作项目76项。

科研成果获省级科学技术一等奖3项、二等奖3项、三等奖4项;国防科技进步一等奖1项、二等奖2项、三等奖2项;国家能源科技进步二等奖2项;海洋工程科学技术二等奖2项;船舶与海洋工程专利奖1项。指导研究生获大学生科技创新类竞赛特等奖1项、一等奖6项、二等奖6项;三等奖3项。

作为省级科技创新团队,目前拥有专任教师10人,其中教授/研究员4人,副教授4人,讲师2人,专职科研人员5人。在读硕博研究生100余人。



二、研究基础

团队与中海石油研究总院有限责任公司、中海石油海洋石油工程股份有限公司、中船重工昆明船舶设备研究试验中心、中船重工第七0五研究所、中广核中科华核电技术研究院等多家生产科研单位,以及CCSDNV船级社,国内外海洋能源开采、水下机器人技术知名大学均有良好合作,共同开展科学项目研究。

团队主要成员如下:

王立权,教授、工学博士、硕士/博士生导师,黑龙江省水下作业技术与装备重点实验室主任,工信部水下生产系统示范工程专家组成员,黑龙江省科学技术奖励委员会委员,哈尔滨工程大学学位评定委员会委员,哈尔滨工程大学“兴海”创新团队负责人,《哈尔滨工程大学学报》编委,黑龙江省机械工程学会理事,国防工业“511人才计划”学术技术带头人,国家自然科学基金评审专家,教育部研究生学位论文评审专家,黑龙江省优秀研究生指导教师,黑龙江省优秀教师,享受国务院特殊津贴。主要从事水下作业技术与装备、海洋工程装备、水下仿生机器人、特种作业机器人、水下生产系统技术、水下作业智能装备技术方面的研究。作为项目负责人承担国家重大专项子项目5项、国家自然科学基金项目4项、国家863计划重大项目子项目4项、工信部高技术船舶项目5项、工信部创新专项3项、基础研究项目3项;省市重点攻关项目3项,省自然科学重点项目2项,省自然科学基金项目3项,海军装备研制项目16项,中国海洋石油总公司科研项目20项,高新工程项目2项。累计发表论文300余篇(SCIEI检索100余篇),获得授权发明专利80余项,编著或主编教材9部;获得黑龙江省科学技术(进步/发明)一等奖2项、二等奖4项、三等奖5项,国防科学技术进步一、二、三等奖各1项,国家能源科技进步二等奖2项,上海市科学技术一等奖1项,黑龙江省教学优秀成果一等奖1项,省级精品课程负责人。指导硕士研究生90余人,指导博士研究生30人,合作博士后17人。

贾鹏,教授、工学博士、硕士生/博士生导师,哈尔滨工程大学水下作业技术与装备研究所所长,隶属于黑龙江省水下作业技术与装备重点实验室,哈尔滨工程大学水下作业技术与装备“兴海”学术团队,澳门最新网站游戏水下作业技术与装备研究所。主要从事水下生产系统技术、特种作业机器人技术、水下作业智能装备技术和海洋工程装备技术领域的研究工作。作为项目负责人承担国家自然科学基金项目1项,国家重点研发计划项目2项,工信部高技术船舶项目1项,黑龙江省重点研发计划项目1项,黑龙江省自然科学基金面上项目1项,海洋石油工程股份有限公司项目3项,军品横向项目5项。作为技术负责人承担国家重大科技专项子课题1项,工信部高技术船舶项目2项,工信部海洋工程装备项目1项,中海石油有限公司北京研究中心项目2项,海洋石油工程股份有限公司项目3项,军品横向项目10项。成功研制具有自主知识产权的国内首台套水下生产系统的水下控制模块(被称为水下生产系统“最强大脑”),通过了挪威船级社(DNV)认证,并在我国首次采用水下生产系统技术开发的渤海油气田应用,开辟了浅水油气田的作业新模式,实现了海洋开发重要装备的国产化。获国防科技进步二等奖1项,黑龙江省科技发明一等奖1项,黑龙江省科技发明二等奖2项,黑龙江省科技发明三等奖2项。近五年指导研究生参加中国研究生石油装备创新设计大赛,获一等奖2项、二等奖2项、三等奖1项。近五年发表SCIEI检索论文30余篇,获国家发明专利授权30余项,出版教材1部,专著1部。指导博士研究生2人,硕士研究生30余人,协助指导博士研究生5人。

张岚,副教授、工学博士、硕士生/博士生导师,中国振动工程学会动态测试专委会理事。主要从事水下智能作业技术、水下特种作业装置与系统技术、仿生机器人技术及深水回接技术方面的研究。近年来,主持国家自然基金面上项目1项,黑龙江省自然基金项目1项,作为技术负责人参与国家863计划项目2项、国家自然科学基金项目2项、国家重大专项1项、省自然科学基金项目3项;获省部级奖励7项,其中黑龙江省科技进步一等奖1项,排名第2名。累计发表论文30余篇;授权/申请发明专利20余项。

弓海霞,副教授、工学博士、硕士生导师。主要从事水下作业技术与装备、海洋工程装备技术等方面的研究。近年来,主持国家自然基金项目1项,黑龙江省自然基金项目2项,作为技术负责人参与国家863计划项目2项、国家自然科学基金项目2项、国家重大科技专项2项、工信部项目2项;获省部级奖励3项。累计发表论文40余篇;授权发明专利10余项。

侯恕萍,副教授、工学博士、硕士生导师。主要从事水下作业技术与装备、水下机器人智能控制与对接技术等方面的研究。主持国家科技支撑计划项目1项;主持国家自然基金2项;主持国防科技创新子项目1项;主持黑龙江省自然基金、哈市青年科技创新基金各1项;主持横向课题1项。参与基金、国家重大专项、各类横向项目等7项。获得本科教学优秀三等奖2次;获得优秀本科毕业设计指导教师3次;获省科学技术二等奖2次,三等奖1次。主要承担本科生机械原理、机械设计、机械设计基础、机器人技术基础;研究生机器人学课程教学。累计发表论文30余篇;申请专利15项。


李震,副教授、工学博士、硕士生导师,黑龙江省工业设计协会理事。主要从事船舶造型设计、水下作业视景仿真技术、机器人造型设计等方面的研究。作为项目负责人承担工信部高技术船舶科研项目3项、国防科研项目15项;作为技术骨干参与国家科技重大专项子项目2项、863计划子项目2项。累计发表论文10余篇,获得授权发明专利12项。

运飞宏,副教授、工学博士、硕士生导师。主要从事水下生产系统技术、水下智能作业装备技术、海洋工程装备技术领域的研究工作。作为负责人承担了国家自然科学基金青年基金1项、工信部高技术船舶科研项目1项、中国博士后基金1项、中央高校基本科研专项基金项目3项。作为项目主要技术骨干参与了国家重大专项子项目2项、国家863计划重大项目子项目1项、国家自然科学基金项目1项、工信部海洋工程装备科研项目3项、科技部重点研发计划科研项目1项、中国海洋石油总公司科研项目8项等。获黑龙江省科学技术奖(发明类)一等奖1项(排名第5);获船舶与海洋工程行业专利奖优秀奖1项(排名第8);指导学生科技创新:“杰瑞杯”中国研究生能源装备创新设计大赛-特等奖1项、一等奖2项,获得赛事优秀指导教师3次。累计发表学术论文36篇(SCI收录20篇、EI收录9篇),申请专利12项,获得授权发明专利4项,授权实用新型专利3项。

王向宇,副教授、工学博士、硕士生导师。主要从事水下油气生产系统,水下作业技术与装备等方面的研究。作为项目负责人,主持工信部高技术船舶项目1项、山东省重点研发计划1项;作为项目技术骨干参与了国家重大专项项目1项、国家863计划重大项目1项、工信部海洋工程装备科研项目2项、国家重点研发计划项目2项、中海油研究总院科研项目2项、烟台市校地融合发展项目1项;累计发表论文12篇,获得国家发明专利10余项,出版书籍1部。指导硕士研究生10人,协助指导硕士研究生3人。





三、标志性成果

水下控制系统方向:针对水下控制系统主要核心技术和装备制造技术“卡脖子”问题,研制出国内首套用于水下生产设施的2000米级电液复合式水下控制系统关键装备,并在深圳完成了码头下放试验及高压舱试验;研制出国内首套500米级全电式水下控制模块关键装备,填补了我国在全电式水下生产系统领域的技术空白。研制的2000米级电液复合式水下控制系统关键装备在控制压力等级、冗余功能、通讯方式、传感器接口等关键指标方面基本达到了与国外产品同等的水平,在SEM性能、集成阀块设计等关键指标方面超越了部分国外产品,打破了国外的技术垄断,拥有了自主知识产权;研制的500米级全电式水下控制模块关键装备在供电电压、控制/传感功能路数、水深、驱动功率、保持功能、失效安全关断控制功能等关键指标方面已基本达到了与国外产品同等的水平,标志着我国已缩小了与国外在全电式水下生产系统领域的技术差距,为未来全电式水下控制系统进一步国产化奠定基础,对未来我国实现全电式水下生产系统技术的弯道超车具有重大意义。完成工信部高技术船舶课题4项,国家重点研发计划2项,横向课题3项,发表SCI/EI检索学术论文12篇,授权发明专利13项。


水下生产设施连接技术方向:在该领域多次打破国外垄断,填补国内空白;研制出世界首台用于海底管道连接的卡压式机械连接器、海上平台管道连接卡压式机械连接器和配套连接工具,已通过中国船级社CCS认证;发明了国内首台连接精度高、密封性强、适用水深3000m的系列深海油气田水下生产系统连接装备,并通过中国船级社CCS认证:深水卡爪式自动连接器具有连接、拆卸、密封圈更换及在线测试的功能,深水卡箍式自动连接器具有缓冲就位、自定心的功能,深水法兰自动连接机具具有螺栓孔对正、20个螺栓同步引入及分步张紧的功能;在接触式静密封机理等基础科学问题方面开展了深入的研究,建立了一整套系统的理论研究方法和数值仿真技术,在陆地实验、海试方面积累了丰富的经验。在该方向发表学术论文50余篇,其中SCI检索20余篇;授权发明专利40余项;指导研究生参加“杰瑞杯”中国研究生能源装备创新设计大赛,获得特等奖1项、一等奖2项、三等奖1项;以该成果为核心的“深水管道连接技术研究及装备研制”获得2016年黑龙江省科学技术奖(发明类)一等奖。

研制的深水水平卡箍式连接器,是国内首台实际应用并进行挪威船级社(DNV)认证的国产化深水水平式连接器,解决了深水水平连接的“卡脖子”技术,于2022年在我国南海乐东22-1油气田进行国内首例国产化连接器的工程应用。标志着我国掌握了深海油气田水下生产系统连接装备设计、制造、测试及海上安装能力,使我国成为世界上少数几个掌握该项技术的国家之一。完成863计划重大项目子项目2项,工信部高技术船舶课题3项,国家自然科学基金3项,黑龙江省自然科学基金1项,横向课题4项,发表SCI/EI/核心期刊论文56篇,授权发明专利41项。



深水应急维修作业技术方向:针对海洋油气生产系统中管道破坏导致原油泄漏污染问题,提出了一套完成了应急维修实施策略,研制了用于解决油气管道破坏泄漏污染的紧急控制、应急维修、快速复产等需求的一系列原理样机和装置。对金刚石绳锯切削海管效率、油气介质管道内橡胶密封等科学问题开展了深入研究,研制了国内首台水下金刚石绳锯机、水下多功能作业机具、潜水员水下作业系列工具等,填补了国内水下大型管道在安装、检测、维修作业技术方面的空白,实现我国深海工程管道切割技术从无到有并跨入世界先进行列的重大突破。完成国家自然科学基金面上项目1项,开发实验室基金项目1项,累计发表论文XX余篇,其中SCI期刊论文10余篇,授权发明专利20余项。

海底管道铺设方向:研制了国内首台能够达到工程化应用的海底管道犁式挖沟机试验样机,根据渤海、南海及国内其他海域水下环境条件,适用于硬质粘土挖沟;研制了国内首台深水柔性管道铺设系统试验样机,打破该项技术为国外公司所垄断的局面;研制了“海洋工程201船”视景仿真作业系统,将先进的虚拟仿真技术引入到复杂的海洋工程作业培训中,在陆地环境中以虚拟培训方式部分或全部代替实船培训,改变了传统的作业培训方式,投入少,见效快,将大大提升作业能力,降低工程成本。该成果加快了我国海底管道铺设装备的国产化、工程化速度。完成国家科技重大专项子项目2项、黑龙江省科技攻关项目1项,横向课题5项,发表SCI/EI/核心期刊论文11篇,授权发明专利4项。


水下作业机器人方向:针对水下船体表面生物体附着和锈蚀、两栖环境探测等问题,研制了船体表面清刷机器人、仿生机械蟹。清刷机器人主要用于清刷船体表面附着的贝类、锈皮和锈斑等,可以降低燃油消耗,延长船舶的使用寿命。两栖多足仿生机械蟹具有地形适应性好、运动平稳、低能耗、高效率等优势。对船体表面锈蚀和生物体去除机理、跨介质多足仿生机械蟹步态等问题开展了一系列研究工作。研制的两栖多足仿生机器人通过了黑龙江省机械工业联合会组织的鉴定,鉴定委员会一致认为本项目组研制的两栖多足仿生机器人整体技术指标已达到先进水平。在两栖多足仿生机器人密封技术、复杂地形的自适应方法、两栖多足仿生机器人步态切换方法、多机器人协调技术和柔顺性控制方法等方面具有核心技术,这些技术为未来的研究奠定了相关理论基础和应用经验。近年来项目组针对水下特定环境开展了两栖仿生多足机器人水下双游泳桨耦合推进研究。通过生物观察分析,在动力学模型创建、水动力学分析、推进机构设计、模拟环境试验、浅滩环境试验等多个方面开展了大量的研究工作。团队研制了核电蒸汽发生器一次侧检修机器人、核电检测推拔器工程样机、器械护士机器人系统、水下6自由度焊接机器手、海洋零浮力综合无损检测运载平台等装备完成国家自然科学基金2项、黑龙江省自然科学基金2项、黑龙江省科技攻关项目1项、横向课题3项,发表论文62篇,授权发明专利16项。


水下作业实景仿真方向:深水起重铺管船视景仿真系统是针对“海洋石油201”深水铺管起重船开发的仿真模拟系统。系统采集实时监测数据,完成数学模型的实时解算,通过三维视景技术构建并展示实际船舶的运动姿态,可以实现铺管、起重作业的工程预演和人员培训。完成国家科技重大专项子项目1项,发表论文7篇。



四、团队文化:

水下作业技术与装备黑龙江省重点实验室团队坚持党的领导,坚持社会主义办学方向,坚持把立德树人作为根本任务,努力提高自身科研、学术、教学水平。通过建立健全人才培养机制,创造良好的教师成长环境和研究生培养模式,广纳人才,提高团队凝聚力;通过共享资源,使团队成员更多地参与到服务国家战略、提升关键领域科研水平的工作中来,促进团队成员不断提高自身素质,加快杰出青年人才快速成长;通过建立无间隙沟通渠道,使团队成员具有共同的认同感、归属感、成就感和责任感,更好地激发和释放团队合作潜能。



五、联系方式:

联系老师:贾鹏老师

联系电话:0451-82589251

电子邮箱:jiapeng@hrbeu.edu.cn



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