各研究生培养单位、参赛师生及相关企业：

为提高研究生创新实践能力，促进产学研深度融合，推动我国能源装备产业创新发展，“第十三届中国研究生能源装备创新设计大赛”继续设置“企业命题”赛道。研究生团队计划参赛项目内容与“企业命题”相关，即可揭榜“企业命题”赛题。本次发布为十三届大赛第一批“企业命题”，共23项，见附件。

大赛为研究生优秀实践赛事，由中国学位与研究生教育学会、中国石油和石油化工设备工业协会（中石协）、中国石油大学（华东）等联合主办组办，设立大赛执行委员会（执委会）。2025年举办的“中石协・北石机械・宝石管业杯”第十二届大赛有317个研究生培养单位的2435支队伍踊跃参赛，一批企业参与并获得实效。

一、十三届大赛由长江大学承办。

二、十三届大赛培养单位联系人、指导教师QQ群：971884085。

三、十三届大赛参赛项目队长QQ群：639917096。

四、企业咨询大赛详情，并拟参与大赛命题、交流合作创新设计成果产业化转化、优秀人才选聘、科技创新研讨等，请与中石协科技部联系：王逸达，电话010-64197193、18021070519（同微信），邮箱kjb@cpei.org.cn。

第十三届中国研究生能源装备创新设计大赛执委会

2026年2月9日

附件：企业命题（第一批）

1.智能钻井装备关键技术攻关

经过多年努力，我国“一键式”人机交互自动化钻机已批量生产，与钻机配套的顶驱、钻台机械手等装置实现国产化。围绕钻机及配套装置从单点智能到系统智能，再到生态智能，更聪明、更自主、更互联的演进过程，可在管柱处理自动化及智能化、智能钻进技术、适应恶劣环境的智能感知技术、井下主要参数传送风险预警模型及分析、游车自动巡航精准定位技术、云端操控技术、智能固控技术、智能井控技术等方面开展系统研究，或就某一个局部问题提出新的解决方案。

2.长寿命高效钻头及钻井管柱优化研究

随着井深和水平段长度增加，钻头的破岩性能和使用寿命，钻柱的抗扭振、抗摩阻特征，对钻井提速提效，实现水平井一趟钻至关重要。需要进一步开展混合破岩机理、金刚石复合片超高压合成机制及工艺、齿型和密封结构、钻头井底工况实时监测等技术研究；充分考虑井眼轨迹、钻井液以及高温高压等因素的影响，开展钻柱动力学分析，揭示钻柱参数、井筒结构对钻柱屈曲、工具提速的影响规律，指导钻井参数、钻柱结构、钻具组合的设计优化以及新型钻头的研发，并形成实用的工程软件。

3.智能导向及提速工具研究

旋转导向和各类钻井提速工具的广泛应用，显著提升了机械钻速和“一趟钻”进尺，国产装备及自主技术趋于成熟，入井成功率持续增高。未来油气井钻井旋转导向及提速工具的研究，将聚焦于工具间、系统间的高效协同与智能化升级。需要深入研究地面与井下无缆传输、高速双向通讯关键技术，实现数据实时大量交互；井下闭环控制技术，实现自适应钻井；高精度随钻测量技术，保证储层钻遇率；随钻邻井探测技术，实时掌握邻井距离及方位；一体化集成设计技术，形成“工具包”式解决方案。

4.智能压裂装备关键技术攻关

国内压裂装备正在向智能化方向发展，目前还面临信息孤岛、一键变排变粘功能不完善、装备预警处置能力不足、压裂监测数据联动困难等诸多问题。为实现全套装备从感知-通讯-解析-建模-决策-执行的全链路闭环调控，可在成套压裂装备数据接口标准与多源异构通讯框架构建技术、一键智能泵注集成控制技术、复杂工况下设备分级预警与智能化运行技术、基于设备状态及工艺需求的全自动调参技术、压裂裂缝形态与分布的检测方法和仪器等方面开展系统研究，或就某一个局部问题提出新的解决方案。

5.新型井下作业工具研究

围绕井下作业工具智能化、一体化、高可靠性和绿色环保的发展趋势，可针对井口及悬挂装置、压裂和注水滑套、安全阀、封隔器、易钻和可融桥塞、抽油泵等类产品，开展动态实时控制、工况智能诊断、高速数据传输、可视化检测等方面的研究；或从密封材料、特种合金、传感器、轴承、芯片等某一重点突破入手，助力井下工具适应超高温高压恶劣环境，提升可靠性和使用寿命；或创新产品设计方案，优化现有产品结构，实现多工具集成，助力减少起下钻次数和作业成本。

6.井下测量及成像关键技术攻关

随着超深井作业复杂性不断提升，井下测量数据的精度、可靠性与实时性已成为制约钻测效率与安全的核心瓶颈。井壁测量及成像技术，是直观识别地层岩性，评估井壁稳定性，保障储层钻遇率的关键核心技术。当前，井下测量系统在高温高压、强振动干扰及复杂井眼轨迹下的稳定性与测量精度面临严峻挑战。为实现井壁测量及成像，必须集中攻克井下超高温高压环境自适应感知、井下信号智能处理、多模态数据智能融合与精准成像等关键技术，并形成相应的测量及成像装置，为复杂结构井一趟测提供可靠的技术保障。

7.修井及连续管作业装备自动化

自动化小修、大修以及连续油管作业设备已在油气田广泛应用，实现安全风险减小、作业效率提升、劳动强度降低、操作人员减少的目标。需进一步研究高可靠、高响应速度的修井悬吊系统、机械手、自动液压钳、气动卡盘、作业平台、动力猫道、排管装置的联动控制技术，提升管柱自动处理、远程集控和可视化，以及井口操作无人化的水平；研究“一键式”连续油管自动控制系统，可精准操作、实时优化与故障预警；研究全电驱与混合动力技术，实现动力系统绿色化。

8.一种助力水下生产系统国产化的解决方案

我国海洋水下生产系统的国产化已经取得重大进展，井口头、防喷器、采油树等多项产品突破海试，交付使用，初步形成了从核心组件到整装系统的自主制造能力。可选择更可靠高效的采油树及控制系统、水下控制模块的液压组件和精密传感器、水下模块安装工具、水下环境感知技术、自主水下机器人、水下泄漏点定位及故障诊断方法、水下快速复产系统、水下焊接修复技术等某一个问题开展研究，助力国产水下生产系统迈向更深、追求更智能、实现更自主。

9.智能油套管开发

智能油套管的核心价值在于将传统被动的管柱转变为主动的“信息物理系统”。在智能化分层注采方面，配合封隔器和智能配水器或滑套开关等工具，形成智能分注一体化管柱和智能找堵水一体化管柱；在套管技术状况监测和储气库安全运行方面，在全生命周期内实时监测套管技术状况，为油田开发技术人员提供决策依据；在大规模体积压裂监测等方面，感知地层的变化情况，实时三维显示地层裂缝状态，为油田监测提供数据传输通道。重点解决通信、射孔的避射和管间连接可靠性等问题。

10.设备状态监测及故障诊断系统

设备在运行过程中常因零部件磨损、腐蚀、老化或产生裂纹等原因导致故障，传统维护方式依赖定期检修，效率低且成本高。现有的自动状态监测及故障诊断系统对故障信号识别和分析能力仍显不足。为解决这一问题，需研发基于人工智能的故障预测与健康管理系统，该系统应实时采集设备运行数据、通过机器学习算法，分析数据，预测设备潜在故障，提供健康状态评估及维护建议，实现设备运维的智能化与精准化，降低设备停机风险和维护成本。

11.油气管道缺陷自动检测及智能巡检系统

在役油气管网缺陷检测与巡检系统，已从单一技术向内外结合、多维感知方向演进，检测装备综合应用机器人、无人机、光纤预警和视频监控等多种手段，打破人工检测和巡检的限制，智能化处于起步与试点阶段。可深入研究多物理场融合技术，融合磁、声、电等多种信息精准识别复杂缺陷；攻关小口径以及复杂地形管道检测难题；研究检测技术适应氢气、二氧化碳、氨醇等新型介质的管输安全要求；为物理管道创建同步更新的数字孪生体，实现模拟仿真、预测性维护和全生命周期管理。

12.往复压缩机轴系耦合及管网气流脉动分析

天然气输送和石化装置中使用往复压缩机，其工作中的弯扭耦合姿态很大程度上决定了压缩机机体振动及部件使用寿命；其管道振动往往是因气流脉动激发管道机械振动，管道振动反过来又引起与之相连的高压设备和高压阀门的振动，严重时会引起设备故障和管线破裂。需要深入开展压缩机轴系耦合分析和轴系的受力、运动等实验验证，开展压缩机气流脉动流固耦合机理与解耦方法研究，探索脉动源激励的脉动特征与压缩机工况的相关性。

13.透平膨胀机叶片气动性能和流道结构分析

透平膨胀机通过绝热膨胀过程，将高压空气的势能转化为机械能，同时产生深度温降，为空分装置提供核心冷量。在排气参数一定的情况下，进气参数焓值越高，膨胀机的等熵膨胀效率越高。为获得最大的制冷量，需对膨胀机叶片气动性能及叶轮、轴系等关键结构的动力学特性进行研究，寻求气动性能与机械可靠性的最佳匹配；同时进行内部气流通道和进、排气参数匹配的计算和实验验证，寻找膨胀机的等熵效率和膨胀量的平衡区间。

14.离心泵数值模拟和新工艺研究

离心泵是石油石化领域用于流体输送的主要设备，当前离心泵的研发核心是通过精准设计和智能技术，解决苛刻工况下的可靠性和能效问题。可针对典型离心泵产品，开展变工况条件下离心泵内部流动关键参数的数值模拟，探讨影响离心泵效率的因素，优化离心泵设计并模拟预测设备性能；研究多相介质耦合流动规律与力热变形对产品结构的影响；研究特种合金、陶瓷涂层、增材制造等新材料新工艺，应对腐蚀、磨损和极端温度的影响。

15.管式反应器传质及传热性能分析

管式反应器作为广泛使用的化工设备，通常具有较大的长径比，反应过程中因物料停留时间不均匀易导致反应不完全或发生副反应，同时反应过程中释放或吸收的热量沿轴向分布不均匀，影响产物分布和收率。需要进一步研究反应物在管内的传质过程和传质阻力的分布与控制步骤，确保反应物能够充分接触混合，提高反应效率；研究管内反应体系的传热规律，温度在轴向和径向的分布特征，反应过程中的热效应对温度分布的影响，以及如何通过合理的换热方式有效控制反应温度，确保反应在合适温度范围内进行。

16.工艺螺杆压缩机性能优化与结构创新

本赛题面向石化火炬气/油田伴生气回收的低压变工况需求，开展工艺螺杆压缩机转子型线优化、干气密封结构创新设计，结合CFD流体仿真完成性能模拟，通过实验测试验证优化效果，实现压缩效率与工况适配性双提升，适配多组分工艺气体压缩场景。

17.工艺级造粒机超细粉成型工艺与结构优化

本赛题聚焦石化催化剂、橡塑助剂超细粉造粒过程中团聚、堵料、粒径不均的行业共性痛点，要求围绕螺杆挤压造粒机推料结构与模头设计开展优化研究，耦合调控进料速度、熔融温度等关键工艺参数并形成适配超细粉物料的优化方案，鉴于该课题实体试验实施难度大、试验条件要求高，成果认定采用弹性标准，研究生参赛团队若能通过数值模拟、理论计算完成结构与工艺参数的优化设计并形成具备可行性的优化结论，即视为完成课题核心目标，具备试验条件的团队可进一步通过实体实验验证优化效果，最终实现颗粒成型合格率与连续生产效率的提升。

18.卧螺离心机石化固液分离效能提升研究

本赛题聚焦石化油泥、煤化工废水固液分离的低效率、核心部件易磨损腐蚀等问题，优化卧螺离心机转鼓锥角、螺旋卸料间隙，设计智能差速调控策略，优选耐磨防腐涂层材料，通过仿真分析与现场小试，提升固相脱水率，延长设备无故障运行时间。

19.氢能装备研发

氢能装备研发正处于从技术示范迈向产业化突破的关键期，攻关方向是降成本、提规模、保安全。在制氢装备方面，可开展电解槽对波动性电源的适应性、离网和海上制氢规模化等技术研究；在储运装备方面，可继续攻关抗氢脆材料，以及液态、固态和管道输氢等多元技术，提升压缩机、膨胀机性能及可靠性；在用氢装备方面，可进行燃料电池的催化剂、质子交换膜、双极板等核心材料改进，氢燃料发动机的基础研究，开发氢储能与氢电协同技术及氢气的多种应用场景。

20.新型加能站机器人研发

新型加能装备正在向系统集成、移动智能等方向发展，以适应综合能源服务站建设的需要。需要重点关注智能加油、充电、加氢及LNG加注机器人研发应用和技术升级，围绕“感知-决策-执行-安全”四个环节，就毫米级定位、复杂工况识别，柔顺对接、防泄漏、耐高低温，动态路径规划、多机协同，防爆、防泄漏、防误操作等问题开展研究，还可探索同一机器人适配油、氢、电、LNG等多种加注接口，支撑综合能源站“一站式补能”。

21.金属材料研究

油气装备普遍在应力腐蚀或腐蚀疲劳工况下服役，在复杂应用场景，一些核心部件的使用寿命出现大幅下跌，暴露出高端特钢和特种合金与国际先进水平的差距。需开展适应高温高压耐腐蚀等特殊工况的金属材料制备工艺研究，实现工艺过程的精准控制，保证材质稳定性；开展特殊工况的金属材料失效机理研究，完善基础性能数据库，建立准确的寿命预测模型；开展先进表面处理技术在油气装备领域的研究与应用。根据国家油气管网建设需要，开展超高强度管线钢技术攻关。

22.耐高温橡胶研究

深地工程的万米井面临深部温度高达210～240℃的极端条件，在超高温工况下，钻头钻具及井下工具橡胶材料老化失效，造成钻头钻具寿命不足，井下工具故障率显著上升，钻井时效降低。特深井钻进过程中会采用油基泥浆，其组分因区域和井深又有所不同，对橡胶可靠性也造成不良影响。需攻关提升耐高温和复杂介质的钻头钻具、井下工具的动力橡胶和密封橡胶材料，以及匹配橡胶金属界面粘接剂的技术性能，缩小与国际先进水平的差距。

23.基础工艺研究

石油和石油化工设备制造基础工艺是保障设备在高温、高压、强腐蚀等极端工况下长周期安全运行的核心支撑，涵盖冶炼锻造、热处理、焊接、精密加工、表面处理等多个方面，仍然存在极端工况下材料与工艺稳定性不足、质量一致性控制效果差、高端材料依赖进口等问题。需要开展材料-工艺协同攻关，优化冶炼、锻造、热处理工艺参数，提升极端工况适配性；推进智能化升级，实现加工、焊接、喷涂过程的实时监控与缺陷预警；进行绿色低碳工艺替代研究，减少碳排放与环境污染。