蔡强康

蔡强康原图链接来自 中国石油大学(华东)主页 的图片

蔡强康，工程力学专家，教育专家。长期致力于工程力学教育和科技研究工作。研究埋地热输管线弯管破裂问题。解决了抽油杆断裂的生产难题。参加研究定向井、水平井的井眼轨迹控制技术。石油机械教育的创建人之一。

科学家是一个泛称，广义上指对真实自然及未知生命、环境、现象及其相关现象统一性的数字化重现与认识、探索、实践、定义的专业类别贡献者。狭义的定义是指专门从事科学研究的人士，包括自然科学家和社会科学家这两大类。所有自然科学和社会科学的研究人员，达到了一定的造诣，获得了有关部门和行业内的认可，均可以称之为科学家。被称之为科学家的代表人物有英国物理学家牛顿、波兰天文学家哥白尼、居里夫人，美籍科学家爱因斯坦和中国的农学家袁隆平等。

目录

科技成就

领导创建力学教研室

北京石油学院始建于1953年。1955年，蔡强康来到该校，担任机械系力学教研室主任。当时，教研室只有20位教师，蔡强康是惟一的副教授，是教学骨干，其他教师都是刚从院校毕业或毕业不久，教研室师资队伍无论数量还是质量，都不能适应教学的需要。为了解决这个问题，教研室和党支部采取了一系列措施：第一次讲大班课的教师，必须先在教研室试讲，试讲通过后才能上讲台；讲大班课的教师还要担任一个小班习题课，批改学生作业；专职担任习题课的教师必须与学生一起听讲大班课，掌握讲课内容，批改学生作业；讲课教师定时定点给学生答疑。采取这些措施后，教师提高了教学水平，改进了教学方法，教学效果不断提高，得到了学生的好评。蔡强康作为教研室主任，除了做好教学的计划安排和组织实施外，还亲自上教学第一线，每周讲授4～6学时力学课程。讲授的课程有理论力学、材料力学、工程力学和弹性动力学。

为了提高青年教师的业务水平，蔡强康为他们讲授了高等数学中的数学物理方程、复变函数等课程。为了充实力学师资力量，他为石油院校开办了第一届力学师资班，并讲授振动理论等课程。

在蔡强康的带领下，力学教研室被学校树为基础技术课的典型，成为学校当时仅有的两个先进教研室之一。1964年，《光明日报》记者到学校进行采访，先后6次报道了教研室的先进事迹。

培养大批高层次人才

20世纪五六十年代，蔡强康作为北京市力学学会理事，参与组织材料力学经验交流会、高等材料力学讲座。参加者除各高等工科院校的力学专业教师外，还有许多科研设计单位从事力学方面工作的青年技术人员。讲课的都是高等院校的力学专家教授，蔡强康也是其中之一。

在担任教育部高等工科院校力学教材编审委员时，蔡强康主审或审阅了四五种由重点工科院校著名教授、力学专家编写的材料力学和高等材料力学教材。还主审了几部石油专家编写的与力学理论有密切关系的专著，并为其中两部写了序言。

1977年，祖国迎来了科学的春天，教育事业开始恢复和发展，石油院校力学师资告急。蔡强康主动承担了开办力学77级师资班的任务，亲自讲授结构分析、振动理论、毕业设计等课程。

“文化大革命”前，蔡强康就担负指导研究生的工作。1978 年，全国开始招收授予学位的研究生。他以强烈的使命感和责任感，重新挑起中断10年的指导培养研究生的担子。从1978年到2000年，他共指导硕士生14人，博士生4人。与同事和研究生共同发表论文近60篇。

蔡强康精心培养力学人才的精神，他的留校执教的弟子们，在他执教50周年时，敬赠的对联是最好的写照：“呕心沥血，辛勤耕耘，半个世纪栽培多少桃李；先生以育才为乐，何悔衣带渐宽，华发云鬓。”

解决抽油杆断裂难题

20世纪五六十年代流行于欧洲发达国家的一种抽油机，叫做振动泵。它比游梁式抽油机体积小、重量轻、成本低。北京石油学院率先在国内研制这种抽油机，并在玉门油矿进行现场试验。但是，抽油杆断裂问题始终没有解决。抽油杆是由许多根油管用丝扣连接而成的很长的杆件，下端位于油层，上端悬挂在由弹簧支撑的铁板上，铁板上装有带偏心铁块的两个小电动机，电机开动后产生随时间而变化的纵向力，使抽油杆产生纵向振动。由于每根油管接头处都装了阀门，原油逐步由井下提升到井口流出。

蔡强康经过悉心分析研究，认为抽油杆的断裂，是由于抽油杆的纵向振动引起的动应力过大造成的。1962年，他在《北京石油学院科学研究论文集》第一集上发表了《振动泵抽油杆的纵向振动和动应力计算》，这篇论文给出了由抽油杆的长度、单位长度的重量、偏心块的重量、弹簧系数、电动机的转速、抽油杆上端各部件的重量计算抽油杆纵向动应力的公式。

1964年春，蔡强康应邀前往玉门考察，解决抽油杆断裂问题。在现场，他仔细观察了二十几口井的抽油杆在丝扣处断裂的情况，又应用自己在论文中给出的计算动应力公式进行了大量计算，他得出结论：抽油杆在丝扣处断裂，是由于动应力过大引起的疲劳破坏，只有控制井口处抽油杆的振幅和频率，才能防止断裂的发生。经过两三个月的试验，证实他的见解完全正确，抽油杆断裂问题迎刃而解。蔡强康撰写了约10万字的《振动泵的工作原理》供现场技术人员阅读。后来，玉门石油管理局向石油部和北京石油学院对蔡强康进行了通报表扬。

攻克埋地热输管线弯管破裂问题

大庆油田生产的原油，在常温下处于固体状态，必须加温才能用管线输送。加温输送时经常发生弯管部分破裂事故，原油损失惨重，还可能造成次生灾害。1976年3月，力学教研室承担了石油部下达的“埋地热输管线的强度研究”重点课题任务。10余位教师参加了这项研究，蔡强康是主要技术负责人之一。他查阅文献，推理计算，撰写并发表了《弯管在内压下的应力》等两篇论文，纠正了中国石油设计部门经常使用的、计算厚壁弯管在内压作用下应力的所谓威尔布尔（W.E.Wilbur）公式。

这项研究任务中最费时间的工作是大口径（直径为720mm）薄壁（壁厚为11.8mm）弯管的电测试验。蔡强康参加了试验装置的设计和校核，以及电测的全部过程。他还与另一位老师用有限元法计算由于温度升高，弯管的各个截面上的轴力、弯矩轴向和侧向位移，分析了各种参数对温度应力和位移的影响。根据这些大量计算结果，他们提出了在同样温度差的情况下，控制能变化的参数，降低温度应力的方法。同时，把计算出的弯管中间截面的弯矩与大弯头试验中所得到的极限弯矩进行对比，提出了防止弯管由于温度应力过大发生破裂的设计方法。

这项科研成果，获得1981年石油工业部科技成果二等奖、1982年山东省科技成果一等奖。同时被石油部管道局设计热输管线时采用。1982年春，蔡强康用中英文撰写了《各种参数对埋地管线弯管中温度应力的影响》一文，在北京国际石油工程会议上做了报告。

研究定向井、水平井的井眼轨迹控制技术

20世纪七八十年代，西方发达国家首先开发了钻探定向井、丛式井和水平井技术。定向井井眼的下部是弯曲的，指向一定方向。丛式井是在同一井口处，钻几个或十几个指向不同地层的定向井。水平井是定向井的一种特殊情况，井眼最下一段油层是水平通过的。这些技术可以大量降低钻井成本和提高原油产量。

中国石油天然气总公司钻井局把定向井、丛式井钻井成套技术和石油水平井钻井成套技术，分别作为国家“七五”和“八五”的重点科研项目，组织油田、科研单位和高等学校共同攻关。“井眼轨迹的控制技术”是上述两个大课题必不可少的一个子课题。蔡强康和3位教师、6位研究生一起，应用有限元法进行了大量研究，完成了定向井与水平井井眼轨迹控制技术研究，编制了程序，可以控制和预测定向井与水平井井眼轨迹。经大港油田女MH-1水平井和官H-1水平井实践验证，表明实测数据与程序计算结果吻合良好。大港石油管理局定向井技术服务公司的使用报告中说：“此项研究成果的理论分析是正确的，理论基础是扎实的，程序是可靠的，具有很好的工程实用价值，达到当前国际水平。”

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