方华灿：中国海洋石油工程学科的开创者

作为中国近代高等教育史上建校最早的大学，北洋大学为我国高等学校初创时期体系的建立率先垂范，开启了中国近代教育的先河。2015年，天津大学(原北洋大学)建校120周年，那些和北洋大学共同走过“双甲子”的一代代“老北洋”，凭借着历史际遇和工科学子的求是精神，伴随着百年前步履蹒跚的中国走过一个个十字路口，创造了浩若繁星的科学成就。他们之中，就有中国海洋石油工程学科的开创者之一——方华灿。

方华灿，中国石油大学(北京)教授，中共党员。历任清华大学石油系教师，北京石油学院、华东石油学院机械系副主任、主任，曾任华东石油学院副院长、中国石油大学(华东)副校长。1992年被评为国家有突出贡献专家、享受政府津贴。

北洋学子

方华灿生于1930年，祖籍安徽定远。其父青年时期来到北京，方华灿在北京出生并度过少年学习生活，高中升入师大附中。

1948年，方华灿高中毕业，时值解放战争拉开决战序幕，中国百废待兴，因此在学生中普遍崇尚“科学救国”的思想。当时在中国国内学习理工科最好的两所学校被称为“南有南洋、北有北洋”，“南洋”即南洋大学堂，现上海交通大学;“北洋”即北洋大学堂。当时，方华灿立志学习理工科，遂以优异成绩考入北洋大学。

北洋大学是中国近代第一所大学，1895年10月2日由清光绪皇帝御笔钦准，由被誉为“中国实业之父”的盛宣怀出任学堂首任督办。在北洋大学，先后走出王宠惠、张太雷和马寅初等知名校友，也有中国能源工业创办人和奠基人之一的孙越崎、玉门油矿副总吴士壁等老石油人。

1948年，方华灿离开北京到天津求学时，北洋大学已经进入抗战复校后的理工结合时期，工学院下设土木、水利、采矿、机械、化工等十个系，理学院设置与工学院关系密切的物理、化学、数学等几个基础学科系。方华灿入学后进入机械系学习，并在学校任团委副书记。方华灿在北洋大学的求学时期，校门外的中国发生了天翻地覆的变化，中国终于结束了自1840年以来的动荡，一个崭新的国家成立了。

1949年以前，中国在甘肃玉门和陕西延长的石油开发虽然积累了珍贵的经验和人才，但新中国对石油的迫切需求，政府已经察觉到必须大规模开发石油，而发展石油必须培养大批专业性人才。

1951年，中国石油工业的开拓者之一、时任中央人民政府燃料工业部石油管理总局副局长的严爽到北洋大学动员，号召学生学习石油。严爽的演讲打动了台下的大三学生方华灿。

奔赴玉门油矿

方华灿受到严爽的鼓舞，遂决心学习方向转向石油。但是，石油相关专业是在当时的中国大学内从未单独设置过的一门学科，但得益于北洋大学在当时较为完备的学科基础，采矿系同学可转为学习石油钻采、化工系学生可转为学习石油炼化、地质系学生可转为学习石油地质，方华灿则在机械系内转向学习石油机械。

当时，和方华灿一起有20人响应号召报名学习石油机械。由于一没老师、二没教材，石油管理总局表示可以让学生们到玉门油矿实习。大家当即赞成，后经过教育部批准，大学的第四年可以离开学校到现场学习，回来照常毕业。

由于交通不便，从天津到玉门需要半个月的时间。方华灿和同学从学校出发，先坐火车到北京，之后再换火车到西安，之后再换乘汽车。由于当时还没有长距离输油管线，玉门油矿生产的石油经过炼制后，只能装进油桶通过汽车运输到西安后再通过火车转运。方华灿和同学就乘坐回程运空油桶的卡车奔赴玉门。

20名学生从西安出发，坐在运空油桶的卡车上，晴天是“敞篷车”，下雨就撑起车上的帆布篷。卡车在土路上行驶一天，大家下车时都成了“土人”。吃的是在西安买的“锅盔”，每个学生都挎着一个水壶，饿了就掰一块饼就一口水。方华灿和同学从西安出发10天后到达玉门。

1951年7月，抵达玉门后，20人分成两组，方华灿一组11人学习石油钻采机械，另外9人到玉门炼厂学习炼厂机械。方华灿和同学的关系落在玉门油矿钻探大队，时任队长是我国石油钻井工程的开创者之一的史久光、副大队长是军代表范元绶(著名史学家范文澜之子)，还有后来成为我国第一代油田老总的蒋鄰湘、周世尧。

此后近半年时间，方华灿跟随井队三班倒，吃、住、劳动都在一起。当时井场在石油沟，距离老君庙基地有几十公里。大西北冬夜，方华灿和上夜班的工人一道坐着卡车行驶在草木不生的戈壁滩上，伴着偶尔的黄羊叫声，身上的老羊皮袄难挡大西北刺骨的寒风。

通过井队的实习，方华灿全面了解了钻井技术和装备结构原理。半年后，方华灿又轮换到学习采油机械。通过与采油工们一起工作和学习，方华灿对采油机械的构造和维护进行了全面了解。除了专业学习，方华灿通过与一线工人朝夕相处，他们做人、做事和工作的环境给方华灿留下了深刻印象。有一次下测井仪，起升时由于刹车操作失误导致钢丝绳绷断，飞出的测井仪与方华灿擦身而过，所幸有惊无险。

1952年3月，玉门油矿从前苏联引进乌德钻机(前苏联乌拉尔重型机械厂生产)，身在玉门的方华灿正好参与该钻机的接收工作，借此对当时较为先进的钻机进行了全面了解。乌德钻机可钻井深达3200米，由于自重较大，汽车运输整部钻机通过兰州黄河铁桥有困难，因而需要根据铁桥的承载能力，对钻机进行拆解，到玉门后再进行组装。方华灿参加了到玉门后钻机组装到投产的全过程，从而全面了解了前苏联的钻机的结构。

5至6月，方华灿和同学在玉门实习期的最后两个月，大家各自完成一篇总结报告即毕业论文。方华灿选择的方向是套管，从套管的制造、运输、保养、使用、固井、操作、强度和受力分析等方面的学习收获，进行了总结。此外，11人还集体完成了一本“钻井工艺和钻采机械”的系统总结实习报告，后该报告上交到当时石油管理总局教育处处长连庆溥手中，她后来转给清华大学采矿系，他们将这本报告作为了临时教材。

这批与方华灿一起响应号召报名学习石油机械的同学，在他们当中走出了李天相(原石油部副部长)、赵国珍(原石油部代教育司司长)、孙家孔(原中石化总工)、刘作藩(原中石化总工)等一批石油战线领导岗位和石油教育、科技领域的领军人才。

参与北京石油学院筹建

1952年6月从玉门实习归校后，学校安排了一个短期学习计划，选修几门课，直至8月份毕业。在此期间，方华灿曾师从北洋大学的一位白俄教授学习俄语，这为他以后凭借掌握的英、日、俄三门外语进行科研和教学打下了坚实的基础。

方华灿的毕业分配还有一个插曲，由于当时负责分配的工作人员并不清楚北洋大学赴玉门学习的20名学生，已经分为炼厂机械和矿场机械。在得知东北需要石油机械人才后，将方华灿、赵国珍、陈家巽3人分配到东北石油管理局。由于当时位于中国东北的大庆油田和辽河油田还未发现，因此东北石油管理局仅需要炼厂机械人才而非矿场机械，无奈方华灿被分配到大连石油七厂。两个月后，东北石油管理局局长张定一到北京开会，石油管理总局人事教育处处长连庆溥特地向他解释，说明被分配到东北的方华灿等3人学习方向是矿场机械。后经过张定一局长同意，方华灿和同学赵国珍分到清华大学石油系，同学陈家巽则重新分配到新疆。

清华大学在1952年成立石油系，因学习前苏联模式，每个系都要设专业，当时清华大学石油系系主任曹本熹让陈如恒、方华灿、赵国珍三人筹备石油矿场机械专业。新专业需要教材，方华灿便运用学习的俄语基础，一边翻译俄文材料一边编写讲义。来不及正式装订，就刻蜡版油印后在上课时发给学生。三人分工是陈如恒讲授石油矿场机械，赵国珍讲授采油机械，方华灿讲授石油矿场机械的安装与修理。三人中陈如恒因早两年毕业，从助教破格升至讲师，方华灿和赵国珍刚到学校则从助教开始。至此，在清华大学建立起石油矿场机械专业。

为了大规模培养石油专门人才，成立一所石油高校被提上日程。1952年，时任石油管理总局代理局长徐今强到前苏联考察时，专门参观、调研了莫斯科石油学院，回国后向燃料工业部请求建立北京石油学院，燃料工业部部长陈郁向周恩来总理汇报，经总理首肯之后展开筹办工作。为了筹建北京石油学院，1952年10月成立“北京石油学院筹备工作组”，方华灿参加了这个组的工作。

去清华大学报到之前，连庆溥处长找到方华灿谈话，让其完成向上级申请建立北京石油学院的文件，负责编写好“北京石油学院计划任务书”，再去清华大学报到。这成了方华灿与石油学院筹建的缘分。

1953年成立北京石油学院，分为地质、钻采、炼制和机械四个系。玉门油矿总机械师蔡伯民代理机械系主任，方华灿任系主任助理，共同承担组建机械系。为了完成正规的四年学制的石油矿场机械专业的教学，方华灿系统地准备了有关专业课程、课程设计以及毕业论文等一系列教学环节。为了增强教学实力，1955至1957年，北京石油学院还聘请了莫斯科石油学院石油矿场机械专业的副教授卡西扬诺夫。伴随着1957毕业的本科学生和1958年毕业的研究生，进一步壮大了石油矿场机械的教师队伍。此后，方华灿还带领研究生建立起牙轮钻头的大型专门实验装置，开展科研，取得了一些科研成果。

至此，在文革前夕，石油矿场机械专业伴随着整个学校一起，进入了北京石油学院发展的鼎盛时期，并且实现了当时上级提出的建院要求，使北京石油学院从招生规模、硬件实力、实验室水平、教学质量等方面赶上了莫斯科石油学院。

投身海工四次实践

1964年，石油工业部发现大港油田，并组织了大港油田会战。1965年，由于发现大陆架延伸入海，时任石油工业部副部长康士恩遂提出石油要“下海”，开展海上石油勘探。后来，康士恩有机会到北京石油学院作报告，提出发展海洋石油钻采装备，方华灿决定将从事的专业方向转向海洋石油钻采设备，再次向新领域挑战。

1965年，方华灿开始转向海洋石油装备。没有书也没有人教，方华灿借助陆上钻采机械的学习经验，仍然奉行实践出真知。1966年，方华灿到大港后，油田正从大连造船厂接收一座自升式钻井平台“渤海一号”。接收该平台的负责人为大港钻井总工程师肖希书，为方华灿教过的北京石油学院53级钻井专业学生。方华灿借助接收该自升式钻井平台的良杌，通过查看资料、到平台上核查等，进行了全面的学习。

文革爆发后，高校停课。方华灿开始从能够接触到的各种渠道搜集海洋石油装备的资料，他跑遍了当时北京机械部、石油部等各大情报所搜集资料，后汇编成书《海洋石油钻采设备》。为了准备海洋石油钻采装备的教学工作，在文革长达十年的时间里，方华灿不断多次参加了海洋石油钻采装备的实践和收集整理资料工作。

1973年，方华灿到上海地矿部海洋石油局，参与我国自己设计并建造的浮式钻井船——勘探2号的部分工作，他曾参加过该浮船的升沉补偿装置的设计和建造。方华灿曾做过搜集资料、概念设计以及在制造厂的设计后服务等工作，从而对浮式钻井升沉补偿装置进行了学习。

1975年，我国从新加坡购买的勘探1号自升式钻井平台停泊在广州湾的万山群岛，方华灿又在该平台上学习了与“渤海一号”不同型式的自升式钻井平台。

方华灿对于海工装备学习了解的第四次实践是在1978年。当时，石油部从挪威引进订购的南海2号半潜式钻井平台停泊在海南岛的莺歌海锚地。南海2号由阿科公司建造，方华灿协助接收该船，并参加了在南海打的第一口井。借助接收该船，方华灿耗时半年时间，通过查看资料、清点设备、培训讲课和咨询钻井，将海上钻井全过程和半潜钻井平台的结构进行了全面学习。

文革后迎接春天

文革结束后，教育、科技、知识分子的春天來到了，方华灿热情地投入到高等学校的教学和科研的怀抱。

全国本科生统一高考恢复，学校开始招进了四年学制的正规本科生，方华灿首先在石油矿场机械专业，讲授海洋石油钻采设备课。为了在国内首次开设此课，他总结上述四次实践的收获，并参考大量国外相关海洋石油装备的资料，编写出版了国内笫一部《海洋石油钻采装备与结构》教科书，该书曾获石油部高校优秀教材一等奖。1979年研究生的全国统一招考也恢复了，方华灿开始在文革以后招收研究生。为了给研究生开设海洋石油装备的课程，他编写了《海洋石油钻采设备理论基础》一书，首次在国内由石油工业出版社出版。为了配合使用这些教材讲课，方华灿还在学校电化教学中心，主讲制作了一部录音、录像的幻灯片，这部最早在国内出现的音像教材曾受到有关院、校的欢迎，前来采购的院校很多。曾被学校评为电化教学优秀教材奖。

方华灿招收研究生以后，有了科研团队，他在文革以后开始恢复了科研工作。他最早在国内建起了海洋石油钻采设备研究室，开展海洋石油工程方面课题的研究。方华灿带领研究室的科研团队，首先开展了“海洋石油钢结构的疲劳寿命”课题的研究。他们利用学校在国内第一批自美国引进的当时最先进的MTS材料试验机，自主设计制作了海水腐蚀环境室，在施加海浪的随机载荷作用下，进行了海洋石油钢结构的构件模型的疲劳裂纹扩展试验。他们按照裂纹扩展的速率，根据断裂力学理论，给出了海洋石油钢结构的疲劳寿命计算的新方法。此项研究成果，曾以“半潜式平台的立柱在隨杌海浪载荷作用下的腐蚀疲劳寿命计算的研究”为题，在日本东京召开的ISOPE国际学术会议等国内外学术会议上宣读过论文，也曾在《石油学报》《石油矿场机械》等期刊上发表过论文。总结多年该项的研究成果，方华灿写出了国内笫一本《海洋石油钢结构的疲旁寿命》专著，于1990年出版，并获得山东省优秀图书二等奖，与其相关的研究成果先后获得了山东省及国家教委的科技进步奖二等奖。

方华灿在给出“海洋石油钢结构的疲劳寿命的计算新方法”之后，现场人员提出，计算出的服役海洋石油平台的剩余寿命的可靠性如何?于是，方华灿以“机械可靠性工程”理论为基础，开辟了“海洋石油钢结构的疲劳断裂失效的可靠性评估问题研究”的新的科研领域。方华灿带领科研团队，一方面做海洋钢结构用钢的材料强度试验，测试材料强度的概率密度;另一方面到现场进行调研，寻求海浪、海冰载荷的统计规律;此外，还潜心研究编制了可靠性评估的计算软件。终于，通过几年科研工作，不断前进，“开了花，结了果”。不仅分别获得了山东省及教育部的科技进步奨二等奨;而且，方华灿还专门写出了《石油钻采杌械可靠性》一书出版，获得了校优秀图书奖。在此期间，特别是针对我国渤海位于冰区，将研究领域延伸到冰区海洋石油钢结构，更是前进了一步。为了开展“冰区海洋石油钢结构的疲劳断裂及其可靠性评估”的科研，在硬件方面他们进一步充实，在自已购买的高频疲劳试验机上，自主研制出了一套液氮制冷恒低温下疲劳裂纹扩展测量系统(曾获我国专利一项)，他们运用这套测量系统，进行了200多个海洋石油钢结构的构件模型的低温疲劳断裂试验，制作了“冰区海洋石油平台的服役寿命的可靠性评估”的计算软件。他们用此计算软件，对渤海石油公司的一座已至设计寿命的固定平台，进行评估，结论是个别构件略作加强后，仍可延长服役3年，而三年中多生产的原油约值3亿多人民币，渤海石油公司获得了很大利润，因而以渤海石油公司牵头的该项目研究成果，曾获得了国家科技进步奨二等奖。此外，方华灿还总结低温疲劳断裂试验的成果，写出了《冰区海洋石油钢结构工程力学》一书，由石油大学出版社出版;方华灿和陈国明两人，写出了《冰区海上结构物的可靠性分析》一书，由石油工业出版社出版，并以此书为核心，申报了机械工业科技进步奨，获得了二等奖。

方华灿在研究“海洋石油钢结构的疲劳断裂问题”过程中，发现“强度与应力”这一对矛盾的两个方面，不仅均具有随机性，而且，还具有模糊性，因此，他提出了增加考虑模糊性的“模糊概率疲劳断裂失效”的新概念。方华灿以此为题，申请自然科学基金，获得批准立项，开展研究。他带领科研团队，以随杌数学(概率论等)和模糊数学为理论基础，以海洋石油钢结构为研究对象，建立起了数学模型，解决了定量描述强度与应力兼具随机性与模糊性的问题，从而使海洋石油钢结构的疲劳断裂失效的可靠性评估，更加全面、准确，更加符合实际，前进了一步。就这样，方华灿建立起了“模糊概率断裂力学”学科分支，出版了《模糊概率断裂力学》专著，为进一步提高海洋石油钢结构的疲劳断裂问题的研究水平，奠定了理论基础，方华灿以这本专著为核心，申报教育部科研成果奖励，曾获得科技进步奨二等奖。此外，方华灿还将“模糊概率断裂力学”列为他带的博士生的一门选修课，他还专门为博士生罗延生讲授了该课。进而，方华灿带领博士生罗延生将“模糊概率断裂力学”理论，应用于解决油气长输管线的安全可靠性评估问题，有所前进，他总结这一科研成果，写出了《油气长输管线的安全可靠性分析》专著，石油工业出版社在发行过程中，由于畅销，供不应求，曾征得作者同意，再版发行。

退休后老有所为

方华灿1996年退休，退休后仍返聘先后担任中国石油大学(北京)的杌电学院和学校的教学专家组的组长，长达十六年。在教学专家组的工作实践中，他深感培养年轻教师及提高学生素质的重要性，于是他执笔写出了《论高等学校课堂教学》及《寄语大学生》两部专著出版;还针对“杌械原理”及“杌械零件设计”两门课进行双语(汉、英)教学缺少英文教科书的问题，先后出版了英文著作《McchanismDesign》和《DesignofMechanicalElements》两部，该教科书曾被评为北京市“精品教材”，并已由石油工业出版社自国内拓展至国外行销。方华灿除了教学专家组的工作之外，他全力倾注到笔耕《海洋石油工程》专著方面，花了大量时间，查阅文献、搜集资料、现场调研、分析整理，在总结我国海洋石油工程实践经验及自己从事海洋石油工程教学科研成果的基础上，用了将近五年时间，终于在2010年八十岁生日时，由石油工业出版社出版了上、下两册共134万字的《海洋石油工程》专著。方华灿的这部著作《海洋石油工程》上、下册，已经石油工业出版社申报，被评为国内优秀图书，;并应英国牛津的ELSEVIER图书公司之请，译成英文于2014年由该公司出版，现已行销于欧美各国及亚洲日本等地。

总之，方华灿六十二年来，为本科生及研究生开设了十一门课，培养的本科生成千上万，培养了研究生四十多名;他从事科研，获国家科技进步奖二等奖1项，省、部级科技进步奖二等奖10项，我国专利2项;他发表论文约250篇，其中，国外发表40多篇，为SCI和EI等刊物收录的约30篇;他出版专著共15部。方华灿是第一批被评为国家有突出贡献专家的，享受国务院政府津贴。

方华灿做为中国海洋石油工程学科开创者之一，为我国海洋石油工程发展和人才培养倾注了大量心血，成为新中国第一代石油教育工作者。