基于摩擦纳米发电机的耐高温井下振动传感器研制

• 作者: 张德龙 郭强 吴川 周清 杨鹏
• 来源期刊: 钻探工程
• 学科: 地球科学
• 关键词: 振动传感器 摩擦纳米发电机 高温井 振动频率 自供电
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 钻探装备
• 页码范围: 120-127
• 页数: 8页
• 分类号: P634
• 语种: 中文
• DOI: 10.12143/j.ztgc.2022.01.016

摘要

过激的振动频率将损坏钻具、影响效率、甚至造成井下事故,因此有必要对井下钻具的振动频率进行实时测量.本文基于摩擦纳米发电机提出了一种耐高温的井下振动传感器,该传感器不仅具有振动测量功能,也具有发电功能.当该传感器测量振动频率时,试验显示其测量范围为0～8 Hz,测量误差<4％,信噪比高,抗干扰能力强,且输出信号幅值与传感器和振动源的距离成反比.当该传感器用于发电时,试验显示振动频率越高其发电量越大,其在8 Hz工况下的输出电压、输出电流和输出功率分别为70 V、12×10-7 A和4.2×10-5 W,展示出了其作为井下分布式发电机的潜能.此外,该传感器可在温度<180℃以及相对湿度<90％的环境下正常使用,具有很强的适应性.