矿业安全与环保

作者：冯彦军, 任建超, 吴川, 刘茂福, 丁维波, 赵燚, 陈驰

关键词：振动传感器, 钻具振动, 自供电, 摩擦纳米发电机, 水平定向钻进

对水平定向钻进孔底钻具振动的实时监测，对于保障作业安全和提高工作效率均具有重要意义。同时，传统的振动传感器在供电方面存在局限性，而具有自发电功能的振动传感器更加适宜实际工况。基于摩擦纳米发电机原理，提出一种新型自供电振动传感器，其可充分利用钻进过程中振动工况诱导发电，并同步实现振动频率的测量。试验结果表明：传感器可在温度0~105 ℃、相对湿度0~90%内正常工作，测量振动频率为0~13 Hz，测量误差小于±3%，传感器的安装平面倾角不超过45°；传感器的发电性能显示其输出功率最大可达0.61 μW，在并联多个传感器并进行电量存储后使用，可为其他井下测量仪器供电。相关研究成果可为井下随钻测量及传感器研发人员提供一定的借鉴。

来源：2025年第4期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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