矿业安全与环保

作者：冯彦军, 吴川, 杨朔

关键词：井下振动, 自发电, 振动传感器, 摩擦纳米发电机, 低磨损, 随钻测量

井下钻具的共振可能会损坏钻具甚至造成井下事故，对井下振动进行实时测量非常有必要。然而目前常规传感器的井下电池和电缆的供电方式会降低钻探效率，因此具有井下发电功能的传感器将更加适宜实际工况。针对此情况，研制了一种具有自发电功能的振动传感器，其利用振动工况诱导传感器内部纳米材料相互摩擦进行发电，同时利用摩擦电信号与振动信号的对应关系实现对振动的测量。室内试验结果表明，传感器的输出信号幅值可达7.3 V，最大发电功率约0.84 μW，振动测量范围为0~13 Hz，振动测量误差小于5%，可在小于250 ℃的温度范围内正常工作。研究成果可为井下发电及井下超高温传感器技术的研究提供一定的借鉴。

来源：2023年第4期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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