汤凤林，ЧихоткинA.В.，ЕсауленкоВ.Н.，宁伏龙，段隆臣，ЧихоткинВ.Ф.

（1.中国地质大学（武汉）工程学院，湖北 武汉430074；2.АстраханскийГосударственныйТехническийУниверситет，РоссияГ.Астрахань414025；3.地球深部钻探与深地资源开发国际联合研究中心，湖北武汉430074）

1 概述

当前我国“三深一土”战略正在紧密锣鼓的实施，在深部探测和深部找矿方面已取得一系列成果［1-3］。未来国家还计划实施一口13000 m特深地质井重大工程，该井深度超过了前苏联的12262 m科拉超深井，将创造新的钻探世界纪录，对推动地球系统科学发展和钻井技术进步具有重要意义。

钻井是一个系统工程，涉及钻井设备、工具、钻进工艺、固井和完井工艺以及操作规程、生产管理等。在根据井深和所钻地层选定设备、工具之后，钻进工艺和操作规程非常重要，直接影响着钻井技术经济指标。目前主要还是依靠地面仪表显示的读数指标来指导钻井工艺和操作规程。但是，地面仪表显示的读数与井底参数实际数值有一定的差异。据俄罗斯超深井钻井研究结果，此差异可达20%～30%［4-7］。为了检测和了解井底钻进参数的真实情况，通常会在钻井设备和钻具上安装各种不同类型的传感器（见图1）［4-15］。但是超深井钻进时，井底条件非常恶劣，压力可能大于100 MPa，温度可能大于200℃，各个方向的振动可达10～100个重力加速度。这些苛刻条件对井底参数测量使用的传感器元器件提出了特殊的要求［4-7］，需要优选设计井下传感器工作元件类型。

图1 钻井过程传感器布置Fig.1 Deployment of the sensors in drilling process

2 传感器系统元件选型

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其它所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等需求。……