吴 川，杨 朔，樊辰星，周 清，文国军，刘 彬

（中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院，湖北武汉430074）

0 引言

井下参数是获取井下工况及调整钻探工艺的重要依据，因此有必要随钻测量。对于井下随钻测量系统（MWD）而言，供电方式是其面临的“瓶颈”问题之一。现有 MWD 的主要供电方式有 3 种［1-2］，即有缆供电、电池供电及井下涡轮发电。这3 种供电方式极大地促进了行业的发展，但又有各自的适应工况及工艺条件，如有缆供电方式增加了施工难度及成本，电池供电方式需频繁提钻更换电池且高温井中的电池额定容量将大幅度衰减，井下涡轮发电方式对泥浆流量和粘度有一定的要求等。因此，有必要探索新型的井下供电方式作为对现有方式的补充，或联合现有供电方式共同使用，从而扩展MWD 的适用工况及工艺条件范围。

美国佐治亚理工学院Z.L.Wang 院士所提出的摩擦纳米发电机理论，为解决井下发电问题带来了曙光［3］。摩擦纳米发电机理论来源于摩擦起电和静电感应现象［4］，也就是我们常见的静电，其基本原理为：当两种不同的纳米材料相接触时（不一定摩擦，轻微接触即可），接触面将由于接触起电而产生正负电荷；当两材料由于外力作用分离时，两接触表面的正负电荷将随之发生分离，并将由于静电感应产生短路电流和感应电动势。由于两材料的“接触-分离”过程是由于测量参数的变化导致，因此摩擦纳米发电机可用于研制传感器；同时由于两材料的“接触-分离”过程本身就是发电过程，因此摩擦纳米发电机可用于研制发电机。……