深井鉆進井底參數(shù)測量系統(tǒng)用傳感器的分析研究

湯鳳林，ЕсауленкоВ.Н.，寧伏龍，段隆臣，ЧихоткинВ.Ф.

（1.中國地質(zhì)大學（武漢）工程學院，湖北 武漢430074；2.АстраханскийГосударственныйТехническийУниверситет，Россияг.Астрахань414025）

1 概述

我國正在進行深部找礦，并且取得了很大成績，國外也是如此，淺部找礦工作早已完成，現(xiàn)正進行深部找礦乃至超深井鉆探［1-4］。鉆井工程是個系統(tǒng)工程，包括鉆井設備、工具、鉆進工藝、操作技術(shù)、生產(chǎn)管理等。在根據(jù)井深和所鉆地層選定設備、工具之后，鉆進工藝和操作技術(shù)非常重要，直接影響鉆井技術(shù)經(jīng)濟指標。目前主要還是依靠地面儀表顯示的讀數(shù)指標來指導鉆井工藝和操作技術(shù)。但是，地面儀表顯示的讀數(shù)與井底參數(shù)實際數(shù)值有一定差異，例如，鉆頭載荷指示器（常稱鉆壓表）顯示的指標與井底鉆頭實際載荷、地表鉆機上顯示的鉆頭轉(zhuǎn)數(shù)與井底鉆頭轉(zhuǎn)數(shù)、地表鉆井液流量計顯示的流量和井底通過鉆頭的流量的差別都很大，而且孔越深，差異越大。據(jù)俄羅斯超深井鉆井研究結(jié)果，這個差異可達20%～30%［4-7］。我國計劃打一口13000 m的特深地質(zhì)井，以超過目前世界上最深的前蘇聯(lián)12262 m的科拉超深井，很有意義。但是，深井、特別是超深井鉆進時，井底條件非常惡劣，壓力可能大于100 MPa，溫度T可能大于200℃，各個方向的振動可達10g～100g（g為重力加速度），對測量使用的傳感器元器件提出了特殊要求［4-7］。俄羅斯設計出了井底參數(shù)自動測量控制系統(tǒng)，其中傳感器是關(guān)鍵器具。

俄羅斯在深井，特別是超深井鉆進中積累了豐富的經(jīng)驗，現(xiàn)把他們在深井鉆進中使用的各類傳感器進行整理和分析研究，或許對我國深井鉆進有一定的參考價值。

2 井底鉆井液壓力傳感器

井底鉆井液壓力目前主要是根據(jù)地表儀表讀數(shù)進行計算的。這種方法計算結(jié)果與井底實際壓力誤差較大，不能反映井底壓力實際變化情況。在不同地層條件下，可能產(chǎn)生不同復雜情況，如漏失、卡鉆、異常高的地層壓力等，因此，有效控制鉆井液壓力是非常重要的。此外，在進行地層壓力和井底壓力平衡鉆進時，可使機械鉆速提高1～1.5倍［4-7］。這些情況都說明研發(fā)在鉆井過程中能夠測量井底鉆井液壓力測量儀器的重要性。

目前俄羅斯使用的井底鉆井液壓力傳感器有以下幾種。

2.1 氣流式鉆井液壓力傳感器

這種新型傳感器工作原理是基于科安德（Коанд）效應的，即當射流通過非平整固體管壁時，則因射流（氣流或液流）粘附到附近的管壁上，而改變流動方向［7］。

井底鉆井液壓力傳感器結(jié)構(gòu)見圖1。測量時，通過增加鉆頭軸載的辦法，把可控減速器8打開，空氣從壓氣瓶9中出來，通過供氣噴嘴2，粘附非平整管壁3，進入接收噴嘴10，充滿用壓力彈簧7固定的接收容器4。由于空氣充滿了容器，則在接收噴嘴10前面產(chǎn)生負壓，使氣流離開非平整管壁3，進入出口噴嘴11后進入傳壓器12。同時，傳壓器12膨脹，其頂端移動，推動水力放大器控制桿13。出口噴嘴11中的壓力呈跳躍式增加，保持最大值，直到接收噴嘴10中的反壓降到氣流可以重新通過非平整管壁3，充滿接收容器4。然后，控制桿得到的系列機械脈沖，被水力放大器轉(zhuǎn)換成鉆井液大的水力脈沖（圖中未示出），這些水力脈沖被地表儀器記錄下來。當鉆井液壓力變化時，壓力彈簧7相對從供氣噴嘴2出來的氣流改變自己的位置，接收容器4充滿氣體的時間發(fā)生變化，所以，氣流進入出口噴嘴11的頻率也隨之變化。

圖1 氣動鉆井液壓力傳感器Fig.1 Aerodynamic sensor for drilling fluid pressure

根據(jù)得到的鉆井液井底數(shù)值信息，可以有效地控制鉆井過程。

2.2 亞低頻鉆井液壓力傳感器

這種傳感器是以機械振動系統(tǒng)“擺輪-游絲”為基礎(chǔ)的［8］。如圖2所示，這種傳感器置于測量容器1內(nèi)。向驅(qū)動系統(tǒng)3供給電流脈沖時，擺輪4由于永久磁鐵11磁場和驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)感應磁場的作用而偏離其平衡位置。獲得脈沖后，固定在軸承6上的“擺輪-游絲”系統(tǒng)，在其平衡位置附近開始產(chǎn)生振動。同時，在獲得脈沖的系統(tǒng)10內(nèi)，產(chǎn)生交流電動勢，其頻率取決于擺輪參數(shù)和游絲長度。這個頻率信號進入聯(lián)系通道，然后進入井口接收裝置。

圖2 亞低頻鉆井液壓力傳感器Fig.2 Infra low frequency sensor for drilling fluid pressure

井底鉆井液壓力變化時，安裝在測量容器1內(nèi)的膜片7彎曲，充滿膜片腔和管狀彈簧（螺旋管）8的油的壓力發(fā)生變化。同時，螺旋管自由端和固定其上的度量計9沿著游絲移動，改變與鉆井液壓力變化成比例的游絲的長度。所以，擺輪振動頻率發(fā)生變化。

這種鉆井液壓力傳感器用于井底與井口有線聯(lián)系通道或無線聯(lián)系通道中。

2.3 音叉式鉆井液壓力傳感器

這種傳感器可以在鉆井過程中監(jiān)控鉆井液壓力，要解決的問題主要是可靠、耐溫，可以在鉆井過程中直接監(jiān)控鉆井液壓力，以提高測量鉆井液井底壓力的精度。如圖3所示，傳感器置于測量容器內(nèi)鉆頭的上方，包括有用筋3和4固定在鉆桿2的殼體1、振動驅(qū)動5和獲得系統(tǒng)6、聯(lián)系線路7、中空機械諧振（音叉）型壓力轉(zhuǎn)換器8（諧振器充滿重的液體9，其支管端呈彈性管狀彈簧-布爾頓管10）、接受鉆井液壓力的膜片11。

圖3 音叉式鉆井液井底壓力傳感器Fig.3 Tuning fork sensor for drilling fluid pressure

這種傳感器工作原理為：當鉆頭上方外環(huán)空間內(nèi)鉆井液壓力變化時，膜片11彎曲，重液9在音叉8支管內(nèi)移動，充滿管狀彈簧10的腔體，此時管狀彈簧的自由端，按照與鉆井液壓力值呈比例進行移動，導致音叉8支管慣性矩發(fā)生變化，因而導致音叉8振動頻率發(fā)生變化。獲得振動系統(tǒng)6把音叉支管的機械振動轉(zhuǎn)換為電磁振動，電磁振動進入有線聯(lián)系線路7，并且沿著聯(lián)系線路進入安裝在井口的接收裝置。音叉8的強迫振動是通過沿著有線聯(lián)系線路7供給的交變電流保證的，或者是在無線聯(lián)系通道時用驅(qū)動系統(tǒng)5的電源來保證的。

負載音叉的振動頻率按下式計算：

式中：e、L——分別是音叉的厚度和支管的長度；E——音叉材料彈性模量；γ——音叉材料密度；mTB——充滿重液的壓力彈簧（布爾頓）的質(zhì)量；mk——音叉質(zhì)量；α——音叉支管端到壓力彈簧重心的距離；j2——壓力彈簧質(zhì)量相對通過壓力彈簧重心中心線和垂直音叉支管平面的慣性矩。

本傳感器用于有線聯(lián)系通道的測量系統(tǒng)中。

3 井底溫度傳感器

如圖4所示的這種傳感器是用來在鉆井過程中測量井底溫度的［9］。

圖4 氣動式井底溫度傳感器Fig.4 Aerodynamic sensor for borehole bottom temperature

此種傳感器也是安裝在鉆頭上方測量容器內(nèi)。傳感器包括有射流發(fā)生器式溫度轉(zhuǎn)換器，射流發(fā)生器包括有射流器具，射流器具含有安裝在非平整表面5上附近并用轉(zhuǎn)換通道彼此聯(lián)系起來的出口噴嘴1、雙金屬片2、接收噴嘴3和供氣噴嘴4、接收容器6、壓縮氣體瓶型能源7。壓氣瓶固定在外殼8內(nèi)，也可卸下來。氣瓶通過節(jié)流器9與供氣噴嘴4連接，接收噴嘴3與面板10洼陷式容器6連接，而出口噴嘴1則通過傳壓器11（其是水力放大器控制閥12的驅(qū)動裝置）與聯(lián)系通道，即充滿鉆井液的鉆柱連接。從氣瓶出來用過的氣體，通過噴嘴14進入接收容器13。

傳感器工作原理為：從供氣噴嘴4出來的氣流，流經(jīng)面板10中非平整固體表面5，通過接收噴嘴3上的孔眼進入接收容器6。由于接收容器6充滿了氣體，在接收噴嘴3前面形成反壓，使氣體離開非平整表面5，進入出口噴嘴1，然后進入傳壓器11，使其中的壓力提高、產(chǎn)生位移，也使與其連接的水力放大器控制閥12產(chǎn)生位移。此時，在出口噴嘴1中的壓力呈跳躍式增加，保持最大值，直到接收噴嘴3中的反壓降到氣流可以重新流經(jīng)面板10中非平整固體表面、充滿接收容器6的數(shù)值為止。

射流發(fā)生器出口振蕩頻率按下式計算：

式中：f——振蕩頻率，Hz；c——與射流發(fā)生器機構(gòu)有關(guān)的常數(shù)，cm3/s；V——容器體積，cm3。

其上固定有雙金屬片彈性元件的接收噴嘴3，一端固定在面板10上，另一端是自由端，隨著溫度的提高而膨脹。因此，接收噴嘴3的這個自由端相對于非平整表面產(chǎn)生位移，氣流從氣流軸線向其邊緣移動，粘附非平整表面，邊緣處氣體用量減少。所以，氣體充滿接收容器6的時間變化了，與所測井底溫度成比例的射流發(fā)生器的振蕩頻率也相應發(fā)生變化。

接收噴嘴3自由端的位移按下式確定：

式中：α——雙金屬片材料的線膨脹系數(shù)；l——接收噴嘴連同其上固定雙金屬片初始狀態(tài)的長度；s——雙金屬片的厚度；ΔT——溫度變化值。

在射流發(fā)生器中產(chǎn)生的系列氣動脈沖，利用傳壓器被轉(zhuǎn)換成水力放大器控制閥拉桿12的機械位移。在水力放大器的出口端，出現(xiàn)水力脈沖。這個脈沖在充滿鉆柱的鉆井液中傳播，直到井口，進入水力緩沖器的入口，在此消除鉆井液泵壓力脈動產(chǎn)生的干擾。載有井底溫度信息的有效水力信號，進入應變計的入口，轉(zhuǎn)變成與之成比例的電信號，進行放大，經(jīng)過篩選濾波器后，進入電子計算機入口，在計算機內(nèi)轉(zhuǎn)換成相應的溫度值，輸出到計算機終端。這種傳感器符合射流器件的抗振性能要求，試驗表明完全可以滿足井底測溫條件。

4 井斜頂角傳感器

如圖5所示，傳感器安裝在測量容器內(nèi)鉆頭的上方，包括有密封腔并在軸承2上回轉(zhuǎn)的框架1和射流發(fā)生器3。射流發(fā)生器含有供氣噴嘴4、接收噴嘴5、出口噴嘴8、非平整表面11、壓縮氣體氣瓶型供氣源12、接觸環(huán)13、獲得信息的觸點14和開關(guān)觸點15。接收噴嘴5位于重錘6中，重錘6固定在軸7上。出口噴嘴8與膜片腔體9連通，膜片腔體內(nèi)固定有觸點10［10-11］。

圖5 帶有中空重錘的井斜頂角傳感器Fig.5 Borehole inclination sensor with the hollow weight

傳感器工作原理為：氣體從供氣噴嘴4出來，流經(jīng)非平整表面11，粘附該表面，通過接收噴嘴5的孔眼充滿重錘6的腔體。在流經(jīng)的非平整表面上形成反壓。這個反壓使氣流離開非平整表面，進入出口噴嘴8，然后進入膜片腔體9。此時，出口噴嘴中的氣體呈跳躍式增加并保持其最大值，直到接收噴嘴5中的壓力降到氣流可以重新粘附非平整表面、開始充滿重錘6的腔體為止。

隨著井斜角度的變化，其上固定有偏心氣瓶12的框架1，在重力的作用下開始轉(zhuǎn)動，中空重錘6位于井斜的平面內(nèi)（見圖5）。同時，射流發(fā)生器3的接收噴嘴5相對從供氣噴嘴4流出的氣流，從射流中心線向周邊移動，導致充滿重錘6的時間增加（因為周邊的供氣用量比射流中心?。?，射流發(fā)生器的振動頻率減小。所以，射流發(fā)生器的振動頻率與井斜頂角的變化成比例。然后，在射流發(fā)生器3出口噴嘴上得到的系列氣動脈沖，進入膜片腔室9，膜片彎曲，接通（或斷開）觸點10和15。觸點14和接觸環(huán)13是常閉的，可以保證把觸點10和15閉合和斷開時得到的脈沖傳送到聯(lián)系通道。

傳感器設計思路是：先把井斜頂角轉(zhuǎn)換成框架轉(zhuǎn)動角度，然后把框架轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)換成接收噴嘴轉(zhuǎn)動角度，再把接收噴嘴轉(zhuǎn)動角度轉(zhuǎn)換成出口的脈沖頻率，最后把頻率f的脈沖傳送給井底和井口的聯(lián)系通道（見圖6）。

圖6 井斜頂角傳感器設計思路Fig.6 Design methodology for the borehole inclination sensor

5 井斜方位角傳感器

從圖7可見，射流發(fā)生器型傳感器位于帶有偏心重錘的框架1內(nèi)，框架1用軸承3固定在支座2上。傳感器由供氣噴嘴4、接收噴嘴5和出口噴嘴6組成，出口噴嘴6通過轉(zhuǎn)換通道與接收容器7連接。機械諧振裝置13呈一端固定的舌片形式，置于射流發(fā)生器非平整表面的射流粘附區(qū)內(nèi)。在框架1內(nèi)固定有帶有壓縮氣體的氣瓶11，這個氣瓶既是轉(zhuǎn)換器的供氣來源，同時也起重錘作用。氣瓶11利用調(diào)解減速器12與供氣噴嘴連接。氣囊17與水力放大器18控制連桿連接。傳感器裝置中有裝有磁針9的鍋狀物體10，可以鎖定滑線電阻器16的線圈。諧振裝置13的驅(qū)動系統(tǒng)14接入由滑線變阻器16、電阻15和供電電源8組成的電路［12］。

測量時，從滑線電阻器16線圈中來的電流，與按地球磁子午線確定的磁針9的位置有關(guān)。此時，減速器12打開，氣流從氣瓶11出來，經(jīng)過噴嘴4，被粘附管壁，進入接收噴嘴5，充滿接收容器7。充滿接收容器7后，在接收噴嘴5前產(chǎn)生反壓，使氣體脫離管壁，轉(zhuǎn)入出口噴嘴6。此后，氣體進入氣囊17，氣囊17推動水力放大器18的控制連桿。出口噴嘴中的壓力以頻率為f進行跳躍式變化。氣流依次粘附管壁，充滿接收容器7，進入出口噴嘴6。在噴嘴5的入口端置有舌片13，舌片13在驅(qū)動系統(tǒng)14作用下產(chǎn)生振動。氣流發(fā)生器的振動頻率，與諧振裝置的振幅有關(guān)。供電用交變電源8進行?？蚣?位于井筒彎曲平面內(nèi)。井筒彎曲方位角變化時，帶有偏心重錘11的框架1相對按子午線確定的磁針開始轉(zhuǎn)動。磁針重新鎖定滑線變阻器的線圈，使電阻發(fā)生變化?；€變阻器是接入平衡電橋的一個臂上的，所以，電橋電阻的變化，可以改變電橋?qū)蔷€臂電壓的變化，改變諧振裝置14的振幅，此時，射流元件的振動頻率也發(fā)生變化。利用水力放大器18的拉桿，把脈沖傳給井底和井口的水力聯(lián)系通道，這樣，就把方位角轉(zhuǎn)換成了頻率為f的跟蹤脈沖。

圖7 方位角傳感器Fig.7 Borehole-azimuth sensor

6 井底鉆頭軸載傳感器

6.1 氣動式井底鉆頭軸載傳感器

從圖8可見，氣動式井底鉆頭軸載傳感器包括接頭1和彈簧3。接頭1一端置有連桿2和彈簧3。連桿2與鉆頭連接，彈簧3靠在接頭1擋板4的凸緣和連桿2的端面上。傳動扭矩用的接頭1和連桿2帶有花鍵。拉桿5通過擋板4固定在連桿2的上部。這些零件組合起來可以把軸載轉(zhuǎn)換為拉桿的位移。接頭1另一端連接有接頭6，其中置有密封容器7。容器7中置有科安德（Коанд）射流器具，這套射流器具包含有供氣噴嘴8、接收噴嘴9、出口噴嘴10和非平整表面11。射流器具和氣缸（接收容器）12組成氣動振動發(fā)生器。限制氣缸12體積、密封蓋住氣缸底端的底部13，可以相對氣缸壁移動，與氣缸形成磨合付，并用拉桿5與連桿2連接。此外，容器7內(nèi)還有壓氣瓶14、供給啟動發(fā)生器的壓力減速器15、氣體吸收反應器16、傳壓器17和液壓缸18。液壓缸18的出口連桿，與按照差分減壓閥模式設計的閥門系統(tǒng)19連接。使用這種器具可以實現(xiàn)用頻率法表示和傳送井底鉆頭軸載的信息。

圖8 氣動式井底鉆頭軸載傳感器Fig.8 Aerodynamic borehole bottom bit load sensor

6.2 指示型鉆頭軸載傳感器

如圖9所示，指示型鉆頭軸載傳感器產(chǎn)生壓力脈沖，其頻率是所要控制井底鉆頭軸載的函數(shù)?；钊?和活塞2組成的系統(tǒng)，形成液力轉(zhuǎn)換器。軸載由活塞1承受，活塞1產(chǎn)生的力通過活塞2傳送給液體流量傳壓裝置14。液體從腔室3出來，通過校準節(jié)流閥4流入傳壓器5的上部。傳壓器14的壓縮速度與鉆頭軸載數(shù)值成比例。在傳感器測量部件上面，置有其執(zhí)行閥件。當沖洗液流動路程中的閥6位于如圖9所示的位置時，在A區(qū)和Б區(qū)之間形成壓力降0.1～0.15 MPa；當閥6移動到下部位置時，壓力降為1～2 MPa（這個壓力差等于信號值）。閥6連同中空桿件7和活塞8一起，呈定期性的上下移動，其頻率與軸載成比例。同時，活塞8在缸套9中移動，缸套上部置有閥10和彈簧11。根據(jù)在地表接收的壓力脈沖的時間間隔，可以判斷井底鉆頭的軸載數(shù)值。

圖9 指示型鉆頭軸載傳感器Fig.9 Indicator type bit load sensor

7 傳感器與井底-井口聯(lián)系通道的配合

鉆井過程中井底信號傳到地面，可以利用下列聯(lián)系通道類型及其組合：

（1）水力通道，是指把在井內(nèi)循環(huán)的鉆井液作為傳送介質(zhì)，其中的壓力振動是信息傳送源。

（2）無線電磁通道，是指鉆井周圍的巖石和鉆桿柱是傳送介質(zhì)。

（3）有線通道，是指下入井內(nèi)的電纜或光纜是其傳送介質(zhì)。

（4）聲波通道，鉆柱是其通道，鉆頭或?qū)Ｓ脹_擊器在鉆柱中產(chǎn)生的振動（噪聲）是信息傳送介質(zhì)。

上述各種方法各有優(yōu)缺點，如果將其合理組合起來，取長補短，可以取得好的效果。Шевченко М.А.提出使用組合方法，例如把水力聯(lián)系通道和無線電磁聯(lián)系通道結(jié)合起來的組合方法，或把水力聯(lián)系通道和有線聯(lián)系通道結(jié)合起來的組合方法，對于超深井（深度＞6000 m）來說，可以在井底3000 m深度以內(nèi)使用水力聯(lián)系通道，在大于3000 m深度，使用無線電磁通道或有線通道［13-15］。

現(xiàn)以頂角傳感器和水力通道、有線通道組合結(jié)合一起為例，進行分析與討論（參見圖10）。

從圖10可見，聯(lián)系通道安排在鉆桿柱1中，鉆桿柱用鎖接箍2和帶有圓錐形螺紋的套筒連接起來。鉆桿柱中置有頂角轉(zhuǎn)換器12，頂角轉(zhuǎn)換器用軸承15安裝在裝有偏心重錘14的回轉(zhuǎn)框架13中。由噴嘴系統(tǒng)和供氣容器組成的射流發(fā)生器11，與傳壓器10的腔體連通。傳壓器保證把射流發(fā)生器的空氣動脈沖轉(zhuǎn)換成傳壓器端部的線性位移。傳壓器10與水力放大器的控制連桿9相互作用。水力放大器的出口連桿8連同其閥系統(tǒng)在流動的沖洗液中，形成強大水力脈沖，這個脈沖在鉆桿柱中傳送。為了保證能在修理和安裝中進行拆卸，聯(lián)系通道結(jié)構(gòu)組成中設有卸管接頭5和密封件6。

由于在鉆孔水力系統(tǒng)中，例如在鉆桿柱中有出于各種原因的干擾出現(xiàn)，為此安置了水力緩沖器4。安裝在深度2500～3000 m鉆桿柱中的感應式壓力轉(zhuǎn)換器3，可以把形成的水力脈沖轉(zhuǎn)換成電流脈沖。

采用帶有密封系統(tǒng)17的壓氣瓶16作為供氣源。供氣通過孔眼18經(jīng)過密封件21進入同軸安裝在測量容器20外殼中的接收容器19。在必要時，把在感應式轉(zhuǎn)換器3出口上得到的、與頂角變化成比例的電脈沖，用電子放大器放大，進入深度3000 m的聯(lián)系通道中的有線部分（見圖10中的部件22）。這個有線部分包括有一系列裝在鉆桿柱內(nèi)部的感應式轉(zhuǎn)換器和有線線段。在井口，有線聯(lián)系通道地表部分包括有電子濾波器、有用信號放大器和檢波器。

8 討論和建議

根據(jù)上述分析和研究，可以做下述討論和建議。

（1）世界上許多國家淺部找礦均已完成，正在向深部或更深部找礦進軍，這是總的趨勢。我國也是如此，為此宜在各方面做好準備。特別是我國已經(jīng)成為世界上第二經(jīng)濟大國，經(jīng)濟建設的發(fā)展和人民生活的需要，都要求我們?yōu)榻窈笪迥暧媱澤踔粮h期間的發(fā)展規(guī)劃做好礦產(chǎn)資源保障。所以要對深部找礦，包括超深部找礦給予高度重視。

圖10 頂角傳感器與井底-井口組合聯(lián)系通道配合圖Fig.10 Connection of the inclination sensor with the bottom-to-surface link channel

（2）深井特別是超深井鉆進中，如何提高鉆探效率和保證鉆孔質(zhì)量是一個關(guān)鍵問題。為了解決這個問題，首先要解決井底鉆井實際工藝參數(shù)與地面儀表所示讀數(shù)的差異問題，這樣才能根據(jù)后者讀數(shù)正確指導鉆探工藝和施工操作。俄羅斯鉆探工作者研發(fā)出了深井鉆進時井底實際參數(shù)測量系統(tǒng)，基本上解決了這個問題。

（3）在井底參數(shù)測量系統(tǒng)中，傳感器是關(guān)鍵器具。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等需求。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。但是，在深井特別是超深井鉆進中，井底條件非常惡劣，壓力可能大于100 MPa，溫度T可能大于200℃，各個方向的振動可達10g～100g（g為重力加速度），對測量使用的傳感器元器件提出了特殊的要求。

（4）傳感器有多種，俄羅斯在井底參數(shù)測量系統(tǒng)中使用的主要不是一般國家標準的傳感器，而是鉆探專家研發(fā)出來的新型傳感器。這種傳感器包含有空氣射流元件和機械諧振裝置。使用機械諧振裝置是因為其技術(shù)性能好：質(zhì)量好、穩(wěn)定性高、井底和井口聯(lián)系通道參數(shù)容易協(xié)調(diào)等。使用空氣射流元件是因為其可靠性高、發(fā)生作用快、簡單和價廉，可以在其它傳感器不能使用的條件下使用，其頻率范圍可以與井中無線聯(lián)系通道的頻帶相適應。利用射流之間以及其和固體井壁的相互作用，可以設計出具有比例特征、繼電器特征和實現(xiàn)各種邏輯功能的轉(zhuǎn)換器元件。因為具有這些優(yōu)點，所以可以在深井鉆進時受制約的條件下使用。對于深井鉆進來說，這是一種具有發(fā)展前景的傳感器。

（5）俄羅斯鉆探專家研發(fā)的井底參數(shù)測量系統(tǒng)包括其中的傳感器，對深部找礦和特深地質(zhì)井鉆進有一定參考價值，建議有關(guān)單位和專家對此進行分析、研究和試驗，探討其可行性和必要性。