УДК: 62-11

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ НАНОДАТЧИКОВ ДЛЯ НЕФТЯНОЙ ОТРАСЛИ

Авторы: Воробьев А.Е. ||

Рубрика: Геотехнология || Выпуск: №4 (Октябрь-Декабрь), 2019 год. || Скачать

Neft sanoati uchun nanosensorlarning dizayn xususiyatlarining rivojlanishi ko'rsatilgan. Zamonaviy nanosensorlarda ishchi signalning shakllanishiga odatda atrof-muhitning sifat va miqdoriy ko'rsatkichlari (harorat, bosim, suyuqlikning ko'chish darajasi, kimyoviy elementlarning tarkibi, pH qiymati va boshqalar) va tabiat (yoki aniqlanadigan xususiyatlar), o'rganilayotgan muhit ta'sir qiladigan sezgir elementlarning nanohissellarining uzunligi (geometrik o'lchamlari), natijada ushbu ishchi signal hosil bo'ladi. Nanosen-sorlarning asosiy dizayni va ularning ishlash mexanizmi tavsiflangan. Nanosensorlarni harakatlar va ishlarning printsiplari va mexanizmlariga, shuningdek ishlatilgan materiallar va qurilishga qarab sinflar bo'yicha taqsimoti keltirilgan. Birinchi sinfga mavjud fizikaviy printsiplar va mexanizmlarning namoyon bo'lishi asosida turli xil tabiat va namoyon bo'lish darajasidagi tashqi ta'sirlarni alohida elektr ishchi sig-nallariga aylantiradigan nanodevrlar kiradi. Ular an'anaviy elektron datchiklardan nanohissellar yoki ularga asoslangan ba'zi o'zgartirilgan moddalar yordamida sezgir elementlar sifatida ajralib turadi. Ikkin-chi sinf fotometrik va kimyoviy nanosensorlarni o'z ichiga oladi, ular ko'p hollarda moddalar (birikmalar) yoki elektromagnit maydonlarning molekulalari bilan bevosita ta'sir o'tkazadilar (reaktsiyaga kirishadilar). Bunday nanosensorlar, ba'zi optik effektlardan (masalan, lyuminesans effekti) foydalanib, o'rganilayotgan muhitda kerakli moddalar (kimyoviy birikmalar) mavjudligini signal qiladi. Ushbu nanosensorlarning o'qi-lishini "o'qish" uchun yorug'lik manbai (masalan, lazer va fotosensitiv qurilma) ko'pincha zarur. O'rganila-yotgan suyuqliklarning bosimi, harorati va kimyoviy tarkibi nanosensorlarining dizayni ochib berilgan.

Tayanch iboralar: nanosensorlar, nanosensorlar, tasnifi, qurilmasi, ishlash printsiplari va mexaniz-mlari, dizayni, materiallari.

Показано развитие конструктивных особенностей нанодатчиков для нефтяной отрасли. Установлено, что в современных нанодатчиках на форми­рование рабочего сигнала обычно влияют как качественно-количественные показатели окружающей среды (значения температуры, давления, скорости миграции флюидов, содержания химических элементов, величины рН и т.д.), так и приро­да (предопределяющая свойства), структура и протяженность (геометрические размеры) наночастиц чувствительных элементов, на которые исследуемая среда воздействует, формирующих в итоге этот рабочий сигнал. Описана базовая конструкция нанодатчиков и механизм их работы. Представлено распределение нанодатчиков по классам в зависимости от принципов и механизмов действия и работы, а также используемых материалов и конструкции. К первому классу относят наноустройства, которые на основе проявления существующих физических принципов и механизмов преобразуют различные по характеру и степени проявления внешние воздействия в отдельные электрические рабочие сигналы. От традиционных электронных датчиков их отличает использование в качестве чувствительных элементов наночастиц или некоторых модифицированных веществ на их основе. Ко второму классу относят фотометрические и химические наносенсоры, которые в большинстве случаев непосредственно взаимодействуют (реагируют) с молекулами веществ (соединений) или электромагнитными полями. Такие нанодатчики, с помощью некоторых оптических эффектов (например, эффекта люминесценции), сигнализируют о наличии в исследуемой среде искомых веществ (химических соединений). Для "чтения" показаний этих наносенсоров зачастую необходим источник света (например, лазер и светочувствительное устройство). Раскрыта конструкция нанодатчиков давления, температуры и химического состава исследуемых флюидов.

Ключевые слова: нанодатчики, наносенсоры, классификация, устройство, принципы и механизмы работы, конструкция, материалы.




Библиографический список

1.Будников Г.К., Широкова В.И. Термин “нано” в электроанализе модная приставка или новый этап его развития? // Журнал
аналитической химии, 2013, том 68, № 8, С. 732–740.
2.Бузановский В.А. Наносенсоры для мониторинга паров сжиженного нефтяного газа // Автоматизация, телемеханизация и
связь в нефтяной промышленности N9. 2012. С. 14-17.
3.Бузановский В.А. Последние результаты разработок газовых сенсоров на основе полимеров // ЗиПМ №2. 2012. С. 16-25.
4.Воробьев А.Е. Наночастицы, наноактюаторы и молекулярные моторы в освоении аквальных газогидратов. Lambert Aca-
demic Publishing. Mauritius. 2018. – 83 с.
5.Воробьев А.Е., Гладуш А.Д. Импортозамещающие нанотехнологии в топливно-энергетическом комплексе России. М.,
РУДН. 2014. 158 с.
6.Воробьев А.Е., Лысенкова З.В., Тралбесси С.Б. Становление современного рынка наноиндустрии. Учебное пособие. М.,
Московский технологический университет (МИРЭА). 2017. 68 с.
7.Воробьев А.Е., Ляньцзы Ч., Воробьев К.А. Развитие конструктивных особенностей нанодатчиков для нефтяной отрасли //
Нефть и газ N 1 (Казахстан). 2019. С. 116-134.
8.Воробьев А.Е., Малюков В.П. Наноявления и нанотехнологии при разработке нефтяных и газовых месторождений. - М.:
РУДН, 2009. - 106 с.
9.Воробьев А.Е., Портнов В.С., Макат Д.К., Сайлаубек Н.Н., Мукашева Л.С. Особенности физико-химических свойств
наноминералов железа // Труды университета КарГТУ, N 4. Караганда (Казахстан). 2015. С. 42-45.
10.Грибачев В. Наносенсоры // Компоненты и технологии № 4. 2009. С. 21-24.
11.Наночастицы: разнообразие, особенности и возможности применения // chrome-extension://oemmndcbldboiebfnladdacbdfmadadm/
http://www.inbi.ras.ru/education/manuals/Nanoparticles.pdf.
12.Неизвестный И.Г. Полупроводниковые нанопроволочные сенсоры // Микроэлектроника. 2009. Т. 38. № 4. С. 243-259.
13. Нефть и нанотехнологии: больше черного золота // http://www.3dnews.ru/news/neft_i_nanotehnologii_bolshe_chernogo_zolota.
14.Санакулов К.С., Воробьев А.Е., Норов Ю.Д. Начало промышленного применения нанотехнологий в недропользовании.
Ташкент. Фан. 2017. 496 с.
15.Скважинный датчик, содержащий нанодатчик давления, нанодатчик температуры, химический нанодатчик // Патент РФ
N 120139.
16.Фармани А., Мортазави С.Ш. Наносенсор на основе многостенных углеродных нанотрубок и рубеановой кислоты для
сверхчувствительного количественного определения висмута в подземных водах и почве // Электрохимия. Том 53. № 2. 2017.
17.Шейкин М. С точностью до молекулы: виды и принципы работы наносенсоров // Электроника N 1. 2011. C. 46-53.

RSS лента

Подписка на новости