[发明专利]一种石油开采地下管道系统及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及一种石油开采地下管道系统及其制作方法。

背景技术

石油开采管道系统是用于石油开采过程中的油气集输系统，主要由输油管线、输油站及其他辅助设备组成，

石油开采管道一般为钢管，使用焊接和法兰等链接装置连接成长距离管道，由于石油、天然气等具有腐蚀性，容易造成管道泄漏，危险性气体会对人员安全造成很大隐患。

发明内容

本发明针对背景技术存在的问题，提供一种石油开采地下管道系统及其制作方法。

本发明提供了以下的技术方案：

一种石油开采地下管道系统，在石油管道系统外壁每隔1Km位置设置固体电解质型气体传感器，固体电解质型气体传感器包括加热板、布置在加热板上的钇稳定氧化锆(YSZ)基板(1)和布置在YSZ基板上的铂(Pt)参考电极(4)、敏感电极A(3)和敏感电极B(5)，其中敏感电极A和敏感电极B分别布置在Pt参考电极的两侧，敏感电极A的材质为氧化钨纳米颗粒掺杂纳米氧化镍粉，敏感电极B的材质为纳米SnO₂粉。

优选的，所述YSZ基板为掺杂8mol％Y₂O₃，其物理大小为6mm*4mm*0.2mm，采用电化学方法腐蚀出两个1*2mm区域的纳米多孔结构，该结构分别用来放置敏感电极A和敏感电极B；在YSZ基板的纳米多孔区域上制作直径0.1-0.3mm的铂金圆点作为YSZ基板与电极的连结；敏感电极A和敏感电极B的厚度均为0.5mm，敏感电极B中SnO₂纳米粉的粒径为15-22nm。

一种石油开采地下管道系统的制作方法，在石油管道外壁每隔1Km位置设置固体电解质型气体传感器，固体电解质型气体传感器包括多孔钇稳定氧化锆(YSZ)基板，和布置在YSZ基板上的铂(Pt)参考电极、敏感电极A和敏感电极B，其中敏感电极A和敏感电极B分别布置在Pt参考电极的两侧；其中，

a.取YSZ基板先后用水和无水乙醇多次超声清洗，烘干后待用；

b.取铂浆，在清洗过后的YSZ基板的中间制作1*2mm大小的细条状铂浆带，在YSZ的多孔区域分别制作一个小的铂浆圆点，大批量生产时，可以采用丝网印刷工艺；

c.取三段铂丝分别粘在YSZ片子的刚涂好铂浆的区域，然后将YSZ基板放置在红外灯下烘烤数小时；

d.取适量敏感电极材料A、B，分别放入玛瑙研钵中充分研磨后加入少量去离子水，调配成粘稠状浆料A、B，分别将浆料A、B于基板多孔结构处涂上形成传感器的两个敏感电极A、B，厚度为0.5mm；

e.将上步骤得到的基板放入马弗炉高温800℃烧结两小时；

f.在“几”形Pt加热板印有Pt电极的一面均匀涂上一层无机胶，然后将加热板与上步骤中得到的基板粘在一起，放入马弗炉中200℃烧结20分钟，取出，即得传感器原型器件。

优选的，

(1)多孔钇稳定氧化锆(YSZ)(2)制备：

采用双槽电化学腐蚀法制备多孔结构YSZ；

a.取YSZ平板(8mol％Y₂O₃掺杂，6mm*4mm*0.2mm)，先后用水和无水乙醇多次超声清洗，烘干；

b.配制预处理溶液：按照质量份数，1-1.8％茶皂素，2％苹果酸，其余为纯净水，然后将YSZ平板投入其中，完全浸没，在50-58℃条件下处理20-28min，随后用微波处理2min，洗净自然干燥备用；

所述微波处理的参数为：2450MHz、65W，辐照2-5s，间隔10min，一共照射3-5次；

c.配制腐蚀溶液，取HF(体积份数40％)和去离子水按体积比1:5，适量添加高锰酸钾混合，放入双电槽电化学装置，腐蚀槽与夹具均为耐腐蚀的聚四氟乙烯材料，电极为柱状金属Pt，夹具将腐蚀槽分为两个互不连通区域，夹具中央具有两个1*2mm特定形状的孔洞；

d.腐蚀过程在黑暗条件下进行，装置所用电源为恒流源，施加腐蚀电流密度为40mA/cm²，经过30min，在YSZ平板上形成两个1*2mm区域的多孔结构(2)，制作完毕清洗后保存在无水乙醇中；

(2)敏感电极材料A制备: