Получение данных

Вступление

Промысловые каротажные приборы компании Sigra предназначены для сбора или передачи данных. Их также можно использовать для управления локальным оборудованием или передачи предупреждений на основе этих данных.


Каротажные приборы напрямую снимают показания со многих измерительных преобразователей, включая датчики, выдающие сигналы напряжения или частоты, датчики с колеблющейся струной или резистивные датчики. Также возможен оперативный контроль за цифровыми измерительными преобразователями, поддерживающими Modbus.

Многофункциональные каротажные компоновки (дополнительные вспомогательные датчики-преобразователи) могут подсоединяться посредством шины RS485. Эти регистрирующие устройства можно дополнительно собирать в конфигурации «ведущий – ведомый» и снимать показания по очереди.

Связь с каротажными приборами может осуществляться по радиоканалу. Радиосвязь обеспечивается вставными модулями. Тип используемых модулей связи зависит от страны, в которой они эксплуатируются, и/или от требуемого диапазона. Предлагаемые варианты работают в диапазонах 920 МГц или 2,4 ГГц ISM. Оба варианта обеспечивают самовосстанавливающуюся многосвязную сеть с дальностью действия между регистрирующими приборами от 1 км (в диапазоне 2,4 ГГц) до 7 км (в диапазоне 920 МГц) с помощью всенаправленной антенны. За счет добавления других каротажных приборов с функцией радиосвязи возможен охват еще большей площади. Сеть из пяти транзитных участков может обеспечить покрытие площадью свыше 35 км (в диапазоне 920 МГц).


Каротажные приборы могут использоваться и для передачи данных за пределы сети с помощью любых передатчиков, оснащенных входным портом RS232. К ним относятся, помимо прочего, высокомощные радиопередатчики или ТФОП, сети 3G/4G или модемы для спутниковой передачи данных. Таким образом, сбор данных может осуществляться практически из любой точки планеты при наличии хотя бы одного из этих средств связи.

Передаваемые данные могут поступать прямо в клиентскую систему сбора данных или, как это обычно бывает, в систему компании Sigra, которая собирает эти данные и размещает их на определенном сайте с обеспечением безопасного доступа для клиента, т.к. такой способ удобнее.

Однако «Sigra отнюдь не ограничивается одним лишь сбором данных. Мы можем дистанционно проверять работоспособность промысловой системы, обрабатывать информацию, а в некоторых регионах – осуществлять монтаж и сервисное обслуживание оборудования.

Каротажные приборы могут применяться для управления другими устройствами. Их можно запрограммировать на выявление достижения определенных условий и приведение в действие соответствующих устройств.

Возможности применения этой технологии обширны. В качестве примеров применения в промысловых условиях можно назвать:

  • Оперативный контроль за оползнями или разработкой с использованием следующих устройств:
    • пьезометры;
    • уклономеры;
    • стационарные инклинометры;
    • приборы для измерения удлинения

ПРИМЕЧАНИЕ В данном случае регистрирующие устройства можно использовать для генерации предупреждений, а также для предоставления данных

  • Контроль за грунтовыми анкерами
  • Изменения напряжения во время или после разработок с поверхности или под землей
  • Контроль давления в водоносном горизонте и порового давления
  • Контроль за нефтяными пластами-коллекторами

В любом из этих случаев применения может потребоваться регулируемая работа насосов для обеспечения движения жидкости.

Примеры применения

Контроль крупных оползней

Компания Sigra установила систему мониторинга в районе, подверженном оползням, содержащим массу из вулканических пород с вышележащими осадочными материалами. Контакт характеризуется очень низким трением и движется непрерывно с увеличением скорости во время дождя, а также при повышении уровня грунтовых вод

Система мониторинга состоит из нескольких регистрирующих устройств, объединенных в сеть и собирающих данные об осадках, а также работе пьезометров и насосов. Данная система управляет расположенными в скважинах насосами, предназначенными для откачки воды со склонов, а также в помощь для борьбы с оползнями.

Модем 3G, подсоединенный к одному из регистрирующих устройств в сети, служит для дистанционного сбора данных со всех включенных в сеть каротажных приборов. Автоматизированный процесс сбора данных повторяется несколько раз в день. Компания Sigra предоставляет данные заказчику через безопасный веб-сервер. Чтобы сократить количество информации, которую должен просматривать заказчик, конфигурация каротажных приборов предусматривает регистрацию данных только в том случае, если то или иное значение изменяется больше, чем на заданную величину. Однако через более продолжительные промежутки времени контрольные параметры все же регистрируются, чтобы удостовериться в технической исправности системы.

Мониторинг продуктивных пластов

Каротажные приборы Sigra часто используются для оперативного контроля давления в газосодержащих угольных пластах-коллекторах. В этом случае они, как правило, контролируют множество измерительных преобразователей, цементируемых в скважине. На поверхности размещается блок, содержащий каротажные приборы, соединенные между собой посредством интерфейса RS485 и взаимодействующие с внешними объектами через модем. Устройства питаются от фотоэлементов, энергия от которых сохраняется в батареях.

В другой модификации Sigra может создать такую конфигурацию, чтобы система управляла скважинными насосами, а также контролировала давление и расход в скважинах.

Описание

Промысловый каротажный прибор компании Sigra – это маломощное, многофункциональное, восьмиканальное устройство, предназначенное для контроля за разными видами датчиков:

  • датчики с колеблющейся струной;
  • датчики напряжения;
  • датчики частоты;
  • датчики сопротивления (термисторы);
  • реле (герконы, дождемеры, расходомеры)
  • цифровые датчики Modbus RS485

С внешними интерфейсами он также может применяться для оперативного контроля:

  • токового контура;
  • тензодатчиков
  • и для других функций по запросу

ПРИМЕЧАНИЕ Использование одного из этих интерфейсов делает невозможным использование Modbus в порту RS485.

Связь

Возможные способы связи с каротажным прибором:

  • Прямой кабель до ПК (USB или RS232)
  • Модем для передачи данных (любой модем с портом RS232)
  • Сеть со связью между приборами по радиоканалу или RS485 (или обоими способами)


Радиомодули создают многосвязную сеть, способную к самовосстановлению. Эти модули работают в диапазонах ISM (промышленный, научный и медицинский диапазон). При выборе радиомодулей просим обращаться за консультацией в Sigra.

Поддержка протокола Modbus

Modbus RTU через порт RS485 и порт RS232.

Modbus ASCII через порт RS232 делает возможной интеграцию в системы SCADA (система диспетчерского контроля и сбора данных).


Программное обеспечение

Программное обеспечение на базе Windows позволяет настраивать и загружать информацию в каротажные приборы практически через любой интерфейс связи (кроме интерфейсной схемы для Modbus).


Большой объем памяти

Каротажный прибор Sigra V9 поставляется с встроенной картой памяти micro-SD на 4 ГБ, что позволяет сохранять данные на протяжении всего срока службы.

Улучшенное разрешение

За счет хранения данных в 32-битовом формате с плавающей запятой достигается улучшенное разрешение в 0,001 Гц для датчиков с колеблющейся струной, не влияя при этом на коэффициенты для ранее установленных датчиков. Это позволяет без проблем модернизировать уже существующие компоновки со струнными датчиками для получения более точных данных.

ПРИМЕЧАНИЕ Если датчики с колеблющейся струной используются на поверхности (тензометры, пьезодатчики в близповерхностных слоях и т.д.), то при таких разрешениях температурный дрейф будет довольно значительным.

Стабильная синхронизация

Уход во времени внутреннего кристалла с встроенным пьезокварцевым генератором импульсов составляет менее 2 минут за год по всему диапазону рабочих температур. При эксплуатации в интервале от 10 до 40 градусов Цельсия уход по времени может составлять всего 20 секунд.

Разъединение при низком напряжении

Теперь каротажный прибор V9 (модификация IP65) снабжен встроенной схемой разъединения при низком напряжении (LVD) для защиты батарей от предельной разрядки. Это предотвращает преждевременный выход из строя фотоэлементов.

Аварийная сигнализация

У каротажных приборов есть функция аварийной сигнализации, позволяющая им распознавать состояние, когда какое-либо значение превышает пороговое значение, номинальное значение, или и то, и другое. После этого каротажный прибор может посылать предупреждение в виде SMS-сообщения (для этого требуется модем 3G), инициировать срабатывание выходного сигнала и сохранять аварийный сигнал, отмечая его флажком при скачивании данных. Аварийные сигналы передаются через локальную сеть каротажных приборов, что позволяет активировать устройства генерации предупреждений прямо на месте.

Управление технологическим процессом

Каротажный прибор V9 может управлять насосами и другими устройствами в режиме включения/выключения с гистерезисом.

Описание

Каналы:

  • 8 каналов для сигналов напряжения, сопротивления и частоты.
  • 4 могут использоваться для выходных сигналов датчика с колеблющейся струной или управления технологическим процессом. (Нечетные каналы).
  • 4 могут использоваться для переключающих входов. (Четные каналы).

Диапазон и разрешение:

  • Датчики с колеблющейся струной;
    • Диапазон: 0,5 – 5 кГц
    • Разрешение: 0,001 Гц
    • Необработанная единица: 0,1 Гц
  • Датчики сопротивления:
    • Диапазон: 0 – 220 кОм
    • Разрешение: 1 Ом
    • Необработанная единица: 1 Ом
  • Датчики напряжения:
    • Диапазон: 0 – 5 В (При повышенных напряжениях использовать внешний делитель напряжения.)
    • Разрешение: 77 мкВ (16 бит)
    • Необработанная единица: 77 мкВ
  • Реле:
    • Кумулятивный подсчет или обнуление после снятия показаний.
    • Расчетный диапазон: 0 – 100 Гц
    • Необработанная единица: 1 реле (цикл включения и выключения)
  • Радиосвязь:
    • Частота: Диапазон 2,4 ГГц ISM или 920 МГц
    • Мощность передачи: 63 мВт и 250 мВт, соответственно
    • Чувствительность при приеме: -100 дБм
    • Антенна в комплекте поставки: RFI CSM700
    • Варианты антенн: На заказ могут поставляться антенны с повышенным коэффициентом усиления.

Управление технологическим процессом:

  • Включение / выключение с гистерезисом
  • На основе результатов другого канала у того же каротажного прибора
  • Цифровой управляющий сигнал
    • 5 В (для управления SSR или реле может потребоваться внешний интерфейс)

Батарея:

  • Аккумуляторная батарея с панелью солнечных элементов для размещения в корпусе, защищенном от атмосферных воздействий

Коммутирование на отключение питания:

  • +5В для датчиков с силой тока 10 мА.

Степень защиты:

  • Монтаж по нормам DIN: IP20
  • Корпус, защищенный от атмосферных воздействий: IP65

Программное обеспечение:

  • Совместимое с Windows XP, Vista, 7, 8