Интерфейс обмена данными между погружным и наземным блоками

Интерфейс обмена данными между погружным и наземным блоками

Добрый день. Занимаюсь исследовательской работой, в которой требуется подвесить особо точный (чувствительность 6 Па, диапазон 60 Мпа) погружной манометр под ЭЦН, и в процессе работы скважины в реальном времени получать с него информацию. Для этих целей были осуществлены попытки заинтересовать какого либо производителя ТМС в совместной работе, подвесить мой прибор под ТМС и уже через ТМС передавать с него данные совместно с данными телеметрии на поверхность. Но что то не особо эта идея их вдохновила. Никакую информацию по системе передачи данных ТМС так же не предоставляют.
Вообще совершенно непонятно отношение производителей ТМС к идеи создания универсального открытого интерфейса для подключения дополнительных геофизических приборов. Это было бы серьезное преимущество для такого ТМС перед конкурентами и серьезный прорыв в геофизике в целом. Ведь тому кто эксплуатирует скважины можно не останавливая скважину на КРС проводить гидродинамические исследования и получать, например карты пластовых давлений. Да вообще много чего можно было бы подвесить и поисследовать.
В связи с этим хочу попробовать просто без погружного блока ТМС подвесить свой прибор под ЭЦН и использовать такой же как и в ТМС интерфейс передачи данных по кабелю питания ТМС. Если у кого то есть описание протокола обмена данными и электрические принципиальные схемы кабельного модема ТМС прошу откликнуться и помочь отечественной науке.

Я так думаю нет там никаких протоколов, каждый городит во что горазд. Берём логический анлизатор и в путь. На данный момент разобрал ИРЗовский пакет, за подробностями в личку. Уж больно много времени на это потратил.

Добрый день. Протоколы то есть. И да каждый городит свой огород. У всех цифра, кроме Электона(3-го). У них аналоговая передача. Причём петля не стандартная 6-16мА. Пытаюсь освоить борцовский протокол СПТ-2. Хотелось бы узнать как успехи с Ижевским протоколом. И нет ли у кого информации по СПТ-2, а именно в части помехоустойчивого кодирования.

Всем доброго времени года. Сам озадачивался похожими идеями, т.е. ТМС + дополнительные датчики - "допы", но похоронил. А причин несколько. И не из-за того, что производители ТМС - лентяи. Откатим назад. Каждый пытался разработать систему для измерения двух-трех параметров. Помимо программной части протокола - кодировка, разрядность порядок передачи, контрольная сумма и т.п., существует и аппаратная часть - токи, напряжения, полоса частот. Наземка является одновременно и приемником параметров, и блоком питания для погружного блока с вполне известной потребляемой мощностью. Соответственно, появляется проблема №1: практически ни одна серийная система не имеет достаточно запаса по мощности, что бы запитать дополнительного потребителя (неизвестно какого), подцепленного к погружнине. Далее могут быть варианты физического (аппаратного) протокола связи собственно погружника с "допами": - один провод (питание +данные), питание отдельно, данные отдельно (например 2х проводный RS485) и т.п. Это проблема №2 и опять не серийный блок!
Геофизики делают приборы тоже по своему "уразумению-хотению" и не запариваются, по поводу объёма данных, потребляемой мощности и т.д., ведь они рассчитывали на работу по геофизическому кабелю с самой поверхности! Ни тебе высоких напряжений, ни помех!
Таким образом, должна собраться "медкомиссия" как минимум двух сторон. А ведь есть ещё и техтребования компаний. Я тут где-то выкладывал "Трансфер", это который Роснефть приняла в эксплуатацию, так вот в нем аппаратные параметры системы не позволяют погружному блоку быть донором для какого-то геофизического прибора. Да и в программной части протокола хоть и есть регистры с пометкой "резерв", но как их можно попользовать, нигде не указано, а, может и нельзя в принципе.
Ещё возрастает сложность монтажа, ведь к установке нужно подвесить нечто.
Итого имеем сложный и дорогой проект с непонятной перспективой.

Но не всё так печально. Комплексы ТМС+допы делают, но, скорее всего, оччень мелкосерийно. АПК Спрут - это ИРЗ с геофизикой. Причем, судя по фоткам в сети, наземка - не серийный ТМС-Э5, а какой-то монстр! Что подтверждает, что не всё так просто.
Расковыривать протокол погружной-наземка смысла нет, компании нагибают потихоньку производителей к своим унифицированным протоколам, которые не проблема надыбать. На данный момент тот же трансфер создан на базе то ли ИРЗ, то ли Борца. А это - варианты кодировки Манчестер, контрольная сумма ("crc" у программеров), ну и пожалуй, средства синхронизации.
У Электона передачачем-то похожа на покойный Феникс от шлюмберов, где-то у меня валялся фениксовый мануал, если кому интересно, попробую поискать.
Ещё один момент. Как мне разъяснял один представитель завода, проблема не в "помехоустойчивом кодировании", тот же манчестер весьма не плох. Проблема в хорошем приеме в наземке и "жизнестойкости" погружного при работе в условиях помех от ШИМа частотников и в принципе в условиях высоких напряжений.

Добрый вечер. Санитар, спасибо за коменты. Я занимаюсь ремонтом электроники погружных блоков. На работе скопилось куча не рабочих борцов (СПТ-2). Нет модулей. Вот и пришла в голову мысль разработать свою плату взамен штатной. В общем-то, для этого есть всё, кроме описания самого протокола обмена между погружным и наземным блоками. Похоже, что описание этого протокола (как и протоколов других производителей) закрыто. Видимо-таки (как писал Александр) придётся брать логический анализатор и в путь…
С трансфером всё ясно - протокол под рукой. Параметры идут открытым текстом. Инициализация CRC16 у Эталона – 7 (работает по трансферу) не по протоколу, т.е. не 0xFFFF. Если кому-то интересно можно вычислить.
С борцом пока вижу манчестер2 (либо диф. манчестер, пока не решил…). Информация избыточно кодирована. CRC не используется т.к. параметры выдаются поочерёдно. Надеюсь, что используется только блочный код.

Вам заняться нечем? Сейчас все поставляемые тмс у любого производителя работают под трансфером. Есть отступления типа Сургутнефтегаза со своими проблемами. Более развивать системы ТМС уже нет смысла из-за унификации. Что-то модернизировать в ТМС Вы не сможете, транфер без вмешательства в программы блоков тмс не позволяет этого. С принятием транфера развитие тмс более невозможно.
ТМС давно расходник. Отработал положенное время и выкинули.

Человек хочет сделать своими руками, а не бежать сломя голову к официалам и нести им неадекватные деньги, за блок ТМС, который по сути не сложнее напильника (так же как и блоки БСИ или "прошивальщики", абсолютно бесполезные, призванные выжать больше денег).

P. S. если бы я бегал по официалам за запасными частями, то не было бы и этого сайта, потому что сервер собран из "расходников", которые списали и выкинули, а кто то собрал отремонтировал и запустил в работу... теперь имеем честь на этих "расходниках" общаться.

Всем доброго дня.
Для ЭЦНщика. Спасибо на добром слове.
Для разработчика. Я понимаю так, что вы с Электона.
1. Заняться есть чем.
2. Вы пишите, что все производители перешли на трансфер. Неужели все? Таки нет. Это не так. Взять хотя бы борец и ирз.
3. Про Сургутнефтегаз ничего не знаю, врать не буду…
4. Далее вы пишите, что развивать тмс нет смысла из-за унификации и т.д. Не согласен ни с этим, ни с одним последующим утверждением. На счёт расходника, отдельно. Вам бы так хотелось? Да! И опять таки нет, это не так. Никто из эксплуатационников не бежит записывать тмс в расходники.
5. Касаемо развивать нет смысла - ещё раз... Наблюдаю развитие эволюции ваших погружных тмс (2 и 3) на протяжении нескольких лет. Могу сказать, что ваши тмсп(2,3) - говноизделия. Не сочтите сие утверждение за оскорбление ваших трудов. Отнеситесь как критике. А поскольку критика не должна быть голословной, то могу написать о недочётах в ваших разработках. Желаете почитать?

2. Абсолютно все. По ТТ к примеру Роснефти другие и поставляться не могут. Иметь в производстве тмс с трансфером и без никому не надо. ТМСы производятся тысячами в месяц. Без трасфера в ТТ пока только Газпромнефть. Ну и наверно не секрет, что трансфер это чудо рождённое разработчиками ТМС ИРЗ со всеми вытекающими проблемами :)

4. Унификация :) В скважину опустили установку в комплекте с тмс производителя X и подвезли СУ оборудованную наземным блоком производителя Y. Однако проблема создалась :) Появилась задача унификация. Никто ж не знал какую установку спускать будут и какую СУ подвезут. Вопрос поддержания порядка решился написанием документа в котором описано как передавать данные от подземного блока тмс к наземному. Соотвественно к его выполнению. То есть если сейчас попытаться внедрить способ передачи данных отличный от азбуки морзе тут же производитель попадает под не соответствие Техническим Требованиям. Вот и всё. Дальнейшее развитие остановлено подписями под ТТ. Теперь разработчиками ТМС являются люди которые писали ТТ. И я думаю данный документ решил больше проблем производителя чем эксплуатации :)
Расходник
Производители ТМС находятся в рамках тендера и соотвественно себестоимости. Комплектующие класса милитари и выше стоят несколько других денег. ТМС собранная на 100% из комплектующих способных функционировать при температуре 175-200°С будет стоить на два порядка дороже обычной ТМС. А что бы приобрести такие комплектующие необходимо получить "одобрям" от США. На текущий момент ни одна компания не готова покупать дорогие ТМС. По-этому самое разумное решение - ТМС расходник. Это не производитель так решил, а рыночная экономика так заставила.
Ремонт
Некоторые комплектующие которые проработали в скважине при температуре около 100-120°С пару тройку лет необходимо заменить. Квалифицированно что-то перепаять на плате погружённого блока ТМС невозможно даже в условиях хорошего производства. При использовании какого то флюса Вы даже предположить не сможете его дальнейшее поведение при температурах более 100°С. О смывке флюса после перепайки даже говорить нет смысла, Вы это сделать не сможете. По этому ремонт ТМС это вытряхнули все платы и поставили новые.
Труба - про усталость металлов Вы наверняка знаете. Про коррозию тоже говорить не стоит.
Датчик давления: У нас в ТМС он из титана. Но и он "устаёт". И его ещё умудряются погнуть либо давлением либо заморозкой.
А какие же требования сейчас к ТМС?
Измерение давления с разрешением 0,01 ат.. За атмосферным давлением кто-то наблюдать собирается? Я не видел ни одной скважины оборудованной датчиком давления в затрубном пространстве. Про открытую затрубь молчим. А если добываем не воду и клапан стравливает газ в линию, то скачки давления в 4 ат. легко наблюдаем на приёме :) Ну можно остановить скважину и без спуска геофизических приборов снять кривую восстановления давления. Если хотя бы раз в год эту процедуру сделали, то ТМС уже окупила затраты 20 раз.
Правда чтобы данные стали достоверными надо ещё знать длину НКТ и её растяжение. Ну и опять же сложные измерительные приборы в виде лазерных рулеток и порядок :) По другому это не имеет смысла.
Температура разрешение 0,01 °С. Мы температуру тела измеряем с разрешением 0,1°.
5 кВ напряжение приложенное к ТМС. Культуру пользования мегомметром прививали лет 15 и не привили. Кабель разряжают вытягиванием искорки соревнуясь у кого дуга длинее. При этом о последствиях, что убили изоляцию кабелю, двигателю и изолятор тмс никто даже не задумывается.
Вот и пришли к дешёвой ТМС в виде расходника, от которого кроме как отработать положенное время и не требуется.
5. Конечно не без косяков изделие. И к сожалению я его не разрабатывал. Но как показывает статистика оно несколько лучше чем изделия других производителей. Описывать его косяки уже нет смысла. Сейчас производятся совсем другие ТМС.

Лично мое мнение, что на данный момент ТМС ИРЗ впереди планеты всей, очень удобный блок, абсолютный ноль глюков, унификация и т.п. Они долго к этому шли, активно работали, и получили то, что имеют. Это касается ТОЛЬКО ТМС. СУ нормальные, но не совсем удобные (интерфейс), надежность средняя, лично мое имхо, ни кому не навязываю.
Насчет флюса и импортных прецизионных деталей позабавили! :) Тема флюсов изучена вдоль и поперек! Детали, не смешите мои подковы, Китай производит все что угодно и плевать он хотел на мнение США.
Насчет давления и температуры до тысячных, это конечно маразм, но десятые это ОЧЕНЬ удобно, когда ты не разгильдяй и понимаешь, что в данный момент тебе пишет станция, можно за первые несколько часов работы, строить довольно точные прогнозы и отслеживать "здоровье" и производительность системы в целом. Помню времена (не такие давние), кода опрос по давлению происходил раз в 20 минут и без десяток, нафик вообще такой ТМС?

Можете сколько угодно смеяться над флюсами, тыкать паяльниками в телеметрию и т.д :) Ваше право.
Про глюки самой надёжной ТМС ИРЗ которые они никогда не решат:
Потеря связи на запуске двигателя
Потеря связи при работе с вентильными двигателями на определённых частотах
Контроль сопротивления изоляции
Теперь ещё добавилась особенность в работе - пропадание связи по RS485.
А ещё сегодня рассказали гениальный маркетинговый ход ИРЗ :) Для повышения надёжности задублировали электронику в погружной части ТМС!!! Цена соответственно тоже двойная :) Вероятно с надёжностью совсем беда.

Снял лог ИРЗ-2 но что с ним делать не понимаю.

внизу кадр1 выше кадр2


Помогите разобратся.

Василий пишет. Снял лог ИРЗ-2 но что с ним делать не понимаю.

Знакомые картинки, и даже цифирьки. Там по моему первые три кадра разные. Смотрел всего пол дня, поэтому рассмотреть толком не успел. Встречный вопрос. Вам это для чего? Спрашиваю потому-что для эксплуатации сигнал с анализатора обычно не нужен.

мультимарочный имитатор собираю
Протокол манчестер. Первые пять бит присутствуют в каждом кадре и скорее всего синхронизирует приемник. Следующие 8 бит номер кадра. Но дальше ничего не разобрать похоже что через формулу расчитывается. В конце контролька должна быть 4 , 8 или 16 бит.

Вряд ли там есть какие-то формулы. Я бы вот на что обратил внимание. Первые биты. Анализатор их не захватывает. У меня было то же самое. А вот если бы анализатор захватывал, то числа были бы совсем другие. Хотя может это и ошибочное направление…
Выкладывайте больше разных картинок (с показаниями). Желательно с максимальными и нулевыми показаниями давления (поочерёдно одно плечо датчика давления на корпус) и температуры двигателя (обрыв и к.з. термодатчика). По отдельности. И если есть возможность файлы для Saleae.

Первые биты я сам исключил так как ни какой информации не несут и присутствуют во всех кадрах. Сейчас изучаю протокол трансфер и пока не могу разобратся как полученные данные конвертируются в значения вывода из наземного блока ТМС. Проше говоря зная алгоритм конвертации можно имитировать любые данные для вывода.

https://www.youtube.com/embed/EdFR7FG5-2s

На сервере были замечены неполадки, после восстановления работоспособности, удалилось последнее сообщение из этой ветки, восстанавливаю текст сообщения:
От пользователя Ильдар, сообщение:
Из того, что написано не понятно, в чём именно не получается разобраться. Вы пишите: «не могу разобраться как полученные данные (от чего?) конвертируются (где?) в значения вывода из наземного блока ТМС». Ставьте вопрос корректнее. Трансфер, в общем-то, подробно описан. Из того что не расписано – это порядок передачи кадров. На данный момент, сразу после включения поочерёдно передаются кадры (поле тип кадра) - 1-й(13 байт), 2-й(13 байт), 128-й…..128-й(17 байт).

Доброго всем дня. Vasiliy писал: «Снял лог ИРЗ-2 но что с ним делать не понимаю.».
Посмотрел сигнал ИРЗ-2. И вот что получилось.
1. Первый кадр (скрин1) – пустой (синхронизация). Маркерная линия А1 - это начало этого и всех последующих кадров.

2. Далее идёт нулевой кадр (скрин2). Тут пока не стал разбираться. Похоже на константные данные.

3. Следующий - первый кадр (скрин3). Все кадры по десять байт + 5 контрольных бит. 1-ый байт номер кадра(1). 2-й байт константа - двойка. Это типа идентификатор типа кадра. 3, 4 и 5, 6-й байты – температура. 4-й байт старший, поэтому значение температуры рассчитывается так – умножаем значение 4-го байта на 256 и прибавляем значение 3-го байта. То, что получилось, делим на 100. Это и есть температура. В данном случае (8 х 256 + 130) / 100 = 21,78 гр. Аналогично рассчитывается температура для 5 и 6-го байт - (7 х 256 + 102) / 100 = 18,94 гр.
В байтах 7-8 и 9-10 передаётся давление - пластовое и масла. Рассчитываются аналогично. В данном случае (1 х 256 + 33) / 100 = 2,89.

4. Второй кадр (скрин4). 1-й байт – номер кадра(2). 2-й – константа 65. 3 и 4-й температура. 5, 6-й, 7, 8-й и 9, 10-й байты – вибрация по осям X, Y, Z соответственно. Рассчитываются аналогично предыдущему пункту.
Далее кадры с идентификаторами 2 и 65 просто чередуются (со сменой номера кадра).

5. После 10-го байта каждого кадра идут пять бит – контрольная сумма. Предполагаю, что это CRC-5. Стандартных версий CRC-5 три. Какая именно версия использована мне пока с наскоку определить не удалось.
Полезная ссылка https://leventozturk.com/engineering/crc/

По предыдущему посту. В пункте 5 предположение по CRC5 оказалось неверным. Контрольная сумма состоит из 4-х бит. Пятый бит (крайний правый) всегда равен 0. Вычисляется побитовой xor начиная с первого полубайта до последнего (20-го). Проверено на калькуляторе, в железе пока не проверял. Прав был-таки Электоновский разработчик на счёт простой контрольной суммы.