用于在不同于中央單元的收集裝置中收集來自多個地震采集單元的數(shù)據(jù)的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明的領域涉及地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。為了收集地球物理數(shù)據(jù)，這些系統(tǒng)的操作原理如下:對于給定的地震勘測，激活一個或幾個震源(爆炸物、下降重物、振動器、氣槍等)以傳播全向地震波列；通過地震傳感器檢測到由地下的層反射的波列，所述地震傳感器產(chǎn)生表征波在地下的地質(zhì)界面上的反射的信號。
[0002]更確切地說，本發(fā)明涉及一種用于在不同于中央單元的收集裝置(例如，采集器設備)中收集來自多個地震采集單元的數(shù)據(jù)的方法。
[0003]本發(fā)明尤其可以應用于使用地震勘探法的石油勘探行業(yè)，但可以是實施地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任何其它領域所關(guān)注的。
【背景技術(shù)】
[0004]通常，地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括連接到中央單元上的網(wǎng)絡。中央單元收集地震數(shù)據(jù)并且處理這些地震數(shù)據(jù)以產(chǎn)生通過地震界分析的特定文件(SE⑶)。
[0005]在第一已知實施方案(下文也稱為“有線實施方案”)中，網(wǎng)絡包括多條有線采集線。每條有線采集線包括節(jié)點(也稱為“地震采集單元”)和集中器，因此所有數(shù)據(jù)可以以實時方式接收在中央單元中。節(jié)點沿遙測電纜串聯(lián)裝配并且各自與至少一個地震傳感器(一般來說，成串地震傳感器)相關(guān)聯(lián)。這些節(jié)點處理由地震傳感器發(fā)射的信號并產(chǎn)生數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)包含地震數(shù)據(jù)和非地震數(shù)據(jù)。所述非地震數(shù)據(jù)為，例如，QC數(shù)據(jù)(用于“質(zhì)量控制數(shù)據(jù)”)，即，關(guān)于節(jié)點的健康狀況(例如，電池電量、同步可用性、傳感器狀態(tài)、存儲器狀態(tài)等)的信息。集中器沿遙測電纜串聯(lián)裝配并且各自與節(jié)點中的至少一者相關(guān)聯(lián)。每一集中器接收由與其相關(guān)聯(lián)的節(jié)點產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。傳感器是模擬傳感器或數(shù)字傳感器。當使用模擬傳感器(也稱為“地震檢波器”)時，模擬傳感器通常通過電纜互連以形成稱為“成串地震檢波器”的群集。這些成串地震檢波器(串聯(lián)或平行)中的一者或幾者連接到每一節(jié)點上并且此后者執(zhí)行來自地震檢波器群組的信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換并且將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到中央單元(經(jīng)由集中器網(wǎng)絡)。當使用數(shù)字傳感器(例如，微機械加速計，還稱為“基于MEMS的數(shù)字加速計”)時，所述數(shù)字傳感器集成于節(jié)點中，由此去除地震檢波器串。每一節(jié)點集成一個或幾個數(shù)字傳感器。
[0006]在第二已知實施方案(下文也稱為“無線實施方案”)中，網(wǎng)絡包括無線地震采集單元。每一無線地震采集單元(也稱為“節(jié)點”)是獨立的且與前述節(jié)點中的一者或幾者相關(guān)聯(lián)(即，連接到前述節(jié)點中的一者或幾者上或集成所述節(jié)點的一個或幾個功能)并且產(chǎn)生數(shù)據(jù)(包含地震數(shù)據(jù)和非地震數(shù)據(jù))。
[0007]在無線實施方案中，已經(jīng)提出不同種類的網(wǎng)絡以將來自無線地震采集單元的數(shù)據(jù)收集(即，采集)到中央單元:
[0008]a)無線點到多點網(wǎng)絡(例如，WIFI),如圖1的實例中示出:
[0009]i中央單元CU充當?shù)谝粺o線點到多點網(wǎng)絡的中心點并且從位于中央單元的覆蓋區(qū)域3中的無線地震采集單元2接收數(shù)據(jù)(地震數(shù)據(jù)(標注為“DATA”)以及非地震數(shù)據(jù)(標注為“QC”))；
[0010]?如果實施“當場”數(shù)據(jù)采集，那么每一數(shù)據(jù)采集器設備DH(由現(xiàn)場團隊的操作員攜帶，也稱為“采集器”)充當?shù)诙o線點到多點網(wǎng)絡的中心點并且從位于采集器設備的覆蓋區(qū)域5中的無線地震采集單元2接收數(shù)據(jù)(地震數(shù)據(jù)(標注為“DATA”)和非地震數(shù)據(jù)(標注為“QC”))；
[0011]b)無線蜂窩式網(wǎng)絡:無線地震采集單元表現(xiàn)為無線蜂窩式網(wǎng)絡的移動臺，并且可以經(jīng)由無線蜂窩式網(wǎng)絡的基礎結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)(地震數(shù)據(jù)和非地震數(shù)據(jù))發(fā)送到中央單元；以及
[0012]c)無線多跳網(wǎng)絡，如在US8，238，197B2中揭示且在胤I的實例中示出:無線地震采集單元2和基站7是無線多跳網(wǎng)絡的節(jié)點(即，它們經(jīng)配置以通過無線鏈路與周圍節(jié)點通信)。地震數(shù)據(jù)(標注為“DATA”)通過無線地震采集單元2轉(zhuǎn)發(fā)直到它們到達基站7中的一者為止。換句話說，每一無線地震采集單元2經(jīng)由包括無線地震采集單元序列的多跳路徑將其地震數(shù)據(jù)發(fā)送到基站7。每一基站7能夠通過任何合適的方法((例如，以太網(wǎng)、USB、光纖鏈路、例如IEEE 802.11的無線接口等)將接收到的地震數(shù)據(jù)傳遞到中央單元CU(還稱為“中心控制和記錄系統(tǒng)”)。US8，238，197B2關(guān)于非地震數(shù)據(jù)(例如，QC數(shù)據(jù))的傳輸只字不提。
[0013]有線實施方案和無線實施方案(無論使用任何種類的網(wǎng)絡)具有下文論述的缺點。
[0014]目前，在有線實施方案中，從節(jié)點到中央單元(即，地震采集單元)的路徑對于地震數(shù)據(jù)和非地震數(shù)據(jù)(例如，QC數(shù)據(jù))是相同的。這意味著非地震數(shù)據(jù)通過中央單元收集，所述中央單元還收集和處理地震數(shù)據(jù)。換句話說，所有信息集中在中央單元中。缺點在于，現(xiàn)場團隊應一直與管理中央單元的實驗室團隊通信以便獲得關(guān)于部署在場上的地震采集單元的信息(例如，非地震數(shù)據(jù)，但此外可能是地震數(shù)據(jù))。換句話說，在不與實驗室團隊進行任何通信的情況下，(現(xiàn)場團隊的)現(xiàn)場操作員不能夠檢索和處理來自地震采集單元的非地震數(shù)據(jù)。因此，現(xiàn)場操作員非自主地管理場上的地震采集單元。
[0015]目前，當無線點到多點網(wǎng)絡用于無線實施方案中時，在具有充當中心點(上述情況a-1以及圖1的左側(cè))的中央單元(CU)的情況下，缺點在于僅位于中央單元的覆蓋區(qū)域中的無線地震采集單元可以接入無線點到多點網(wǎng)絡并且將它們的數(shù)據(jù)發(fā)送到中央單元。另一缺點在于，現(xiàn)場團隊必須與(管理中央單元的)實驗室團隊通信以便獲得關(guān)于部署在場上的地震采集單元的信息(例如，非地震數(shù)據(jù)，但此外可能是地震數(shù)據(jù))。因此，就有線實施方案而論，在不與實驗室團隊進行任何通信的情況下，現(xiàn)場操作員不能夠檢索和處理來自地震采集單元的非地震數(shù)據(jù)。
[0016]目前，當無線點到多點網(wǎng)絡用于無線實施方案中時，在具有充當中心點(上述情況a-1i以及圖1的右側(cè))的采集器設備(DH)的情況下，現(xiàn)場團隊可以在場上直接收集地震數(shù)據(jù)和非地震數(shù)據(jù)。這種情況使現(xiàn)場團隊更自主。然而，其具有其它缺點:無線地震采集單元應進行配置(例如，IP地址或WIFI參數(shù)或任何網(wǎng)絡配置參數(shù))，以便與采集器設備通信；僅位于采集器設備的覆蓋區(qū)域中的無線地震采集單元可以接入無線點到多點網(wǎng)絡并且將它們的數(shù)據(jù)發(fā)送到采集器設備；采集器設備在場上可以控制的無線地震采集單元的數(shù)目受到限制(例如，十二個)；以及采集器設備不可接入位于惡劣的環(huán)境(森林、濃密植被等)中的無線地震采集單元(即，采集器設備無法到達所有無線地震采集單元)。
[0017]目前，當無線蜂窩式網(wǎng)絡用于無線實施方案中(上述情況b)時，主要缺點在于繁重的基礎結(jié)構(gòu)必須部署在幾十平方千米的區(qū)域上以實時采集所有數(shù)據(jù)。此外，現(xiàn)場團隊必須與(管理中央單元的)實驗室團隊通信以便獲得關(guān)于部署在場上的地震采集單元的信息(例如，非地震數(shù)據(jù)，但此外可能是地震數(shù)據(jù))。因此，就有線實施方案而論，在不與實驗室團隊進行任何通信的情況下，現(xiàn)場操作員不能夠檢索和處理來自地震采集單元的非地震數(shù)據(jù)。
[0018]目前，當如在US8，238，197B2中所揭示，無線多跳網(wǎng)絡用于無線實施方案中(上述情況c)時，由于此類網(wǎng)絡的局限性帶寬，因此通過中央單元的地震數(shù)據(jù)(DATA)的實時采集僅對于有限數(shù)目的無線地震采集單元是可能的，并且無線地震采集單元遭受高電力消耗。部署在場上的無線地震采集單元的數(shù)目因此受到限制。此外，由于這是一種集中配置，因此現(xiàn)場團隊必須與(管理中央單元的)實驗室團隊通信，以便獲得關(guān)于部署在場上的無線地震采集單元的信息。因此，即使我們假定US8，238，197B2的技術(shù)用于發(fā)射非地震數(shù)據(jù)(例如，QC數(shù)據(jù))以及地震數(shù)據(jù)(DATA)，在不與實驗室團隊進行任何通信的情況下，現(xiàn)場操作員也不能夠檢索和處理來自地震采集單元的這些非地震數(shù)