用于無線地震系統(tǒng)的源編碼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于無線地震系統(tǒng)的源編碼器。用于采集地震信息的系統(tǒng)可以包括：中央控制器以及與中央控制器進(jìn)行信號(hào)通信的地震展布。地震展布可以包括被配置用于無線信號(hào)通信的多個(gè)地震設(shè)備；與該多個(gè)地震設(shè)備中的至少一個(gè)進(jìn)行信號(hào)通信的至少一個(gè)源編碼器；以及與該至少一個(gè)源編碼器進(jìn)行信號(hào)通信的至少一個(gè)源解碼器。該至少一個(gè)源解碼器響應(yīng)于由至少一個(gè)遠(yuǎn)程編碼器發(fā)出的信號(hào)。
【專利說明】用于無線地震系統(tǒng)的源編碼器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容一般地涉及使用無線地震展布進(jìn)行地震數(shù)據(jù)采集活動(dòng)的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]地震勘測(cè)被執(zhí)行以測(cè)繪地下結(jié)構(gòu)從而識(shí)別并開發(fā)石油及天然氣儲(chǔ)層。地震勘測(cè)通常被執(zhí)行用于在油氣田的開發(fā)(鉆井)之前估計(jì)油氣田的位置和含量并且還用于在鉆井之后確定儲(chǔ)層隨時(shí)間的變化。在陸地上，地震勘測(cè)通過在選定的地理區(qū)域內(nèi)部署一組地震傳感器(也稱為地震接收器)來執(zhí)行。地震傳感器(檢波器或加速度計(jì))以網(wǎng)格形式安置于或耦接于地面。在地理區(qū)域內(nèi)的所選擇的預(yù)定位置(也稱為源點(diǎn))使用能量源來產(chǎn)生或誘導(dǎo)進(jìn)入地下的聲波或聲信號(hào)(也稱為聲能)。所產(chǎn)生的進(jìn)入地下的聲波從地下的地層間斷(例如，由油氣儲(chǔ)層形成的地層間斷)處返回至地表。反射波由地震傳感器在地表處感測(cè)出或檢測(cè)出并被記錄。地震波的感測(cè)、處理和記錄被稱為地震數(shù)據(jù)采集。地下結(jié)構(gòu)的二維和/或三維地圖(也稱為“地震圖像”)根據(jù)所記錄的地震數(shù)據(jù)來生成。然后，這些地圖被用來作出有關(guān)鉆井位置、儲(chǔ)層規(guī)模、油氣層深度的決策以及碳?xì)浠衔锂a(chǎn)量的估計(jì)。
[0003]本公開內(nèi)容提供用于促進(jìn)地震活動(dòng)的方法及設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一些方面，本公開內(nèi)容提供一種用于采集地震信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括中央控制器以及與中央控制器進(jìn)行信號(hào)通信的地震展布(seismic spread)。地震展布可以包括被配置用于無線信號(hào)通信的多個(gè)地震設(shè)備；與該多個(gè)地震設(shè)備中的至少一個(gè)進(jìn)行信號(hào)通信的至少一個(gè)源編碼器；以及與該至少一個(gè)源編碼器進(jìn)行信號(hào)通信的至少一個(gè)源解碼器。該至少一個(gè)源解碼器響應(yīng)于由該至少一個(gè)遠(yuǎn)程編碼器發(fā)出的信號(hào)。
[0005]在一些方面，本公開內(nèi)容提供一種用于采集地震信息的方法。該方法可以包括:將中央控制器和地震展布定位于所感興趣的地理區(qū)域內(nèi)，地震展布與中央控制器進(jìn)行信號(hào)通信，地震展布包括:被配置用于無線信號(hào)通信的多個(gè)地震設(shè)備；與該多個(gè)地震設(shè)備中的至少一個(gè)進(jìn)行信號(hào)通信的至少一個(gè)源編碼器；以及與該至少一個(gè)源編碼器進(jìn)行信號(hào)通信的至少一個(gè)源解碼器，其中該至少一個(gè)源解碼器響應(yīng)于由該至少一個(gè)源編碼器發(fā)出的信號(hào)；并且根據(jù)中央控制器來控制該至少一個(gè)遠(yuǎn)程編碼器，其中中央控制器指示該至少一個(gè)源編碼器來將信號(hào)傳輸至源解碼器。
[0006]以上并非寬泛地概述了本文所公開的系統(tǒng)、方法及裝置的某些特征的實(shí)例，以便下面關(guān)于它們的詳細(xì)描述可以被更好地理解，以及對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)可以得到鑒識(shí)。當(dāng)然，本公開內(nèi)容還有另外的特征，這些特征將在下文中描述并且將會(huì)形成本公開內(nèi)容的主題。這里所提供的概括并非旨在限制本發(fā)明的范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]根據(jù)連同下面的描述一起采用的附圖，本公開內(nèi)容的新特征以及本公開內(nèi)容自身將會(huì)得到最佳的理解，在附圖中相似的附圖標(biāo)記通常指示相似的元件，并且在附圖中:
[0008]圖1表示無線地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的一種實(shí)施例制成的線纜地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；以及
[0009]圖2示出了結(jié)合圖1的系統(tǒng)而使用的且根據(jù)本公開內(nèi)容的一種實(shí)施例制成的源編碼器布局。

【具體實(shí)施方式】
[0010]本公開內(nèi)容涉及用于控制與地震數(shù)據(jù)采集相關(guān)的活動(dòng)的設(shè)備和方法。本公開內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)于不同形式的實(shí)施例中。為了解釋本公開內(nèi)容所包含的概念，本文所示出的附圖及所提供的描述對(duì)應(yīng)于本公開內(nèi)容的某些特定實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解本公開內(nèi)容應(yīng)當(dāng)被看作是本公開內(nèi)容的原理的范例，而并非旨在將本公開內(nèi)容的范圍限制于本文所示出的附圖和描述。
[0011]參照?qǐng)D1，圖中示出了可以實(shí)現(xiàn)本公開內(nèi)容的方法的無線地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)200。系統(tǒng)200包括與形成用于地震數(shù)據(jù)采集的地震展布201的眾多無線場(chǎng)站單元(FSU)或傳感器站208中的每一個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的中央控制器，該中央控制器可以是控制單元(CU)202。在中央控制器202與FSU之間的無線通信可以是直接雙向無線通信或者經(jīng)由中間單元，例如，中繼單元(RU)(未示出)。每個(gè)傳感器站208包括用于感測(cè)地震能量的一個(gè)或多個(gè)傳感器212。傳感器212可以是任何合適的地震傳感器，包括檢波器以及一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件加速度計(jì)。傳感器站208可以包括處理器、存儲(chǔ)器、通信設(shè)備以及用于采集并在本地記錄地震數(shù)據(jù)和與CU202通信的其他電子設(shè)備。該系統(tǒng)可以被認(rèn)為是無線的，因?yàn)榇蟛糠中盘?hào)使用無線通信技術(shù)來傳輸。
[0012]本文所使用的直接通信指的是如圖1中的虛線箭頭所示的個(gè)體化的數(shù)據(jù)流。無線通信系統(tǒng)可以是VHF、UHF、WiFi或其他無線電通信系統(tǒng)。數(shù)據(jù)流可以是雙向的從而允許下列中的一個(gè)或多個(gè):命令及控制指令從中央控制器202到每個(gè)無線傳感器站208的傳輸；質(zhì)量控制及其他數(shù)據(jù)在中央控制器202與每個(gè)無線傳感器站208之間的交換；以及狀態(tài)信號(hào)、操作條件和/或所選定的預(yù)處理的地震信息從每個(gè)無線傳感器站208到中央控制器202的傳輸。該通信可以是由傳感器站208和中央控制器202分別經(jīng)由合適的天線203和204發(fā)送及接收的無線電信號(hào)的形式。如以上所討論的，系統(tǒng)200使用一個(gè)或多個(gè)地震能量源206來在地震展布中的已知位置產(chǎn)生特性(例如，幅值、頻率等)已知的地震能量，以將地震能量傳送到地下地層中。
[0013]中央控制器202、中心站計(jì)算機(jī)(CSC)260和中心服務(wù)器280在系統(tǒng)200的操作期間對(duì)系統(tǒng)200的組成構(gòu)件以及操作者和設(shè)備的直接活動(dòng)施加控制。服務(wù)器280能夠被編程以在地震勘測(cè)活動(dòng)期間管理數(shù)據(jù)和活動(dòng)，這些地震勘測(cè)活動(dòng)能夠包括日常的射擊序列，更新獲得的射擊，跟蹤射擊器材，存儲(chǔ)地震數(shù)據(jù)，預(yù)處理地震數(shù)據(jù)以及廣播校正。CSC260可以與⑶202集成在一起。中央控制器202還可以充當(dāng)中央無線電單元。對(duì)于大型場(chǎng)地，還可以將無線電天線和中繼收發(fā)器部署于選定的場(chǎng)地位置，如同下文所描述的。
[0014]在某些情況下，系統(tǒng)200可以部署于其內(nèi)不可能進(jìn)行中央單元與震源之間的可靠的長(zhǎng)距離無線電通信(例如，這些設(shè)備隔開達(dá)大于兩千米)的地理區(qū)域內(nèi)。對(duì)于這些情況，系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)源編碼器系統(tǒng)160，源編碼器系統(tǒng)160使用地震展布201來使CSC260與震源206之間能夠通信。
[0015]現(xiàn)在參照?qǐng)D2，圖中示出了可以結(jié)合圖1的無線系統(tǒng)200來使用的源編碼器系統(tǒng)160的一種非限制性實(shí)施例。在該布局中，CSC260 (圖1)能夠使用源編碼器系統(tǒng)160以及地震展布201的通信體系結(jié)構(gòu)來與震源206通信。特別地，源編碼器系統(tǒng)160可以經(jīng)由物理數(shù)據(jù)導(dǎo)體(例如，線纜162)連接至線纜線路112。線纜162可以是相對(duì)較短的，例如，10米。此外，在某些實(shí)施例中可以使用無線連接來代替線纜162。到線纜線路的連接可以位于沿著與傳感器站208關(guān)聯(lián)的任何可用線纜線路的“抽頭” 164處。
[0016]在一種布局中，源編碼器系統(tǒng)160提供在地震展布201與震源206之間的無線通信鏈路。源編碼器系統(tǒng)160可以包括源編碼器166和遠(yuǎn)程源解碼器168。如同本文所使用的，術(shù)語“編碼器”指的是被配置用于“編碼”并發(fā)送信號(hào)(例如，控制信號(hào))的設(shè)備。術(shù)語“解碼器”指的是被配置用于“解碼”由編碼器發(fā)送來的信號(hào)的設(shè)備。源編碼器166可以包括具有用于與CSC260 (圖1)通信的通信接口的處理器170。源編碼器166還可以包括能夠發(fā)送和接收信息編碼的無線電信號(hào)的無線通信設(shè)備172。源解碼器168可以包括處理器176以及能夠發(fā)送和接收信息編碼的無線電信號(hào)的無線通信設(shè)備178。處理器176可以包括用于與無線通信設(shè)備172及源編碼器166通信的通信接口。處理器176還可以被配置用于操作震源206 (圖1)。另外，在某些實(shí)施例中，源解碼器174可以包括位置傳感器180，例如，全球定位設(shè)備。
[0017]參照?qǐng)D1和2，在一種操作模式中，工作人員可能希望使一個(gè)或多個(gè)震源進(jìn)入點(diǎn)火就緒狀態(tài)。要這樣做，系統(tǒng)200的CSC260可以將合適的控制信號(hào)傳輸至地震展布201的通信體系結(jié)構(gòu)。源編碼器166接收控制信號(hào)并將適當(dāng)?shù)臒o線電信號(hào)發(fā)送到源解碼器168。一旦接收到控制信號(hào)，源解碼器168做出響應(yīng)動(dòng)作，例如，使震源206進(jìn)入就緒狀態(tài)，使震源206點(diǎn)火等。響應(yīng)動(dòng)作還可以包括給源解碼器166發(fā)送狀態(tài)報(bào)告、操作條件(例如，點(diǎn)火就緒或者未點(diǎn)火就緒)、錯(cuò)誤情況等。
[0018]源編碼器160在場(chǎng)地內(nèi)的定位使CSC260能夠使用地震展布201 (圖1)的無線通信系統(tǒng)以及由源編碼器166與源解碼器168交換的無線電信號(hào)來與源解碼器166通信。因此，即使在CSC260與震源206之間直接的無線電通信可能是不可能的，CSC260也能夠使用地震展布201來操作地震傳感器208，接收來自地震傳感器208的地震信息，與源解碼器168通信，以及控制震源206。在其中CSC260于其正被檢測(cè)時(shí)不接收來自傳感器站208的地震數(shù)據(jù)的實(shí)施例中，該信息被存儲(chǔ)于傳感器站208 (圖1)本地。
[0019]一般地，希望的是每個(gè)源解碼器168的位置都是可唯一識(shí)別的。在一種布局中，“源點(diǎn)標(biāo)志編號(hào)”可以與每個(gè)源解碼器168的位置相關(guān)。源點(diǎn)標(biāo)志編號(hào)可以被推導(dǎo)出或者基于預(yù)先計(jì)劃的地震方案。該源點(diǎn)標(biāo)志編號(hào)可以是具有字母和/或數(shù)字符號(hào)的值。在一種布局中，源解碼器168可以在有請(qǐng)求時(shí)或者自動(dòng)地將源點(diǎn)標(biāo)志編號(hào)傳輸至源編碼器166。源編碼器166可以經(jīng)由地震展布201 (圖1)將源點(diǎn)標(biāo)志編號(hào)傳輸至CSC260 (圖1)。作為替換，或除此之外，位置傳感器180可以確定源解碼器166的位置坐標(biāo)。該位置信息可以由CSC260請(qǐng)求或者自動(dòng)發(fā)送。在任何一種情況下，源解碼器168都能夠?qū)⒂晌恢脗鞲衅?80確定的位置傳輸至源編碼器166。源編碼器166經(jīng)由地震展布201 (圖1)將源解碼器位置重新傳輸至CSC260 (圖1)。在一種布局中，位置信息僅在源解碼器168的位置數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度不足時(shí)才發(fā)送。
[0020]術(shù)語“地震設(shè)備”意指在地震展布中使用的任何設(shè)備，包括(但不限于):傳感器、傳感器站、接收器、發(fā)送器、電源、控制單元等。如同以上所使用的，地震展布是被配置用于檢測(cè)地震能量的設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。如同以上所使用的，中央控制器是用來控制地震展布的設(shè)備。本文的公開內(nèi)容參照特定的實(shí)施例和過程來提供，用于說明本發(fā)明的概念和方法。這些特定的實(shí)施例和過程并非旨在限制本公開內(nèi)容或保護(hù)的范圍。所有此類在本發(fā)明的權(quán)利要求和放棄聲明的范圍內(nèi)的修改都應(yīng)當(dāng)是本公開內(nèi)容的一部分。
【權(quán)利要求】
1.一種用于采集地震信息的系統(tǒng)，包括: 中央控制器； 與所述中央控制器進(jìn)行信號(hào)通信的地震展布，所述地震展布包括: 配置用于無線信號(hào)通信的多個(gè)地震設(shè)備； 與所述多個(gè)地震設(shè)備中的至少一個(gè)進(jìn)行信號(hào)通信的至少一個(gè)源編碼器；以及 與所述至少一個(gè)源編碼器進(jìn)行信號(hào)通信的至少一個(gè)源解碼器，其中所述至少一個(gè)源解碼器響應(yīng)于由至少一個(gè)遠(yuǎn)程編碼器發(fā)送的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)地震設(shè)備中的至少一個(gè)還包括使用下列之一的通信接口:( i)有線信號(hào)載波，或者(ii)無線信號(hào)，其中所述至少一個(gè)源編碼器與所述多個(gè)地震設(shè)備中的至少一個(gè)進(jìn)行信號(hào)通信，其中所述中央控制器被配置為使用所述通信接口與所述至少一個(gè)源編碼器進(jìn)行命令及數(shù)據(jù)的消息和信號(hào)的通信，其中所述地震展布被配置為向所述源編碼器供能，并且其中所述至少一個(gè)源解碼器進(jìn)行下列傳輸: 將其操作狀態(tài)傳輸至所述至少一個(gè)源編碼器，并且其中所述至少一個(gè)源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述至少一個(gè)源解碼器的操作狀態(tài)傳輸至所述中央控制器； 將由位置傳感器確定的位置傳輸至所述至少一個(gè)源編碼器，并且其中所述至少一個(gè)源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述至少一個(gè)源解碼器的位置傳輸至所述中央控制器；以及 將源點(diǎn)標(biāo)志編號(hào)傳輸至所述至少一個(gè)源編碼器，并且其中所述至少一個(gè)源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述源點(diǎn)標(biāo)志編號(hào)傳輸至所述中央控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)源編碼器與所述至少一個(gè)源解碼器的通信使用無線電信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)地震設(shè)備包括下列中的至少一個(gè):(i)電池增壓器，(ii)地震接收器，以及(iii)抽頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)地震設(shè)備中的至少一個(gè)還包括使用下列之一 的通信接口:( i )有線信號(hào)載波，或者(i i )無線信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)源編碼器與所述多個(gè)地震設(shè)備中的至少一個(gè)進(jìn)行信號(hào)通信，其中所述中央控制器被配置為使用所述通信接口與所述至少一個(gè)源編碼器進(jìn)行命令及數(shù)據(jù)的消息和信號(hào)的通信。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述地震展布被配置為向所述源編碼器供能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)源編碼器包括沿著至少一個(gè)線纜分布的多個(gè)源編碼器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)源解碼器包括多個(gè)源解碼器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括與所述源編碼器關(guān)聯(lián)的位置傳感器，其中所述中央控制器使用所述位置傳感器來估計(jì)所述源編碼器的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)源編碼器與所述至少一個(gè)源解碼器的通信使用下列之一來進(jìn)行:(i)連接所述至少一個(gè)源編碼器與所述至少一個(gè)源解碼器的信號(hào)輸送線纜的通信；以及(ii)無線信號(hào)傳輸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)源解碼器將其操作狀態(tài)傳輸至所述至少一個(gè)源編碼器，并且其中所述至少一個(gè)源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述至少一個(gè)源解碼器的操作狀態(tài)傳輸至所述中央控制器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)源解碼器將由位置傳感器確定的位置傳輸至所述至少一個(gè)源編碼器，并且其中所述至少一個(gè)源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述至少一個(gè)源解碼器的位置傳輸至所述中央控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)源解碼器將源點(diǎn)標(biāo)志編號(hào)傳輸至所述至少一個(gè)源編碼器，并且其中所述至少一個(gè)源編碼器經(jīng)由所述地震展布將所述源點(diǎn)標(biāo)志編號(hào)傳輸至所述中央控制器。
15.一種用于采集地震信息的方法，包括: 將中央控制器和地震展布定位于所感興趣的地理區(qū)域內(nèi)，所述地震展布與所述中央控制器進(jìn)行信號(hào)通信，所述地震展布包括: 配置用于無線信號(hào)通信的多個(gè)地震設(shè)備； 與所述多個(gè)地震設(shè)備中的至少一個(gè)進(jìn)行信號(hào)通信的至少一個(gè)源編碼器；和 與所述至少一個(gè)源編碼器進(jìn)行信號(hào)通信的至少一個(gè)源解碼器，其中所述至少一個(gè)源解碼器響應(yīng)于由所述至少一個(gè)源編碼器發(fā)送的 信號(hào)；以及 由所述中央控制器來控制至少一個(gè)遠(yuǎn)程編碼器，其中所述中央控制器指示所述至少一個(gè)源編碼器將信號(hào)傳輸 至所述源解碼器。
【文檔編號(hào)】G01V1/22GK104049271SQ201310174017
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】T·F·菲利普斯三世, T·D·赫拉迪克, K·S·拉德克里夫, I·薩默伊羅夫, B·瑪其勒, G·H·瑪圭爾 申請(qǐng)人:英洛瓦(天津)物探裝備有限責(zé)任公司