用于將數(shù)據(jù)下載到地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的中央單元的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的領域是地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)領域。為了收集地球物理學數(shù)據(jù)，這些系統(tǒng)的操作原理如下:對于給定體驗，激活一個或若干個震源(爆炸物、下落重物、振動器、氣槍等)以傳播全向地震波列；通過地震傳感器檢測被地下層反射的波列，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]“體驗”是指地震數(shù)據(jù)采集操作。所述操作以用至少一個源進行的地震激勵開始。當回收(檢索)、處理及釋放(通常在SEGD格式下進行)來自所有記錄跡的所有樣本時，所述操作結束。在以下描述中，“未決的體驗”是指尚未結束的地震數(shù)據(jù)采集操作，例如，因為存在尚未回收的數(shù)據(jù)(被稱作“遺失數(shù)據(jù)”)。
[0003]更具體來說，本發(fā)明涉及用于將數(shù)據(jù)下載到地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的中央單元(例如，車載的中央單元)的方法。數(shù)據(jù)可為地震數(shù)據(jù)(即，從模擬或數(shù)字地震傳感器獲得的數(shù)據(jù))及/或信息數(shù)據(jù)(例如，質(zhì)量控制(QC)數(shù)據(jù)、健康狀況(SOH)數(shù)據(jù)等)。
[0004]本發(fā)明可特別地應用于使用地震方法的石油勘探行業(yè)，但可有關于實施地震數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡的任何其它領域。
[0005]本發(fā)明的一個特定應用涉及陸上地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
【背景技術】
[0006]地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實例
[0007]_展示包括有線網(wǎng)絡的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實例，所述有線網(wǎng)絡連接到中央單元I且包括多個采集線路10。每一采集線路10包括:
[0008].電子單元2 (還被稱作“節(jié)點”)，其沿著遙測電纜20串聯(lián)組裝且各自與至少一個地震傳感器5(圖1展示地震傳感器5的串3)相關聯(lián)。這些電子單元處理由地震傳感器傳輸?shù)男盘柷耶a(chǎn)生數(shù)據(jù)；
[0009].中間模塊4 (還被稱作“集中器”)，其沿著遙測電纜20串聯(lián)組裝且各自與電子單元2中的至少一者相關聯(lián)。在圖1a的實例中，每一中間模塊4與三個電子單元2的群組(n-l、n、n+l等)相關聯(lián)。每一中間模塊4接收由與其相關聯(lián)的電子單元2產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
[0010]由電子單元2產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包括地震數(shù)據(jù)及/或信息數(shù)據(jù)(例如，QC數(shù)據(jù)、SOH數(shù)據(jù))等)。
[0011]在圖1a的實例中，每一采集線路10通過一個或若干個主要有線鏈路7 (通過中間模塊4互連)連接到中央單元1，從而形成主要橫向線路7。在替代實施例中(未展示)，每一采集線路10通過無線鏈路連接到中央單元I (例如，中間模塊4中的一者有能力以無線方式直接地或通過一個或若干個其它無線模塊及/或通過一個或若干個中間網(wǎng)絡裝置與中央單元通信)。
[0012]這種類型的網(wǎng)絡的主要問題是系統(tǒng)對電纜切口的敏感性。電纜切口致使丟失與位于切口之后的電子單元2及中間模塊4的連接，且因此致使丟失對應于這些電子單元2的所有地震數(shù)據(jù)。實際上，電子單元2及中間模塊4經(jīng)設計為僅執(zhí)行信號處理功能。換句話說，其漸次地將地震數(shù)據(jù)傳回(而不存儲地震數(shù)據(jù))到中央處理單元。換句話說，電纜切口導致對應于被切口隔離的網(wǎng)絡區(qū)段的傳感器的地震數(shù)據(jù)的不可挽回的損失。
[0013]為了克服電纜切口的問題及其影響，已提議按由主要(電纜式)橫向線路(鏈路7)連接到中央處理單元I但還通過輔助(也為電纜式)橫向線路(鏈路7’)互連的采集線路10來組織采集網(wǎng)絡，從而形成一種在電纜切口的情況下形成替代路徑的網(wǎng)狀物。然而，此解決方案并不會補救所有電纜切口情境且往往會大大地增加網(wǎng)絡安裝時間及成本。
[0014]已在歐洲專利EP2189817中提議了一種替代的已知解決方案。每一中間模塊4包括(例如):
[0015]?同步裝置40，其(例如)包括衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)41 (GPS)；
[0016]籲電力供應裝置42，其(例如)供應12伏特的電壓；以及
[0017]?由電子單元2處理的信號的存儲裝置43。
[0018]在EP2189817的替代的已知解決方案的情況下，數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡在電纜切口的情況下仍可操作。實際上，在電纜切口之后，與中央處理單元隔離的電纜的區(qū)段的操作借助于以下操作而繼續(xù):
[0019]籲由隔離的中間模塊4執(zhí)行的同步，其為自發(fā)的且獨立于中央處理單元；
[0020]?通過中間模塊4中的每一者供應的電子單元2的電力供應；
[0021]?在中間模塊4中的每一者上的地震數(shù)據(jù)的本地存儲。
[0022]此外，在正常操作情形中，電子單元2默認地沿著遙測電纜與鄰近于所述電子單元(確切地說，關于數(shù)據(jù)存儲及同步)的預定義的中間模塊4相關聯(lián):中間模塊(η-1)與電子單元(η-1)相關聯(lián)，中間模塊(η)與電子單元(η)相關聯(lián)，中間模塊(η+1)與電子單元(η+1)相關聯(lián)，等等。
[0023]然而，在電纜切口的情況下，電子單元η可與相關聯(lián)的模塊η隔離。ΕΡ2189817的替代的已知解決方案還使得有可能補救以下情形:中間模塊4中的每一者的雙向電力供應裝置及雙向存儲裝置使得有可能根據(jù)切口的位置將電子單元(η)(與其中間模塊(η)隔離)連接到中間模塊(η+1)，或中間模塊(η-1)。
[0024]中間模塊4還通過網(wǎng)絡執(zhí)行信號處理及介接功能(圖1a中未展示)(到中央單元I的數(shù)據(jù)傳送、從中央單元I接收的命令到電子單元2的發(fā)送)。
[0025]在采集線路的第一實施方案中(圖1a中所展示)(且有可能實施ΕΡ2189817的技術)，傳感器為模擬傳感器5，被稱作“地震檢波器”，其一般通過電纜按傳感器群組互連以形成被稱作“地震檢波器串”3的群集。這些串(串聯(lián)或并聯(lián))中的一者或若干者連接到每一電子單元2 (還被稱作“場數(shù)字化單元”)且此電子單元稍后執(zhí)行來自地震檢波器群組的信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換并將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到中央單元。
[0026]在采集線路的第二實施方案中(圖1b中所展示)(且有可能實施ΕΡ2189817的技術)，傳感器是集成在電子單元2’中的數(shù)字傳感器5’(例如，顯微機械加工的加速度計，還被稱作“基于MEMS的數(shù)字加速度計(其還被稱作“數(shù)字傳感器單元”)，這消除了地震檢波器串。每一電子單元2’集成一個或若干個數(shù)字傳感器5’。
[0027]在已知的無線替代實施例中，系統(tǒng)包括無線模塊(還被稱作“遠程采集單元”)。每一無線模塊為獨立的，與一個或若干個電子單元(節(jié)點)相關聯(lián)(即，連接到一個或若干個電子單元(節(jié)點)或集成一個或若干個電子單元(節(jié)點)的一種或若干種功能)且以無線方式(直接地或通過一個或若干個其它無線模塊及/或通過一個或若干個中間網(wǎng)絡裝置)與中央單元及/或與搜集裝置(由操作者攜載的，其還被稱作“搜集者(在實施數(shù)據(jù)搜集策略的情況下)通信。無線模塊組可構成多跳無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡，從而允許無線模塊在其之間及與中央單元交換數(shù)據(jù)。因此，每一無線模塊存儲其自身的數(shù)據(jù)(即，從與其相關聯(lián)的電子單元獲得的數(shù)據(jù))且，最終，還存儲從一個或若干個其它無線模塊接收的數(shù)據(jù)(即，從與這個或這些其它無線模塊相關聯(lián)的電子單元獲得的數(shù)據(jù))。
[0028]在此已知的無線替代實施例的第一實施方案中(圖1c中所展示)，傳感器為模擬傳感器5且每一無線模塊4’集成與圖1a中的電子單元相同的一個或多個電子單元2(或集成其功能中的至少一者，特別地為數(shù)字化功能)。搜集裝置的標號為6。
[0029]在此已知的無線替代實施例的第二實施方案中(圖1d中所展示)，傳感器為數(shù)字傳感器5’且每一無線模塊4"通過有線鏈路20’連接到與圖1b中的電子單元相同的電子單元2’ (即，其集成一個或若干個數(shù)字傳感器5’)。搜集裝置的標號為6。
[0030]摶術問題
[0031]如上文詳述，標準地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括節(jié)點(電子單元)及集中器(中間模塊或無線模塊)。當在節(jié)點及集中器中集成某種智能時，每一節(jié)點將其數(shù)據(jù)發(fā)送到集中器且此集中器將數(shù)據(jù)保持在其存儲器中。中央單元可通過向集中器詢問而檢索與此節(jié)點有關的數(shù)據(jù)。
[0032]在一些情況下，問題是:中央單元并不知曉所有數(shù)據(jù)的位置且并不知道向哪個集中器詢問這些數(shù)據(jù)中的一些數(shù)據(jù)。
[0033]在圖1a及Ib的上下文中(S卩，具有中間模塊4)，當節(jié)點位于兩個集中器之間時，引起前述問題(缺乏對某一數(shù)據(jù)位置的了解)。使用哪個集中器來收集此節(jié)點的數(shù)據(jù)？左邊的集中器還是右邊的集中器？及在生產(chǎn)期間在線路中出現(xiàn)切口時會發(fā)生何種情況？存在用以選擇可能的集中器中的一者的一些機制，但其不足以允許中央單元知曉數(shù)據(jù)位置，因此在一些情況下，中央單元將不會知道向哪個集中器詢問以檢索某一數(shù)據(jù)。
[0034]圖2a到2h說明用于解釋確切地知道節(jié)點的數(shù)據(jù)位于何處(S卩，在哪個(哪些)集中器中)有時可能有多困難的一系列實例。假設:中央單元CU處于記錄器中且我們想要確定節(jié)點NI數(shù)據(jù)(還被稱作“NI數(shù)據(jù)”)存儲在何處。
[0035]?在圖2a中(節(jié)點已連接)，節(jié)點NI及N2以及集中器Cl及C2沿著遙測電纜串聯(lián)組裝。Cl經(jīng)由有線鏈路連接到中央單元。NI數(shù)據(jù)在Cl中。
[0036]?在圖2b中(斷開連接)，在Cl與NI之間呈現(xiàn)斷開連接。NI新數(shù)據(jù)存儲在C2中。在Cl中仍存在NI數(shù)據(jù)。
[0037]?在圖2c中(在斷開連接之后修復線路)，NI重新連接到Cl。NI新數(shù)據(jù)存儲在Cl中。在C2中仍存在NI數(shù)據(jù)且數(shù)據(jù)可能在Cl中。
[0038]?在圖2