用于地震数据采集的陆基单元的制作方法_2

文档序号:8531781阅读:来源:国知局
中,外部电源能够连接至引脚125中的一个或多个引脚,以便向位于单元100内侧的电 气部件提供电力(例如,以用于对电池充电)。
[0034] 电气引脚125能够被构造成使得引脚125的上表面与帽部段115的上表面齐平。 当单元100被部署成用于在现场使用时,单元100的外表面能够暴露于天气和环境条件 (例如灰尘、碎肩、和雨)。电气引脚125与帽部段115的表面的齐平对准因此能够提供若 干益处。例如,引脚125完全由帽部段115包绕,保护引脚125不受机械应力的影响,同时 还降低碎肩将积聚在引脚周围的可能性,正像如果引脚125凹入帽部段115的表面中时可 能发生的那样。
[0035] 帽部段115的顶部表面能够包括开口 130,该开口能够由位于帽部段115的顶部表 面下方的通道联结。开口 130能够定位在帽部段115的外部边缘附近、跨过帽部段115的 直径。在一些实施例方式中,短索或绳能够被插入穿过开口 130以及所述开口通过其联结 的通道,使得单元100能够更容易地被运输。帽部段115的顶部表面上还能够包括孔135。 在一些实施方式中,锁定机构能够联接到开口 135,以防止在部署单元100时单元100被盗 窃或意外损失。例如,单元100能够被锁定到树上、被驱动到地面中的粧上、或另一个稳定 的机构上。
[0036] 帽部段115的顶部表面还能够包括光源140。例如,形成于帽部段115中的导光 管可以将光线用于从定位在单元100内的发光元件(例如发光二极管(LED)) 142送出。 LED142能够用于容易地通信数据而无需将帽部段115与容器部段110分开。LED142能够 通过以预订模式打开和关闭、或通过改变颜色来传输数据。LED142能够被构造成传输任何 量的数据。例如,LED142能够通信由小量数据(例如,八个比特)构成的简单消息,例如指 示估计剩余电池寿命的状态更新、所收集的一定量的地震数据、一定量的可用存储器、或任 何其它的与状态相关的信息。在其它例子中,LED142能够被构造成传输更复杂的消息,例如 质量保证数据或与已由单元100记录的地震数据相对应的消息(例如,与在进行地震勘探 之前启动的试拍相对应)。在一些实施方式中,LED142能够传输以千字节、兆字节、十亿字 节或更大字节等测试的信息。LED142传输数据的速率也能够是可变的。例如,LED能够被 构造成以 lb/s、10b/s、100b/s、lkB/s、10kB/s、100k/B、IMB/s、IMB/s、10MB/s、lOOMBs、lGB/s 或更高速率来传输数据。
[0037] 在一些实施例中,可以省略引脚元件125,光源140和LED142用于提供先前通过引 脚完成的数据传输特征。在一些实施例中,能够在不使用引脚或其它物理连接器的情况下 完成充电,例如使用感应能量转移方案。因此,在一些实施例中,传输到单元1〇〇和/或从 该单元传输的所有的数据和电力都可以使用非接触技术完成。
[0038] 图1B是根据说明性实施例的图1A的地震数据采集单元100的分解图。示出了 容器部段110、帽部段115、和粧120。还示出了内部电子器件和结构部件,例如地震检波器 145a-145c。地震检波器145a-145c能够在单元100被部署以用于使用时用于感测地震活 动。在一些实施方式中,每个地震检波器145都能够仅沿一个轴向方向感测地震活动。因 此,单元100被构造成容纳三个地震检波器145a-45c,每个都相对于其它以直角定向,使得 单元100所经历的地震活动的三维轮廓能够被感测到并且被记录。在多个实施方式中,可 以使用其它的地震检波器布置,例如本领域内已知的Galperin布置。
[0039] 在其它实施方式中,地震检波器145a_145c可以由适于感测地震活动的任何其它 的仪器代替。提供外壳150以用于将地震检波器145a-145c固定至其固定取向。外壳150 能够由结构钢性材料(例如塑料或金属)形成,并且能够具有与外壳150定位在其中的容 器部段110的内径基本相等的直径。
[0040] 帽部段115还可以包括排气机构141 (例如,单向止回阀),用于在单元100的内部 部件中的一个放气的情况下缓解压力。
[0041] 单元100还包括第一电路板155和第二电路板160。这些板能够包括任何合适的 布置部件,包括一个或多个处理器、存储单元、时钟、通信单元(例如,无线发送器、接收器、 或收发器)、定位单元、电池控制电子设备、或传感器(例如,温度传感器或电池性能传感 器)。如图所示,设置有模数(A/D)转换器电路板155和全球定位系统(GPS)电路板160。 A/D板155和GPS板160二者能够成基本圆形形状,以便高效地利用容器部段110内侧的 可用空间。设置有从A/D板155和GPS板160的连接(例如通过直接焊料连接或另一种 合适的电气连接器)。A/D板还能够与地震检波器145a-145c电气连通。例如,地震检波器 145a-145c能够收集模拟格式的地震数据,并且能够将模拟地震数据传输到A/D板155。A/ D板155随后能够将模拟地震数据转换成数字数据,该数字数据能够随后被处理器处理和/ 或存储在存储器模块中以用于后续检索。GPS板160能够包括GPS模块162和GPS板连接 器164。位置和定时数据能够由GPS模块162接收。在一些实施方式中,定时数据能够用于 多个单元100所收集的数据的同步。A/D板155和GPS板160还能够包括图1B中未显示的 其它的电子器件模块。例如,任一个板上都能够包括用于LED142的控制器。结构元件165 将外壳150与A/D板155分开。
[0042]单元100可以包括上部垫片177、以及下部垫片165。在一些实施例中,上部垫片 177和下部垫片165配合以将灵敏部件(例如,板155和160)与壳体105机械隔离,例如, 以减少由于运输或部署期间的机械冲击而造成损坏的可能性。垫片可以由冲击吸收材料 (例如,sorbothane)制成,以对单元100的内部部件提供保护。
[0043] 在一些实施方式中,上文所描述的"堆叠"电路板布置有利地减少或消除对单元 100内的电缆的需要,由此潜在地减少不期望的噪声。在一些实施方式中,单元100中的全 部或基本全部的电子部件(除了地震检波器145之外)都可以被安装在电路板上。应当注 意到,尽管示出了两个板布置,但是可以使用一个、三个、或更多的板。
[0044] 柔性C形连接器170提供从GPS板连接器164到输出引脚125的电气连接。例 如,连接器170的端部171能够联接到GPS板连接器164,而连接器170的端部172能够联 接到输出引脚125。例如,连接器170能够由嵌入在柔性绝缘材料(例如塑料或橡胶)中的 薄柔性线制成。连接器170的柔性能够有助于防止对连接器170和单元100中的其它电气 部件造成损坏。当在现场安装单元100时,技术人员可以将向下压力施加于帽部段115的 顶部。例如,技术人员可以通过槌来击打帽部段115或可以通过用脚踩踏帽部段115来施 加压力,以便将粧120驱动到地面中。在一些情况下,施加于帽部段115的压力能够造成帽 部段115(以及所附接的引脚115)向下变形。联结到引脚115的钢性连接器可能在该应力 的作用下裂缝或断裂。由于连接器170是柔性的,因此帽部段115能够弯曲,而不存在对连 接器170或系统的其它部件造成损坏的风险。此外,连接器的柔性增强单元100中的部件 的机械隔离,例如以避免由于机械冲击(例如,可能在运输单元100期间发生的机械冲击) 而造成的损坏。
[0045] 单元100的电子部件(例如地震检波器145、A/D板155、GPS板160、和连接器170) 能够被组装以形成与结构元件(例如粧120、容器部段110、和帽部段115)分开的可操作单 元。能够在将这种可操作单元安装到容器部段110中之前对其进行功能测试。由于整个单 元100的组装和拆卸可能是时间密集并且劳动密集的过程,因此这是有益的。此外,在一些 实施方式中,帽部段115被构造成在被配合到容器部段110之后保持永久安装。因此,如果 部件不能在容器部段110和帽部段115的外侧形成可操作单元的话,则电子部件的测试和 /或故障诊断可能是具有挑战的。
[0046] 尽管图1B中未示出,但是单元100能够包括电源。例如,包括多个电池单元的电 池组能够定位在单元100的内部部件与容器部段110的内壁之间。在一些实施方式中,电 池能够是可再充电的。电源能够被选择成允许单元100在不存在外部电源的情况下起作用 以用于延长寿命(例如,30天或更长)。单元100还包括安装板180,该安装板联接到容器 部段110的底部。粧120能够通过螺栓181和螺母182连接至安装板180。
[0047]图1C是根据说明性实施方式的图1A的地震数据采集单元100的横截面图。壳体 105被示为处于封闭构造,其中帽部段115配合到容器部段110。如上文所讨论的,粧120 从容器部段110的底部向下延伸。
[0048] 图2A是根据说明性实施方
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