用于在不同于中央单元的收集装置中收集来自多个地震采集单元的数据的方法
【技术领域】
[0001]本发明的领域涉及地震数据采集系统。为了收集地球物理数据，这些系统的操作原理如下:对于给定的地震勘测，激活一个或几个震源(爆炸物、下降重物、振动器、气枪等)以传播全向地震波列；通过地震传感器检测到由地下的层反射的波列，所述地震传感器产生表征波在地下的地质界面上的反射的信号。
[0002]更确切地说，本发明涉及一种用于在不同于中央单元的收集装置(例如，采集器设备)中收集来自多个地震采集单元的数据的方法。
[0003]本发明尤其可以应用于使用地震勘探法的石油勘探行业，但可以是实施地震数据采集系统的任何其它领域所关注的。
【背景技术】
[0004]通常，地震数据采集系统包括连接到中央单元上的网络。中央单元收集地震数据并且处理这些地震数据以产生通过地震界分析的特定文件(SE⑶)。
[0005]在第一已知实施方案(下文也称为“有线实施方案”)中，网络包括多条有线采集线。每条有线采集线包括节点(也称为“地震采集单元”)和集中器，因此所有数据可以以实时方式接收在中央单元中。节点沿遥测电缆串联装配并且各自与至少一个地震传感器(一般来说，成串地震传感器)相关联。这些节点处理由地震传感器发射的信号并产生数据。所述数据包含地震数据和非地震数据。所述非地震数据为，例如，QC数据(用于“质量控制数据”)，即，关于节点的健康状况(例如，电池电量、同步可用性、传感器状态、存储器状态等)的信息。集中器沿遥测电缆串联装配并且各自与节点中的至少一者相关联。每一集中器接收由与其相关联的节点产生的数据。传感器是模拟传感器或数字传感器。当使用模拟传感器(也称为“地震检波器”)时，模拟传感器通常通过电缆互连以形成称为“成串地震检波器”的群集。这些成串地震检波器(串联或平行)中的一者或几者连接到每一节点上并且此后者执行来自地震检波器群组的信号的模/数转换并且将这些数据发送到中央单元(经由集中器网络)。当使用数字传感器(例如，微机械加速计，还称为“基于MEMS的数字加速计”)时，所述数字传感器集成于节点中，由此去除地震检波器串。每一节点集成一个或几个数字传感器。
[0006]在第二已知实施方案(下文也称为“无线实施方案”)中，网络包括无线地震采集单元。每一无线地震采集单元(也称为“节点”)是独立的且与前述节点中的一者或几者相关联(即，连接到前述节点中的一者或几者上或集成所述节点的一个或几个功能)并且产生数据(包含地震数据和非地震数据)。
[0007]在无线实施方案中，已经提出不同种类的网络以将来自无线地震采集单元的数据收集(即，采集)到中央单元:
[0008]a)无线点到多点网络(例如，WIFI),如图1的实例中示出:
[0009]i中央单元CU充当第一无线点到多点网络的中心点并且从位于中央单元的覆盖区域3中的无线地震采集单元2接收数据(地震数据(标注为“DATA”)以及非地震数据(标注为“QC”))；
[0010]?如果实施“当场”数据采集，那么每一数据采集器设备DH(由现场团队的操作员携带，也称为“采集器”)充当第二无线点到多点网络的中心点并且从位于采集器设备的覆盖区域5中的无线地震采集单元2接收数据(地震数据(标注为“DATA”)和非地震数据(标注为“QC”))；
[0011]b)无线蜂窝式网络:无线地震采集单元表现为无线蜂窝式网络的移动台，并且可以经由无线蜂窝式网络的基础结构将数据(地震数据和非地震数据)发送到中央单元；以及
[0012]c)无线多跳网络，如在US8，238，197B2中揭示且在胤I的实例中示出:无线地震采集单元2和基站7是无线多跳网络的节点(即，它们经配置以通过无线链路与周围节点通信)。地震数据(标注为“DATA”)通过无线地震采集单元2转发直到它们到达基站7中的一者为止。换句话说，每一无线地震采集单元2经由包括无线地震采集单元序列的多跳路径将其地震数据发送到基站7。每一基站7能够通过任何合适的方法((例如，以太网、USB、光纤链路、例如IEEE 802.11的无线接口等)将接收到的地震数据传递到中央单元CU(还称为“中心控制和记录系统”)。US8，238，197B2关于非地震数据(例如，QC数据)的传输只字不提。
[0013]有线实施方案和无线实施方案(无论使用任何种类的网络)具有下文论述的缺点。
[0014]目前，在有线实施方案中，从节点到中央单元(即，地震采集单元)的路径对于地震数据和非地震数据(例如，QC数据)是相同的。这意味着非地震数据通过中央单元收集，所述中央单元还收集和处理地震数据。换句话说，所有信息集中在中央单元中。缺点在于，现场团队应一直与管理中央单元的实验室团队通信以便获得关于部署在场上的地震采集单元的信息(例如，非地震数据，但此外可能是地震数据)。换句话说，在不与实验室团队进行任何通信的情况下，(现场团队的)现场操作员不能够检索和处理来自地震采集单元的非地震数据。因此，现场操作员非自主地管理场上的地震采集单元。
[0015]目前，当无线点到多点网络用于无线实施方案中时，在具有充当中心点(上述情况a-1以及图1的左侧)的中央单元(CU)的情况下，缺点在于仅位于中央单元的覆盖区域中的无线地震采集单元可以接入无线点到多点网络并且将它们的数据发送到中央单元。另一缺点在于，现场团队必须与(管理中央单元的)实验室团队通信以便获得关于部署在场上的地震采集单元的信息(例如，非地震数据，但此外可能是地震数据)。因此，就有线实施方案而论，在不与实验室团队进行任何通信的情况下，现场操作员不能够检索和处理来自地震采集单元的非地震数据。
[0016]目前，当无线点到多点网络用于无线实施方案中时，在具有充当中心点(上述情况a-1i以及图1的右侧)的采集器设备(DH)的情况下，现场团队可以在场上直接收集地震数据和非地震数据。这种情况使现场团队更自主。然而，其具有其它缺点:无线地震采集单元应进行配置(例如，IP地址或WIFI参数或任何网络配置参数)，以便与采集器设备通信；仅位于采集器设备的覆盖区域中的无线地震采集单元可以接入无线点到多点网络并且将它们的数据发送到采集器设备；采集器设备在场上可以控制的无线地震采集单元的数目受到限制(例如，十二个)；以及采集器设备不可接入位于恶劣的环境(森林、浓密植被等)中的无线地震采集单元(即，采集器设备无法到达所有无线地震采集单元)。
[0017]目前，当无线蜂窝式网络用于无线实施方案中(上述情况b)时，主要缺点在于繁重的基础结构必须部署在几十平方千米的区域上以实时采集所有数据。此外，现场团队必须与(管理中央单元的)实验室团队通信以便获得关于部署在场上的地震采集单元的信息(例如，非地震数据，但此外可能是地震数据)。因此，就有线实施方案而论，在不与实验室团队进行任何通信的情况下，现场操作员不能够检索和处理来自地震采集单元的非地震数据。
[0018]目前，当如在US8，238，197B2中所揭示，无线多跳网络用于无线实施方案中(上述情况c)时，由于此类网络的局限性带宽，因此通过中央单元的地震数据(DATA)的实时采集仅对于有限数目的无线地震采集单元是可能的，并且无线地震采集单元遭受高电力消耗。部署在场上的无线地震采集单元的数目因此受到限制。此外，由于这是一种集中配置，因此现场团队必须与(管理中央单元的)实验室团队通信，以便获得关于部署在场上的无线地震采集单元的信息。因此，即使我们假定US8，238，197B2的技术用于发射非地震数据(例如，QC数据)以及地震数据(DATA)，在不与实验室团队进行任何通信的情况下，现场操作员也不能够检索和处理来自地震采集单元的这些非地震数