专利名称：提供旁路开关以绕过出故障的节点的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及提供旁路开关以便绕过拖缆(streamer)中出故障的一个或更多 个节点。
背景技术：
海洋地震拖缆是一种可以长达几千米的长线缆状结构。该拖缆包括沿着拖缆长度 方向的声学传感器(例如，地震检波器或水中听音器)阵列和相关电子设备。声学传感器 用于进行海洋地震勘探。 通常，由海上船只拖着许多拖缆进行海洋地震勘探。从海上船只开始、通常从海上
船只的尾部开始部署拖缆。将每条拖缆从巻轴或巻筒上松开从而部署到水中。 拖缆中的电子器件(包括传感器和其它器件)与拖缆中通过一条或更多条通信链
路互连的网络节点相关联。该网络节点包括经由一条或更多条通信链路进行通信的遥测模块。 在相对恶劣的海洋环境中，存在可以使拖缆中的网络节点失灵的某种可能性。传 统上，如果网络节点失灵，则根据出故障的网络节点中的故障类型，其可能使整条拖缆失 灵。因此，如果出故障的网络节点使整条拖缆失灵，则整条拖缆都报废了，需要从水体中取 回拖缆以更换出故障的网络节点。这样的过程既费时又费钱。
发明内容
—般说来，按照一个实施例，拖缆包括通信链路和通过该通信链路互连的多个网 络节点。该多个网络节点中的每一个被配置成进行自检，以便检测相应的网络节点的故障 状况。提供旁路开关以便能够绕过出故障的一个或更多个网络节点。 —般说来，按照另一个实施例，系统包括控制器和含有网络的电缆，该网络包括与 该控制器连接的至少一条通信链路。该电缆还包括通过该至少一条通信链路互连的网络节 点，其中该网络节点使得能够进行地下勘探，并被配置成进行自检以便检测故障状况。该 电缆还包括旁路开关，以便从所述至少一条通信链路中绕过出故障的一个或更多个网络节 点。 其它或可替代特征可以从如下描述、从附图以及从权利要求中明显看出。
图1示出了按照一个实例的、能够在水体中部署拖缆的海上船只。 图2示出了拖缆的示例性网络的一部分，其中网络包括含有按照一个实施例的旁
路开关的网络节点。 图3是拖缆的另一示例性网络的一部分的框图，其中网络节点包括按照一些实施 例的旁路开关。 图4是按照一个示例性实施例的网络节点的框图。
图5是按照一个实施例的、网络节点执行的过程的流程图。
具体实施例方式
在如下的描述中，将阐述许多细节以实现对本发明的理解。但是，本领域技术人员 应该明白，不用这些细节也可以实现本发明，并且可以从所描述的实施例中得出许多变体 或修改。 图1示出了海上船只100，该海上船只100具有用于部署拖缆102(或多条拖缆 102)的巻轴或巻筒104，其中拖缆102是具有许多电子器件103的电缆状结构，电子器件 103用于进行海底112下的地下结构114的地下勘探。在下文中，术语"拖缆"旨在涵盖被 海上船只拖着的拖缆或设在海底112上的海底电缆。 电子器件103可以包括传感器、操纵或导航器件、气枪控制器(或其它信号源控制 器)、定位器件(例如，声学定位器件)、和/或其它器件。将拖缆102的一部分部署在海面 110下的水体108中。 此外，在图1中描绘了许多信号源105，信号源105产生传播到水体108中和传 播到地下结构114中的信号。该信号被地下结构114中的各层(包括阻挡体(resistive body) 116)反射回来，阻挡体116可以是含碳氢化合物的储层、含淡水层、注入区等中的任 何一种。由阻挡体116反射的信号向上传播到拖缆102的传感器，从而被传感器检测。测
量数据被传感器收集起来，该传感器可以存储测量数据和/或将测量数据发回到海上船只 100上的控制系统(或控制器)106。 虽然源105被描绘成与拖缆102分开，但在其它实现方式中源105也可以是拖缆 102的一部分。 拖缆102的传感器可以是用诸如水中听音器或地震检波器的声学传感器实现的 地震传感器。信号源105可以是诸如气枪或炸药的地震源。在一种可替代实现方式中，传 感器可以是电磁(EM)传感器，并且信号源105可以是产生传播到地下结构114中的EM波 的EM源。 拖缆102的各种电子器件103是网络节点的一部分或者与网络节点耦接，而网络 节点是拖缆102中的网络的一部分。拖缆102中的网络包括使网络节点互连的一条或更多 条通信链路，其中网络节点包括使得能够经由一条或更多条通信链路通信的遥测模块。拖 缆102的网络节点能够经由网络与设置在海上船只100上的控制系统106通信。例如，网 络节点能够经由网络将传感器收集的测量数据传送给控制系统106以便加以处理。此外， 控制系统106能够将命令发送给各种电子器件，譬如，操纵或导航器件、气枪控制器、声学 定位器件和其它器件，以便执行预定任务(譬如，操纵以便横向定位拖缆102，激活气枪来 产生源地震信号，激活声学定位器件来检测拖缆的位置等)。 —般说来，网络节点指的是可以经由拖缆102的网络进行通信的任何器件。网络 节点可以由控制系统106例如通过使用命令包来寻址。此外，可以在网络节点与控制系统 106之间传送数据包，以便传送测量数据或其它数据。 尽管在这个讨论中提到的是拖缆，但应该注意到，按照一些实施例的机制和技术 也可以用在进行地震或EM勘探的陆基电缆上。 与设置在拖缆102中的网络相关的问题在于一个或更多个网络节点在勘探操作期间可能失灵。期望的是，即使一个或更多个网络节点失灵了，也能够使勘探操作继续下 去。为了使拖缆102在这种情形下能够继续工作，可以绕过出故障的网络节点(多个网络 节点)。在一些实施例中，通过使用网络节点设有的旁路开关来实现网络节点的绕过，其中 旁路开关可由网络节点本身控制或可由控制系统106控制。 按照一些实施例的网络节点的特征在于，当网络节点从断电状态开始加电或从休 眠状态(其是与完全通电状态相比功率减小了的状态)开始加电时，网络节点能够执行自 检过程。如果作为自检过程的结果，网络节点检测到它已经经历了会致使它不能在拖缆102 中工作的故障状况，则网络节点可以设置它相应的旁路开关以绕过出故障的网络节点，或 者网络节点可以向控制系统106发送某种故障指示，使得控制系统106可以向相应的旁路 开关发送命令以绕过出故障的网络节点。 请注意，"旁路开关"可以包括一个或更多个开关器件，包括电开关器件和/或光开 关器件。 图2示出了按照一个实施例的拖缆中的网络的一部分。在图2中描绘的拖缆网络 的一部分包括网络节点202A、202B和202C，它们分别包含收发器206A、206B和206C。收发 器206A、206B和206C能够经由拖缆网络的通信链路200发送和/或接收数据(和/或命 令)。 收发器206A、206B和206C可以是电收发器或光收发器。电收发器能够经由电通 信链路传送数据，而光收发器能够经由光链路传送光信号。因此，在一些实施例中，拖缆网 络的通信链路200可以是电链路或光链路(或两者)。 网络节点202A、202B和202C中的每一个还包括相应的旁路开关204A、204B和 204C(其可以是电开关或光开关)。可以将每个旁路开关204设置在绕过相应的收发器206 的第一 (旁路)位置上，或者在将相应的收发器206与通信链路200连接的第二 (连接)位 置上。在图2的实例中，旁路开关204A被设置在连接位置上，以便将网络节点202A的收发 器206A与通信链路200连接。类似地，网络节点202C的旁路开关204C被设置在连接位置 上，以便将收发器206C与通信链路200连接。但是，网络节点202B的旁路开关204B被设 置在旁路位置上以便绕过相应的收发器206B(换句话说，使网络节点204B与通信链路200 电隔离) 每个网络节点可以包括控制旁路开关204的位置的控制逻辑。或者，可以使用从 控制系统106 (图1)发送的远程命令来实现网络节点202中的旁路开关204在不同位置之 间的设置。 在图2中描绘的实例中，网络节点202B被认为是出故障的网络节点，已经从通信 链路200中绕过出故障的网络节点，使得出故障的网络节点202B不会干扰其它工作的网络 节点(包括图2中的网络节点202A、202C)的通信。 在工作中，当首先部署好拖缆102并使网络节点处在断电或休眠状态下时，旁路 开关204被设置在它们各自的旁路位置上(以便使相应的网络节点与通信链路200隔离)。 一旦对各个网络节点供电，网络节点就执行自检过程。注意，拖缆具有多个部分，可以对该 多个部分每次一个地依次通电。 如果网络节点202检测到它是可工作的，则网络节点可以将相应的旁路开关204 设置在连接位置上，以便将网络节点202的收发器206与通信链路200连接。但是，如果网
5络节点检测到故障，则网络节点将相应的旁路开关204设置在旁路位置上，以便使网络节 点与通信链路200隔离。应该注意到，可替代地，网络节点可以向控制系统106(图1)发送 有关网络节点通过了还是没有通过自检过程的指示，而不是让网络节点设置相应的旁路开 关的位置。然后，控制系统106可以发送适当命令，以便将旁路开关设置在旁路或连接位置 上。 请注意，尽管提到了将一个旁路开关的位置设置成绕过网络节点或将网络节点与 通信链路200连接，但应该注意到，在其它实现方式中，设置多个旁路开关来进行绕过或连 接。 图3示出了拖缆网络的不同的实施例。在图3的实施例中，两条通信链路302和 304用于使网络节点306A、306B和306C互连。每个网络节点306A、306B、306C具有相应的 一对收发器308和310(网络节点306A中的一对308A、310A，网络节点306B中的一对308B、 310B，以及网络节点306C中的一对308C、310C)。收发器308A-308C用于通信链路302上的 通信，而收发器310A-310C用于通信链路304上的通信。在可替代实现方式中，可以在拖缆 网络中使用附加的通信链路。 如在图3中进一步描绘的那样，每个网络节点还包括相应的一对旁路开关312和 314(网络节点306A中的312A、314A，网络节点306B中的312B、314B，以及网络节点306C中 的312C、314C)。 在图3的示例性布置中，网络节点306B是被绕过的节点，而网络节点306A、306C 是与通信链路302、304连接的工作节点。 图4示出了与电子器件103(或多个电子器件103)耦接的网络节点400的示例性 框图。在一种可替代实现方式中，网络节点400可以是电子器件103的一部分。网络节点 400可以是图2的网络节点202或图3的网络节点306。电子器件103的实例包括传感器、 操纵或导航器件、信号源控制器、定位器件等。 网络节点400包括控制逻辑404和存储器406。控制逻辑404可以用微控制器或 微处理器实现。控制逻辑404与网络节点400中的遥测模块408连接，其中遥测模块408包 括收发器410 (在图2和图3中描绘的收发器206、308和310中的任何一个)和旁路开关 412 (在图2和图3中描绘的旁路开关204、312和314中的任何一个)。如果旁路开关412 被设置在将收发器410与通信链路414连接的连接位置上，遥测模块408允许网络节点400 在通信链路414(图2和图3中的通信链路200、302和304中的任何一条)上通信。但是， 如果旁路开关412被设置在绕过收发器410的旁路位置上，则网络节点400与通信链路414 电隔离。 控制逻辑404可以执行上面讨论过的自检过程。此外，控制逻辑404还能够与海 上船100上的控制系统106 (图1)通信。 图5示出了按照一个实施例的、网络节点执行的过程的流程图。该网络节点首先 从断电状态或休眠状态开始加电(在502中)。作为加电过程的一部分，网络节点执行(在 504中)自检过程，以便对网络节点测试故障状况。如果检测到故障状况(在506中)，则 网络节点使(在508中)网络节点的旁路开关绕过网络节点。网络节点能够通过使用控制 逻辑404(图4)来直接控制旁路开关412的设置或经由通信链路414将某种指示发送给远 程控制系统106 (图1)，使旁路开关进行这种旁路。响应于这种指示，远程控制系统106能够向网络节点400发送命令，以便将旁路开关412设置成绕过网络节点。 如果未检测到故障状况(在506中)，则网络节点使(在510中)旁路开关设置在
将网络节点与通信链路连接的连接位置上。 通过与网络节点执行自检过程的能力结合地使用按照一些实施例的旁路开关，提 供了能够使出故障的网络节点被绕过以便拖缆网络的其余部分仍然可以继续工作的技术 和机制。由于可以绕过出故障的网络节点，因此操作者无需为了修理或替换出故障的网络 节点(这会是既费时又高度费力的过程)的目的而从水中取回拖缆。 虽然已经参考数量有限的实施例公开了本发明，但从本公开内容中获益的本领域 技术人员会明白从中得出的许多修改和变体。所附权利要求旨在涵盖这种落入本发明的精 神和范围之内的修改和变体。
权利要求
一种用于在海洋勘探中使用的拖缆或者用在陆地勘探中的地震电缆的部件，所述部件包括通信链路；通过所述通信链路互连的多个网络节点，其中所述多个网络节点中的每一个被配置成进行自检，以便检测相应的网络节点的故障状况；以及用于绕过出故障的一个或更多个网络节点的旁路开关。
2. 如权利要求1所述的部件，其中，所述旁路开关包括电开关。
3. 如权利要求1所述的部件，其中，所述旁路开关包括光开关。
4. 如权利要求1所述的部件，其中，所述通信链路包括电链路和光链路中的至少一种。
5. 如权利要求1所述的部件，其中，所述多个网络节点中的每一个包括控制逻辑，所述 控制逻辑控制相应的旁路开关的设置。
6. 如权利要求5所述的部件，其中，如果所述控制逻辑在自检中检测到故障状况，则所 述控制逻辑被配置成将相应的旁路开关设置在使相应的网络节点与所述通信链路电隔离 的位置上。
7. 如权利要求1所述的部件，其中，每个网络节点包括收发器，并且其中相应的旁路开 关能被设置在绕过所述收发器的第一位置上，并且能被设置在将所述收发器与所述通信链 路连接的第二位置上。
8. 如权利要求1所述的部件，还包括与所述网络节点耦接的电子器件。
9. 如权利要求8所述的部件，其中，所述电子器件包括传感器、操纵器件、信号源控制 器和定位器件中的至少一种。
10. 如权利要求1所述的部件，还包括 使所述多个网络节点互连的至少一条第二通信链路；以及第二组旁路开关，用于从所述第二通信链路中绕过出故障的一个或更多个网络节点。
11. 如权利要求1所述的部件，其中，所述多个网络节点中的每一个被配置成响应于所 述网络节点从断开状态和休眠状态之一开始加电而进行自检。
12. 如权利要求1所述的部件，其中，每个网络节点被配置成经由所述通信链路而向远 程控制系统传送故障状况的指示，并且从所述远程控制系统接收命令以便设置相应的旁路 开关的位置。
13. —种海洋地震勘探系统，包括具有如权利要求1-12中任何一项所述的部件的拖缆；以及 拖船。
14. 一种陆地地震勘探系统，包括具有如权利要求1-12中任何一项所述的部件的陆地地震电缆；以及 振动卡车。
15. —种进行地震勘探的方法，包括部署如权利要求1-12中任何一项所述的拖缆或地震电缆；以及 获取地震数据。
全文摘要
用在地下勘探中的拖缆或电缆包括通信链路；通过该通信链路互连的多个网络节点，其中该多个网络节点中的每一个被配置成进行自检，以便检测相应的网络节点的故障状况；以及用于绕过出故障的一个或更多个网络节点的旁路开关。
文档编号H04B1/74GK101785201SQ200880102566
公开日2010年7月21日 申请日期2008年6月3日 优先权日2007年6月15日
发明者G·A·M·德雷格 申请人:格库技术有限公司