СЕЙСМИЧЕСКАЯ РЕГИСТРИРУЮЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 2009 года по МПК G01V1/22 

Предпосылки создания изобретения

1. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к регистрации сейсмических данных, а более конкретно к способу сбора данных во время регистрации сейсмических данных.

2. Описание уровня техники

Сейсмическая разведка традиционно включает в себя передачу акустических волн от акустического источника, которые проходят через подземные геологические формации и отражаются обратно к сейсмическим датчикам. Сейсмические датчики объединяют в группы и располагают в районе, подлежащем разведке. Отраженные сигналы преобразуются в электрические или оптические сигналы, которые передаются далее по электрическим или оптическим кабелям в блок сбора данных. При наземной разведке блок сбора данных обычно размещают на грузовике с регистрирующей аппаратурой. Блок сбора данных обеспечивает запись сигналов, которые он принимает, анализ их в реальном времени, передачу их в удаленный пункт для анализа или выполнение некоторой комбинации этих процессов.

Последние тенденции в области сейсмической разведки заключаются в создании более крупных групп сейсмических датчиков. Эти группы крупнее в том, что касается зоны охвата, и в том, что касается числа сейсмических датчиков. Более крупные группы неблагоприятно влияют на стоимость проведения разведки. В случае таких более крупных групп не только используют дополнительные узлы оборудования, но вследствие расширенной зоны охвата возрастает время развертывания. Чем большее время затрачивается на развертывание группы и чем больше узлов используется в оборудовании, тем выше затраты на разведку.

Попытки в области техники, к которой относится изобретение, направленные на решение этих задач, включают в себя патент США на изобретение № 6226601 под названием "Seismic Survey System", выданный 1 мая 2001 г. Trimble Navigation Limited в качестве правопреемника изобретателя Longaker Harold L. (патент, 601). В частности, в попытке исключить или по меньшей мере минимизировать кабельную сеть в этом патенте раскрыта беспроводная сейсмическая система. Система включает в себя многочисленные слои «ячеек». Сейсмические датчики сгруппированы особым образом, и с каждой группы сейсмических датчиков данные передаются по радиоканалу на специализированный приемопередатчик первого уровня. Приемопередатчики первого уровня сгруппированы аналогичным образом, и с каждой группы приемопередатчиков первой группы по радиоканалу передаются данные, накопленные от своей группы сейсмических датчиков, на специализированный приемопередатчик второго уровня. Этот процесс повторяется, и на каждом более высоком уровне производится дальнейшая консолидация данных от предшествующих слоев. В некоторой точке данные полностью консолидируются или достигается некоторый желаемый уровень консолидации. Затем консолидированные данные передаются по радиоканалу в блок сбора данных.

В известных из уровня техники способах беспроводной связи, таких как в патенте ′601, упомянутом выше, используются различные протоколы связи. Эти протоколы связи включают в себя:

- GSM-DCS или глобальная система для мобильной связи - цифровая система сотовой связи, в которых применяется мультиплексирование с временным разделением, называемое множественным доступом с временным разделением (TDMA), используемое во многих странах Европы и Азии;

- UMTS или универсальная система мобильной связи, используемая для передачи широкополосной информации при скоростях вплоть до 2 Мб/с, включая аудиоинформацию и видеоинформацию, к беспроводным устройствам в любом месте мира посредством стационарных, беспроводных и спутниковых систем;

- DECT или цифровая усовершенствованная беспроводная связь

- общий стандарт для беспроводной персональной телефонии, первоначально разработанный Европейским институтом стандартов связи (ETSI), основной европейской организацией по стандартизации, для беспроводной коммерческой связи;

- CDMA или множественный доступ с разделением кодов

- цифровая технология сотовой связи, в которой используются способы расширения спектра; и

- GPRS или служба пакетной радиосвязи общего пользования

- стандарт для беспроводной связи, которая протекает со скоростями до 115 кб/с и при этом поддерживается широкий диапазон пропускной способности.

Однако применение каждого из этих протоколов влечет за собой связанные с ними проблемы. Например:

- универсальная система мобильной связи (UMTS), цифровая усовершенствованная беспроводная связь (DECT) и технология множественного доступа с разделением кодов (CDMA) ориентированы на телефонию, а не ориентированы на сеть, что налагает нежелательные ограничения на передачу данных в условиях регистрации сейсмических данных;

- универсальная система мобильной связи (UMTS) не отработана в части ее компонентов;

- универсальная система мобильной связи (UMTS) и глобальная система для мобильной связи (GSM) имеют пропускную способность при нисходящем потоке данных такую же, как пропускная способность при восходящем потоке данных, что невыгодно в сейсмических регистрирующих системах, где необходима намного более высокая пропускная способность при восходящем потоке данных по сравнению с пропускной способностью при нисходящем потоке данных;

- в службе пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS) выделяются несколько каналов для нисходящего потока данных и иной раз ни одного для восходящего потока данных, что идет в разрез с нуждами сейсмической регистрирующей системы;

- использование глобальной системы для мобильной связи - цифровой системы сотовой связи (GSM-DSC) - приводит к плохому использованию ряда каналов в ячейке в зависимости от возможной протяженности ячейки вследствие несоответствия между плотностью геофонов в ячейке и площадью поверхности ячейки; и

- в глобальной системе для мобильной связи - цифровой системе сотовой связи (GSM-DSC) - все еще используется проводная связь между базовым приемо-передающим блоком (BTS) и контроллером базовой станции (BSC) и между контроллером базовой станции и центральной системой регистрации и обработки.

Поэтому остается весьма желательным применение современных беспроводных технологий при регистрации сейсмических данных.

Настоящее изобретение направлено на разрешение или по меньшей мере на смягчение одной проблемы или всех проблем, упомянутых выше.

Сущность изобретения

Изобретение включает в себя в различных вариантах осуществления и объектах устройство и способ для сбора данных, регистрируемых в процессе сейсмической разведки.

Устройство представляет собой сейсморазведочную систему, содержащую совокупность источников данных, совокупность ячеек и совокупность независимых трасс. Источники данных расположены в окрестности района, подлежащего разведке, при этом каждый источник данных соединен с передатчиком, способным передавать данные. Каждая ячейка включает в себя часть источников данных и подсоединенные к ним передатчики. Один из передатчиков в каждой ячейке также служит в качестве межсетевого шлюза для приема данных, передаваемых с других передатчиков источников данных в ячейке. Каждая из независимых трасс охватывает часть межсетевых шлюзов, в результате чего данные могут быть переданы по каждой трассе через межсетевые шлюзы и присоединенные передатчики на этой трассе.

Способ представляет собой способ для проведения сейсмической разведки. Способ включает в себя размещение совокупности источников сейсмических данных в окрестности района, подлежащего разведке; задание совокупности ячеек так, чтобы каждая ячейка включала в себя часть источников сейсмических данных; задание одного из источников сейсмических данных в каждой ячейке, чтобы он также служил в качестве межсетевого шлюза; задание совокупности независимых трасс так, чтобы каждая трасса охватывала часть межсетевых шлюзов; в каждой соответствующей ячейке передачу сейсмических данных от источников сейсмических данных в межсетевой шлюз и в каждом межсетевом шлюзе передачу сейсмических данных от одного межсетевого шлюза к другому для достижения центрального пункта.

Краткое описание чертежей

Изобретение может быть понято при обращении к нижеследующему описанию в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых одинаковыми позициями обозначены аналогичные элементы и на которых:

фиг.1 - схема, иллюстрирующая наземную сейсмическую разведку с использованием сейсмической установки, выполненной, размещенной и работающей в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - концептуальная иллюстрация сейсмической разведки из фиг.1;

фиг.3 - схема ячейки регистрации сгруппированных данных из фиг.2 в более детальном виде;

фиг.4А и фиг.4В - схемы альтернативных вариантов осуществления базовой ячейки регистрации данных, такой, какую может содержать ячейка регистрации сгруппированных данных из фиг.3;

фиг.5А и фиг.5В - концептуальные иллюстрации блока сбора данных, который может быть использован в варианте осуществления из фиг.1;

фиг.6А, фиг.6В и фиг.6С - виды одного конкретного варианта осуществления, в котором ячейки регистрации сгруппированных данных перекрываются;

фиг.7 - вид второго варианта осуществления, альтернативного варианту осуществления из фиг.6А, фиг.6В и фиг.6С, в котором ячейки регистрации сгруппированных данных не только перекрываются, но и расположены чередующимися слоями;

фиг.8А и фиг.8В - виды третьего варианта осуществления, альтернативного варианту осуществления из фиг.6А, фиг.6В и фиг.6С, в котором для повышения пропускной способности между расположенными чередующимися слоями ячейками регистрации сгруппированных данных и блоком сбора данных использованы ретрансляционные пункты;

фиг.9 - иллюстрация четвертого варианта осуществления, альтернативного вариантам осуществления из фиг.6А, фиг.6В, фиг.6С, фиг.7, фиг.8А и фиг.8В.

Хотя изобретение допускает наличие различных модификаций и альтернативных форм, чертежи иллюстрируют конкретные варианты осуществления, подробно описанные в настоящей заявке только для примера. Однако должно быть понятно, что описание конкретных вариантов осуществления не предполагается ограничивающим изобретение конкретными раскрытыми формами, а напротив предполагается охватывающим все модификации, эквиваленты или варианты, попадающие в рамки сущности и объема изобретения, определенного приложенной формулой изобретения.

Подробное описание изобретения

Ниже описаны иллюстративные варианты осуществления изобретения. Для ясности в этом описании изобретения рассмотрены не все признаки реальной реализации. Конечно, должно быть понятно, что при разработке любого такого реального варианта осуществления должны быть получены многочисленные специфические для реализации решения, необходимые для достижения конкретных целей, поставленных разработчиком, таких как согласование с ограничениями, связанными с системой и с бизнесом, которые будут изменяться от одной реализации к другой. Кроме того, должно быть понятно, что такая разработка, даже если она сложная и требует больших затрат времени, является обычным делом для специалистов в области техники, к которой относится изобретение, получающих преимущество от этого раскрытия.

На фиг.1 показана схема наземной сейсмической разведки с использованием сейсморазведочной системы 100 согласно настоящему изобретению. Система включает в себя сейсмическую регистрирующую установку 105, выполненную, размещенную и работающую так, как описано дополнительно ниже. Сейсмическая регистрирующая установка 105 включает в себя совокупность источников 106 данных, расположенных вблизи области, подлежащей исследованию, при этом каждый источник 106 данных связан с передатчиком 108, который, как показано радиолинией 109, может передавать по радиоканалу данные, собираемые источниками 106 данных. Для примера в показанном варианте осуществления источники 106 данных реализованы совместно с обычными геофонами, известными из области техники, к которой относится изобретение.

На фиг.1 сейсмическая регистрирующая установка 105 показана связанной по радиоканалу 109 с регистрирующей аппаратурой на грузовике 110. Кроме того, показан сейсмический источник 115. Блок 120 сбора данных показан расположенным внутри грузовика 110 с регистрирующей аппаратурой. Однако как должно быть понятно специалистам в области техники, к которой относится изобретение, в альтернативных вариантах осуществления различные части блока 120 сбора данных могут быть полностью или частично распределены, например, по сейсмической регистрирующей установке 105. В соответствии с обычной практикой сейсмический источник 115 генерирует множество сигналов 125 сейсмической разведки. Сигналы 125 сейсмической разведки распространяются и отражаются подземной геологической формацией 130. Источники 120 сейсмических данных обычным образом принимают сигналы 135, отраженные от геологической формации 130.

Затем источники 106 сейсмических данных формируют данные, характеризующие отражения 135, и при этом сейсмические данные заключены в электромагнитных сигналах. Далее в соответствии с настоящим изобретением электромагнитные сигналы передаются на блок 120 сбора данных. Более конкретно сейсмические данные, собранные в источниках 106 сейсмических данных, передаются с них в блок 120 сбора данных по радиоканалу 109 посредством передатчика 108 способом, рассмотренным более полно ниже.

В блоке 120 сбора данных сейсмические данные собираются для обработки. Блок 120 сбора данных может сам обрабатывать сейсмические данные, сохранять сейсмические данные для обработки в более позднее время, передавать сейсмические данные на удаленный пункт для обработки или осуществлять некоторую комбинацию из этих действий. В показанном примере блок 120 сбора данных передает сейсмические данные через спутник 145 и по линиям 150 спутниковой связи на оборудование 140 стационарной базовой станции 140, хотя это не является необходимым для практического применения изобретения. В конечном счете, согласно настоящему изобретению данные, собранные посредством источников 106 сейсмических данных, передаются в аппаратный центр или пункт. Этим аппаратным центром может быть вычислительный и запоминающий центр (CSC), например грузовик 110 с регистрирующей аппаратурой или стационарная базовая станция 140.

На фиг.2 концептуально показано размещение источников 106 данных в сейсмической регистрирующей установке 105 из фиг.1. Сейсмическая установка 105 содержит совокупность ячеек 200 регистрации сгруппированных данных. В показанном варианте осуществления их имеется четыре, но изобретение не ограничено таким образом. Число ячеек 200 регистрации сгруппированных данных изменяется в зависимости от реализации. Отдельная ячейка 200 регистрации сгруппированных данных показана на фиг.3. Каждая ячейка 200 регистрации сгруппированных данных содержит совокупность базовых ячеек 300 регистрации данных (БЯРД). Число базовых ячеек 300 регистрации данных в каждой ячейке 200 не относится к практическому применению изобретения, но на фиг.3 в ячейке 200 регистрации сгруппированных данных показаны три базовые ячейки 300 регистрации данных. Отметим, что число базовых ячеек 300 регистрации данных в любой данной ячейке 200 регистрации сгруппированных данных может быть переменным. Например, одна ячейка 200 регистрации сгруппированных данных может содержать три базовые ячейки 300 регистрации данных, тогда как другая ячейка 200 регистрации сгруппированных данных в той же самой установке может содержать четыре базовые ячейки 300 регистрации данных.

Каждая базовая ячейка 300 регистрации данных содержит совокупность сейсмических датчиков 305 и центральный передающий блок 310. Соединения между сейсмическими датчиками 305 и центральными передающими блоками 310 могут быть проводными, как в базовой ячейке 400а регистрации данных на фиг.4А, или беспроводными, как в базовой ячейке 400b регистрации данных на фиг.4В. Сейсмические датчики 305 обычно представляют собой регистрирующие устройства, например, геофоны, но также могут быть использованы сейсмические датчики других типов. Например, некоторые сейсмические датчики могут быть позиционирующими устройствами, например приемниками глобальной системы позиционирования (GPS). Все же могут быть использованы также сейсмические датчики других видов. Однако в по меньшей мере одной базовой ячейке 300 регистрации данных каждой ячейки 200 регистрации сгруппированных данных передатчик 315 также может принимать сейсмические данные от других передатчиков 310 и передавать эти сейсмические данные наряду со своими собственными.

Таким образом, сейсмическая регистрирующая установка 105 (самоходная регистрирующая станция) включает в себя совокупность ячеек, например ячеек 300 регистрации сгруппированных данных. Каждая ячейка содержит часть источников 106 данных, например источников 306 данных, и относящиеся к этой части передатчики, например передатчики 310. Один из передатчиков в каждой ячейке, например передатчик 315, также используется как «межсетевой шлюз» для приема данных, передаваемых от других передатчиков источника данных в ячейке, например, от передатчиков 310.

Как отмечалось выше относительно фиг.1, сейсморазведочная система 100 включает в себя по меньшей мере одну систему 120 сбора данных. Отметим, что в некоторых альтернативных вариантах осуществления могут использоваться многочисленные системы 120 сбора данных. Самоходная регистрирующая станция 105 с регистрирующей аппаратурой снабжена смонтированным в стойке вычислительным устройством 500, показанным на фиг.5А и на фиг.5В, посредством которого реализована по меньшей мере часть системы 140 сбора данных. Вычислительное устройство 500 включает в себя процессор 505, связанный с некоторым запоминающим устройством 510 посредством магистральной системы 515. Запоминающее устройство 510 может включать в себя жесткий диск, и/или оперативную память (ОЗУ), и/или съемное запоминающее устройство, такое как гибкий магнитный диск 517 и оптический диск 520. Запоминающее устройство 510 запрограммировано структурой 525 данных, хранящей набор данных, зарегистрированных так, как рассмотрено выше, операционной системой 530, программными средствами 535 интерфейса пользователя и прикладной программой 565. Программные средства 535 интерфейса пользователя в сочетании с индикатором 540 реализуют интерфейс 545 пользователя. Интерфейс 545 пользователя может включать в себя периферийные устройства ввода-вывода, такие как кнопочная панель или клавиатура 550, манипулятор 555 типа «мышь» или джойстик 560. Процессор 505 работает под управлением операционной системы 530, которая практически может быть любой операционной системой, известной в области техники, к которой относится изобретение. В зависимости от реализации операционной системы 530 прикладная программа 565 вызывается операционной системой 530 при включении питания, сбросе или при выполнении обоих действий.

Что опять касается фиг.1, то прием акустических волн 125 сейсмическими датчиками 300 (впервые показанными на фиг.3) и формирование данных на основании отражений 135 могут осуществляться обычным образом. Так, например, сейсмический источник 115 может быть любым сейсмическим источником, известным в области техники, к которой относится изобретение, например вибратором или зарядом взрывчатого вещества. Совершенно аналогично сейсмические датчики 305 (впервые показанные на фиг.3) можно реализовать, используя сейсмические датчики любого типа, известные из области техники, к которой относится изобретение, и пригодные для осуществления сейсмической разведки.

Однако передача данных в блок 120 сбора данных осуществляется в соответствии с настоящим изобретением. Одна базовая ячейка 300 регистрации данных в каждой ячейке 200 регистрации сгруппированных данных является «межсетевым шлюзом» для ячейки 200 регистрации сгруппированных данных. Все передачи в любую базовую ячейку 300 регистрации данных в ячейке 200 регистрации сгруппированных данных и из нее в центральный пункт, упомянутый выше (например, в блок 120 сбора данных), и из него происходят через базовую ячейку 300 регистрации данных, выполняющую функцию межсетевого шлюза. Не является существенным для практического применения изобретения то, какую конкретную ячейку 300 регистрации данных назначить межсетевым узлом, хотя соображения, связанные с расстоянием и электропитанием, в любой определенной реализации могут влиять на назначение.

Снова обратимся к фиг.2, где каждая базовая ячейка 205 регистрации данных, которая не является межсетевым шлюзом 210, передает свои данные через свой центральный передающий блок 310 (впервые показанный на фиг.3) в межсетевой шлюз 210 своей ячейки 200 регистрации сгруппированных данных, как показано радиолиниями 215. В межсетевом шлюзе 210 собираются данные с других базовых ячеек 205 сбора данных, и накопленные данные передаются по радиоканалу в следующую ячейку 200 регистрации сгруппированных данных в направлении блока 120 сбора данных, как показано радиолиниями 220. Если такой ячейки 200 регистрации сгруппированных данных нет, данные передаются по радиоканалу непосредственно в регистрирующий блок 120, как показано радиолинией 225. Следовательно, сейсмические данные передаются «каскадным способом» сквозь сейсмическую регистрирующую установку 105 и в вычислительный и запоминающий центр. Отметим, что любая определенная ячейка 200 регистрации сгруппированных данных получает данные, передаваемые только с одной другой ячейки 200 регистрации сгруппированных данных. Поэтому радиолинии 220, 225 отображают совокупность независимых трасс, при этом каждая охватывает часть межсетевых шлюзов, в результате чего данные могут быть переданы по каждой трассе через межсетевые шлюзы и соответствующие передатчики на этой трассе. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления по тем же самым трассам информация может быть передана обратно в базовую ячейку 205 регистрации данных и в межсетевые шлюзы 210.

Данные между ячейками 200 регистрации сгруппированных данных могут быть переданы одним из по меньшей мере двух способов. Во-первых, данные могут быть переданы в непрерывном или асинхронном режиме. В этом режиме, когда данные подготовлены к передаче, межсетевой шлюз 210_i передает их в межсетевой шлюз 210_i+1 независимо от того, когда межсетевой шлюз 210_i+1 передает данные в 210_i+2. Таким образом каждый межсетевой шлюз 210 получает данные, передаваемые на него, объединяет их вместе со своими данными и передает получающиеся в результате данные в следующий межсетевой шлюз 210 на трассе до тех пор, пока данные не достигнут блока 120 сбора данных. Во-вторых, данные могут быть переданы в периодическом или синхронном режиме. В этом режиме данные передаются из межсетевого шлюза 210_i в межсетевой шлюз 210_i+1 в то же самое время, когда межсетевой шлюз 210_i+2 передает данные 210_i+3, и в заранее определенные периоды времени. В следующий заранее определенный период времени данные передаются из межсетевого шлюза 210_i+1 в межсетевой шлюз 210_i+2 в то же самое время, когда межсетевой шлюз 210_i+3 передает данные. Таким образом, в течение предварительно определенного периода времени из половины межсетевых шлюзов 210 передаются данные, которые в них имеются, в следующий межсетевой шлюз 210 на трассе, а в течение следующего предварительно определенного периода времени из второй половины данные передаются на следующий межсетевой шлюз 210.

В показанном варианте осуществления данные передаются по радиолиниям 220, 225 при использовании стандарта 802.11. Стандарт 802.11 представляет собой семейство требований, разработанных институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектроники (IEEE) для технологии локальной сети (LAN). Стандартом 802.11 устанавливается эфирный интерфейс между беспроводным клиентом и базовой станцией или между двумя беспроводными клиентами. В стандарте 802.11 имеются несколько требований, включая:

- 802.11 применяется к беспроводным локальным сетям и обеспечивает передачу 1 или 2 Мб/с в диапазоне 2,4 ГГц при использовании расширения спектра путем скачкообразной перестройки частоты (FHSS) или расширения спектра с применением кода прямой последовательности (DSSS).

- 802.11а - расширение 802.11, которое применяется к беспроводным локальным сетям (LAN) и обеспечивает передачу до 54 Мб/с в диапазоне 5 ГГц. Согласно 802.11а используется схема кодирования путем мультиплексирования с ортогональным разделением частот, а не расширение спектра путем скачкообразной перестройки частоты (FHSS) или расширение спектра с применением кода прямой последовательности (DSSS).

- 802.11b (также именуется как «высокоскоростной 802.11» или беспроводного доступа "Wi-Fi" («беспроводная верность»)) - расширение, которое применяется к локальным сетям (LAN) и обеспечивает передачу 11 Мб/с (5,5; 2 и 1 Мб/с при переходе на более низкую скорость в случае ухудшения характеристик обмена) в диапазоне 2,4 ГГц. Согласно 802.11b используется только расширение спектра с применением кода прямой последовательности (DSSS).

- 802/11g применяется к беспроводным локальным сетям (LAN) и обеспечивает 20+ Мб/с в диапазоне 2,4 ГГц.

Однако в альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы другие стандарты. При этом в различных реализациях для связи по радиолиниям 22, 225 можно использовать технологии частотного разделения или мультиплексирования с временным разделением.

В варианте осуществления, показанном на фиг.2, ни базовые ячейки 205, 210 регистрации данных, ни ячейки 200 регистрации сгруппированных данных не перекрываются. Однако это не является необходимым для практического использования изобретения. В действительности, когда требуется увеличить пропускную способность при передаче, две или более ячеек 200 регистрации сгруппированных данных могут перекрываться. Рассмотрим вариант осуществления 600 на фиг.6А. На фиг.6А каждая ячейка 605 регистрации сгруппированных данных содержит базовую ячейку 610 регистрации данных с функцией межсетевого шлюза (обозначена только одна) и многочисленные базовые ячейки 615 регистрации данных (обозначена только одна), которые не используются как межсетевые шлюзы. Ячейки 605 регистрации сгруппированных данных перекрываются, и перекрытием определяется длина L ячеек 605 регистрации сгруппированных данных, отличных от их интервала R охвата. Следует отметить, что перекрытия изменяются и следовательно L_i-1≠L_i≠L_i+1. Отметим, что интервал R охвата меньше по сравнению с максимальным интервалом R_max охвата, то есть R_i<R_imax. Одним следствием различия между действительным интервалом R и максимальным интервалом R_max является «надежное перекрытие». Перекрытие является надежным в том смысле, что оно обеспечивает запас пространства в случае погрешности при передаче данных. На фиг.6В показана конфигурация связи между базовыми ячейками 615 регистрации данных и базовой ячейкой 610 регистрации данных с функцией межсетевого шлюза в каждой ячейке 605 регистрации сгруппированных данных. На фиг.6С показана конфигурация связи между ячейками 605 регистрации сгруппированных данных.

Отметим, что эти физические характеристики могут влиять на рабочие характеристики. Например, в таблице 1 показано, каким образом длина L ячейки регистрации сгруппированных данных влияет на скорость в битах в соответствии с двумя различными требованиями стандарта 802.11.

Таблица 1Длина L ячейки регистрации сгруппированных данных в зависимости от скорости в битах 750 м500 м250 м150 м60 м50 м35 м25 мВнутренний (54 Мб/с)ХХХХ5 Мб/с10 Мб/с35 Мб/с54 Мб/сВнутренний (11 Мб/с)ХХХХ1 Мб/с2 Мб/с5,5 Мб/с11 Мб/сВнешний (54 Мб/с)ХХХХХХХХВнешний (11 Мб/с)1 Мб/с2 Мб/с5,5 Мб/с11 Мб/с11 Мб/с11 Мб/с11 Мб/с11 Мб/с

Специалистам в области техники, к которой относится это изобретение, получающим преимущество от этого раскрытия, также должны быть понятны другие пути влияния физических характеристик ячеек регистрации сгруппированных данных на рабочие характеристики. Например, расстояние между межсетевыми шлюзами 610 может быть ограничено для удовлетворения ограничениям, наложенным лицензией на передачу, и/или для повышения надежности. Отметим, что характеристики, представленные в таблице, со временем могут измениться вследствие усовершенствований в сейсморазведочной системе и/или в используемых протоколах.

Кроме того, могут быть использованы другие варианты. Например, ячейки регистрации сгруппированных данных также могут быть расположены чередующимися слоями, а связи могут проводиться при использовании более чем одной несущей частоты. Рассмотрим вариант осуществления 700 на фиг.7, где ячейки 705 регистрации сгруппированных данных расположены чередующимися слоями и где связь ячеек 705 регистрации сгруппированных данных на различных несущих частотах показана разными штриховками. Таким образом, «верхняя» линия 710 осуществляет связь на первой несущей частоте, а «нижняя» линия 715 осуществляет связь на второй частоте. Каждая из линий 710, 715 осуществляет связь способом, показанным на фиг.6А-6С, при этом связи внутри ячеек 705 регистрации сгруппированных данных проводятся так, как показано на фиг.6В, а связи между ячейками 705 регистрации сгруппированных данных проводятся так, как показано на фиг.6С. В конечном счете, данные, передаваемые по верхней линии 710 и по нижней линии 715, передаются в вычислительный и запоминающий центр, например, в самоходную регистрирующую станцию 110 или в оборудование стационарной базовой станции 140, показанное на фиг.1. Тем не менее отметим, что связи по верхней линии 710 на первой несущей частоте образуют отдельную трассу к вычислительному и запоминающему центру, независимую от связей по нижней линии 715.

При расстановках на большей площади пропускная способность может быть увеличена путем использования «ретрансляционных пунктов» на независимых трассах. На фиг.8А показан один такой вариант осуществления 800, в котором расстановка длиной 10 км разделена на две «зоны охвата» длиной 5 км. Каждая зона охвата разделена на области длиной 2,5 км. В этом конкретном варианте осуществления каждый ретрансляционный пункт RP расположен так, что приближенно разделяет пятикилометровую зону охвата на области длиной 2,5 км. Отметим, что расстояния не являются существенными для практического применения изобретения. Точно так же нет необходимости в том, чтобы во всех реализациях этого варианта осуществления зона охвата разделялась ретрансляционными пунктами RP пополам.

Ретрансляционные пункты RP функционируют как беспроводные мосты между регистрацией данных и сбором данных. В показанном варианте осуществления они реализованы на базе мостов Cisco Aironet 340 Series Wireless Bridges, доступных для приобретения «из имеющихся в наличии» от Cisco Systems, Inc., 170 West Tasman Dr., San Jose, California 95134, U.S.A. Информация относительно этих мостов легкодоступна по этому адресу, по телефону (800) 553-NETS (общенациональная система срочной связи) или во «всемирной паутине» по адресу www.cisco.com. Однако изобретение не ограничено таким образом и может быть использовано любое подходящее электронное устройство.

Что касается фиг.8А, то расстановка содержит 8 «линий» 802-816 ячеек 820 регистрации сгруппированных данных (только одна обозначена). Каждая линия 802-816 работает на одной из четырех несущих частот, обозначенных четырьмя разными штриховками. Так, линии 802, 810 работают на первой несущей частоте; линии 804, 812 работают на второй несущей частоте; линии 806, 814 работают на третьей несущей частоте и линии 808, 816 работают на четвертой несущей частоте.

Как показано на фиг.8В, во время работы ячейки 820 регистрации сгруппированных данных передают данные в асинхронном режиме, рассмотренном выше. По мере того как межсетевой шлюз 310₀ накапливает данные, собранные в ячейке 820₀ регистрации сгруппированных данных, он передает их в межсетевой шлюз 310₁. Межсетевые шлюзы 310₁, 310₂ функционируют аналогичным образом по отношению к данным, собранным от соответствующих им первой ячейки регистрации сгруппированных данных, второй ячейки регистрации сгруппированных данных и предшествующих ячеек 820₀, 820₁ регистрации сгруппированных данных соответственно. Аналогичным образом происходит оперирование данными в межсетевых шлюзах 310₆, 310₇. Однако данные не продолжают проходить каскадным способом через все ячейки 820 регистрации сгруппированных данных на линиях 802-816. Вместо этого межсетевые шлюзы 310₃, 310₄ передают данные, собранные их третьей ячейкой регистрации сгруппированных данных, четвертой ячейкой регистрации сгруппированных данных и предшествующими ячейками регистрации сгруппированных данных, по их независимой трассе в ретрансляционный пункт RP, который ретранслирует данные в блок 120 сбора данных.

Теперь обратимся к фиг.8А, где каждый ретрансляционный пункт RP обслуживает одну пятикилометровую зону охвата для одной группы линий 802-808, 810-816. Поэтому, как показано на фиг.8В, каждая линия 802-816 включает в себя два межсетевых шлюза 310₃, 310₄, которые осуществляют передачу в ретрансляционный пункт RP, который затем ретранслирует данные в блок 120 сбора данных. В одном конкретном варианте осуществления изобретения достигаются такие же или лучшие рабочие характеристики, чем в обычных проводных системах регистрации. Эти рабочие характеристики включают в себя пропускную способность (144×N) кб/с, где N - число датчиков (до 100000 одномерных или трехмерных геофонов); регистрацию и передачу в реальном времени данных в центральную систему для вычислений и сохранения и площадь расстановки (10×5) км². В таблице 2 представлены некоторые рабочие характеристики для такой реализации, какая показана на фиг.8А, фиг.8В, в предположении передачи 11 Мб/с согласно протоколу 802.11 и наличия двух ретрансляционных пунктов.

Таблица 2Рабочие характеристикиСжатие«Одномерный» геофон«Трехмерный» геофонОтсутствует20 м≤БЯРД≤50-метровой ячейки≤250 мБЯРД=50-метровой ячейке≤250 мКоэффициент сжатия = 210 м ≤БЯРД≤50-метровой ячейки≤250 м30 м≤БЯРД≤50-метровой ячейки≤250 мБЯРД - базовая ячейка регистрации данных.

Отметим, что для практического применения изобретения не требуется, чтобы данные передавались от одной ячейки регистрации сгруппированных данных к другой «каскадным» способом, показанным в вариантах осуществления, рассмотренных выше. При достаточно небольших расстановках, таких как показанная на фиг.9, содержащая только несколько ячеек 900 регистрации сгруппированных данных, данные с базовых ячеек 905 регистрации данных, которые собраны ими, передаются на базовую ячейку 910 регистрации данных с функцией межсетевого шлюза, как было рассмотрено выше. Однако базовые ячейки 910 регистрации данных с функцией межсетевого шлюза передают собственные данные и данные, получаемые от других базовых ячеек 905 регистрации данных, непосредственно в блок 120 сбора данных, а не через другие ячейки 900 регистрации сгруппированных данных. Поэтому в таком варианте осуществления беспроводные линии 925 образуют независимые трассы.

Также отметим, что в показанных вариантах осуществления все трассы связи показаны по существу линейными, ячейки показаны имеющими прямоугольные геометрии и ячейки размещены «на линиях», проходящих слева направо. Однако эти правила использованы для упрощения и ясности иллюстрации, и изобретение не ограничено в этих отношениях. Ячейки могут иметь другие геометрии, а в альтернативных вариантах осуществления трассы связи могут быть по существу нелинейными. Кроме того, ориентация слева направо линий в показанных вариантах осуществления является удобной для ясности иллюстрации. В этих аспектах в изобретении допускается большое разнообразие вариантов.

Конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, являются только иллюстративными, поскольку изобретение может быть модифицировано и применено на практике различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в области техники, к которой относится изобретение, получающих преимущество от принципов, изложенных в настоящей заявке. Кроме того, не предполагаются ограничения относительно деталей конструкции или конструктивных решений, показанных в настоящей заявке, кроме описанных ниже в формуле изобретения. Поэтому очевидно, что конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть изменены или модифицированы, и все такие изменения считаются находящимися в рамках объема и сущности изобретения. Таким образом, необходима защита в соответствии с изложенным ниже в формуле изобретения.

Раскрыты устройство и способ для сбора данных, регистрируемых во время сейсмической разведки. Устройство представляет собой сейсморазведочную систему, содержащую совокупность источников данных, совокупность ячеек и совокупность независимых трасс. Каждый источник соединен с передатчиком. Каждая ячейка включает в себя часть источников данных и их присоединенные передатчики. Один из передатчиков в каждой ячейке также служит в качестве межсетевого шлюза для приема данных, передаваемых от других передатчиков источников данных в ячейке. Каждая независимая трасса охватывает часть межсетевых шлюзов, в результате чего данные могут быть переданы по каждой трассе через межсетевые шлюзы и соответствующие передатчики на этой трассе. Способ представляет собой способ для проведения сейсмической разведки. Способ включает в себя размещение совокупности источников сейсмических данных в окрестности района, подлежащего разведке; задание совокупности ячеек так, чтобы каждая ячейка включала в себя часть источников сейсмических данных; задание одного из источников сейсмических данных в каждой ячейке так, чтобы он служил в качестве межсетевого шлюза; задание совокупности независимых трасс так, чтобы каждая трасса охватывала часть межсетевых шлюзов; в каждой соответствующей ячейке передачу сейсмических данных от источников сейсмических данных в межсетевой шлюз и на каждой трассе передачу сейсмических данных из одного межсетевого шлюза к другому для достижения центрального пункта. 4 н. и 40 з.п. ф-лы, 14 ил., 2 табл.

1. Сейсморазведочная система, содержащая:

совокупность источников данных, расположенных в окрестности района, подлежащего разведке, при этом каждый источник данных соединен с передатчиком, способным передавать данные;

совокупность ячеек, при этом каждая включает в себя часть источников данных и присоединенные к ним передатчики, один из передатчиков в каждой ячейке также служит в качестве межсетевого шлюза для приема данных, передаваемых с других передатчиков источников данных в ячейке; и

совокупность независимых трасс, при этом каждая охватывает часть межсетевых шлюзов, в результате чего данные могут быть переданы по каждой трассе через межсетевые шлюзы и присоединенные передатчики на этой трассе.

совокупность ячеек, при этом каждая включает в себя совокупность источников данных и передатчиков, в которой:

по меньшей мере один из передатчиков служит в качестве межсетевого шлюза;

источники данных в каждой ячейке связаны с передатчиком для передачи данных в межсетевой шлюз в этой ячейке, а

межсетевые шлюзы соседних ячеек связаны с передатчиком для передачи данных между собой; и

совокупность независимых трасс, при этом каждая охватывает часть межсетевых шлюзов, в результате чего данные могут быть переданы по каждой трассе через межсетевые шлюзы и присоединенные передатчики на этой трассе.

размещение совокупности источников сейсмических данных в окрестности района, подлежащего разведке;

осуществление связи каждого из совокупности передатчиков с соответствующим одним из источников данных;

задание совокупности ячеек так, чтобы каждая ячейка включала в себя часть источников сейсмических данных;

задание одного из передатчиков сейсмических данных в каждой ячейке, чтобы он также служил в качестве межсетевого шлюза;

задание совокупности независимых трасс так, чтобы каждая трасса охватывала часть межсетевых шлюзов;

передачу сейсмических данных от источников сейсмических данных в межсетевой шлюз в каждой соответствующей ячейке и

передачу сейсмических данных из одного межсетевого шлюза в другой для достижения центрального пункта в каждом межсетевом шлюзе.

сбор множества сейсмических данных на совокупности источников сейсмических данных, при этом источники сейсмических данных группируют в совокупность ячеек, каждая ячейка включает в себя межсетевой шлюз;

передачу собранных сейсмических данных по совокупности независимых трасс через межсетевые шлюзы на центральный пункт;

сбор передаваемых сейсмических данных на центральном пункте.