СИСТЕМА СБОРА СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ Российский патент 2015 года по МПК G01V1/22 

Изобретение относится к системам сбора сейсмических данных с распределенной площади с помощью сейсмоприемников при передаче информации по радиоканалу.

Известна геофизическая система сбора и обработки информации (Авт. свид. №2091820 МПК G01V 3/08, G01V 1/22), предназначенная для сбора геофизической информации различного назначения. В этой системе центр управления, сбора и обработки полученных данных связан с пунктами измерения и сбора данных с помощью радиоканалов, в том числе с использованием ретрансляторов. Известны также системы широкополосной связи (Волков Л.Н. и др., Мазурков М.И.), характеризующиеся устойчивой связью в условиях высоких уровней преднамеренных и промышленных помех.

Ближайшим аналогом является система сбора сейсмических данных с распределенной сети датчиков (прототип) [Авт. свид. №2190241 МПК G01V 1/22]. В этой системе сбора сейсмических данных исследуемая территория делится на ряд секторов, в каждом из которых содержится узел доступа к сектору и несколько пунктов сбора информации (узлов сейсмоприемника). Цифровые данные с указанных пунктов сбора информации, включающих блок управления (электрическую схему управления), сейсмоприемник, блок памяти для временного хранения данных с сейсмоприемника и радиотелеметрический блок, передаются на соответствующий узел доступа к сектору методом радиотелеметрии на частоте, общей для всех узлов сейсмоприемника. С узлов доступа к сектору данные по широкополосным каналам направляются на центральный блок управления, который является центром сбора сейсмоданных системы.

Недостатком данного решения является низкие помехоустойчивость и информационная емкость.

В предлагаемой системе пункты сбора информации, включающие сейсмоприемники, разделяются на группы. Каждой группе выделяется своя M-последовательность с шумоподобными сигналами (ШПС). Таких групп может быть несколько. В центральном блоке управления устанавливается количество радиотелеметрических блоков, блоков задания M-последовательностей и формирователей M-последовательностей по числу групп пунктов сбора информации и, соответственно, количеству M-последовательностей. В результате увеличивается информационная емкость системы.

При использовании M-последовательности увеличивается надежность обмена информацией. Использование M-последовательности, использующей, как известно, шумоподобные сигналы, позволяет также снизить мощность передатчиков.

Для увеличения информационной емкости также используется временное разделение при передаче информации с пунктов сбора информации. Запрос на передачу информации вместе с адресом пункта сбора информации передается в центральный блок управления. Центральный блок управления управляет обменом информацией с пунктами сбора информации в режиме разделения времени, принимая сейсмические данные.

Наличие блока памяти для сейсмоданных в пунктах сбора информации позволяет дождаться запроса из центрального блока управления и передать сейсмические данные без потери. Этот блок память необходим как для временного разделения каналов передачи в пределах группы с одной M-последовательностью, так и при перезапросах информации в режиме реального времени в условиях интенсивных индустриальных электромагнитных помех.

Использование нескольких групп с индивидуальными M-последовательностями эффективно для распределенных систем. Для ближних пунктов сбора информации может использоваться одна M-последовательность и радиотелеметрический блок с всенаправленной антенной. Для более далеких пунктов сбора информации могут использоваться другие M-последовательности и радиотелеметрические блоки с направленными антеннами для каждого направления. Структура центрального блока управления (ЦБУ) 1 приведена на фиг. 1. Структура пункта сбора информации (ПСИ) 2 приведена на фиг. 2. Пример структуры системы сбора сейсмических данных приведен на фиг. 3.

Центральный блок управления 1 содержит блок хранения информации 3, блок управления обменом информации 4, радиотелеметрические блоки (РБ) 5, формирователи M-последовательности 6, блоки задания M-последовательности 7. Количество радиотелеметрических блоков 5, формирователей M-последовательности 6 и блоков задания M-последовательности 7 равно количеству групп ПСИ 2 с разными M-последовательностями. Центральный блок управления 1 является центром сбора информации в системе.

В центральном блоке управления 1 в каждой группе блоков 5, 6, 7, предназначенных для работы с ПСИ 2 с одной M-последовательностью, блок задания M-последовательности 7 соединен выходом с формирователем M-последовательности 6, определяя M-последовательность для указанной группы пунктов сбора информации 2. Выход формирователя M-последовательности 6 соединен с радиотелеметрическим блоком 5 соответствующей M-последовательности. Блок управления обменом информации 4 соединен с блоком хранения информации 3 и радиотелеметрическими блоками 5. Блок хранения информации 3 соединен с радиотелеметрическими блоками 5.

Каждый пункт сбора информации 2 содержит сейсмоприемник 8, блок управления 9, блок памяти 10, радиотелеметрический блок 11, формирователь M-последовательности 12, блок задания M-последовательности 13, формирователь адреса 14 пункта сбора информации 2. В пункте сбора информации 2 блок задания M-последовательности 13 соединен выходом с формирователем M-последовательности 12, определяя M-последовательность своей группы пунктов сбора информации 2. Выходы формирователя M-последовательности 12 и формирователя адреса 14 соединены с радиотелеметрическим блоком 11. Выход сейсмоприемника 8 соединен с блоком памяти 10. Выход блока памяти 10 соединен с радиотелеметрическим блоком 11. Блок управления 9 соединен с сейсмоприемником 8, блоком памяти 10 и радиотелеметрическим блоком 11. В пределах группы ПСИ 2 с одной M-последовательностью каждому ПСИ 2 формирователем адреса 14 присваивается свой адрес.

Соединение центрального блока управления 1 с пунктами сбора информации 2 осуществляется по каналам передачи данных с помощью радиотелеметрических блоков 5 в центральном блоке управления 1 и 11 в пунктах сбора информации 2.

На фиг. 3 приведен пример структуры системы сбора сейсмических данных с двумя группами пунктов сбора информации 2, использующих M-последовательности M1 и M2. При использовании двух направленных антенн в центральном блоке управления 1 один радиотелеметрический блок 5 передает и принимает информацию с M-последовательностью M1 и работает с соответствующей группой пунктов сбора информации 2. В качестве радиотелеметрического блока может использоваться, например, радиомодем Free Wave DGR-115. Второй радиотелеметрический блок 5 и группа пунктов сбора информации 2 использует M-последовательность M2.

Система работает следующим образом.

В центральном блоке управления 1 количество радиотелеметрических блоков 5, формирователей M-последовательности 6 и блоков задания M-последовательности 7 соответствует количеству групп пунктов сбора информации 2 с разными M-последовательностями. Блоки задания M-последовательности 7 и 13 позволяют задавать и/или менять M-последовательности для каждой группы. Для задания M-последовательности могут использоваться электрические перемычки или ячейка памяти.

При накоплении в сейсмоприемнике 8 очередной порции информации блок управления 9 через радиотелеметрический блок 11 передает в центральный блок управления 1 запрос на прием сейсмических данных, сообщая адрес пункта сбора информации 2, поступающий с выхода формирователя адреса 14. При этом передача осуществляется с использованием M-последовательности данной группы пунктов сбора информации 2. В ЦБУ 1 радиотелеметрический блок 5, соответствующий данной M-последовательности, принимает запрос на прием данных. Блок управления обмена информацией 4 центрального блока управления 1 запрашивает информацию по указанному адресу. Сейсмические данные записываются в блок хранения информации 3. Если канал передачи данных для данной M-последовательности занят другим пунктом сбора информации 2, то запрос отрабатывается после освобождения канала. Блок памяти 10 сохраняет информацию до окончания ее передачи.

С выхода сейсмоприемника 8 сейсмические данные поступают в блок памяти 10 для хранения информации. Это позволяет дождаться запроса из центра сбора информации 1 и передать сейсмические данные без потери. Этот блок памяти 10 необходим как для временного разделения каналов передачи в пределах группы с одной M-последовательностью, так и при перезапросах информации в режиме реального времени в условиях интенсивных индустриальных электромагнитных помех.

При значительных расстояниях между ЦБУ 1 и пунктами сбора информации 2 может использоваться радиотелеметрический блок 11 с направленной антенной. В этом случае рациональным решением является использование одной M-последовательности для всех пунктов сбора информации 2 в этом направлении.

Литература

1. AC 2091820, Геофизическая система сбора и обработки информации RU, МПК 6 G01V 3/08, G01V 1/22.

2. Волков Л.Н. и др. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учеб. пособие. - М.: Эко-Трендз, 2005. - 392 с.

3. Мазурков М.И. Системы широкополосной радиосвязи: учеб. пособие для студ. вузов / М.И. Мазурков. - О.: Наука и техника, 2009. - 344 с.

4. RU, авторское свидетельство № (11) 2190241 МПК G01V 1/22 (ВАЙБРЕЙШН ТЕКНОЛЭДЖИ ЛИМИТИД, RU №99111963/28, 23.10.1997) Система сбора сейсмических данных и способ проведения сейсморазведки.

Использование: геофизика, а именно в системе сбора сейсмических данных с сейсмоприемников по радиоканалам с использованием M-последовательностей. Сущность: в системе сбора сейсмических данных пункты сбора информации делятся на группы, для каждой из которых используются управляемые формирователи M-последовательности как в центре сбора данных, так и в пунктах сбора информации. Технический результат: увеличение информационной емкости системы, возможность использования маломощных приемопередатчиков в условиях преднамеренных и промышленных помех. 3 ил.

Система сбора сейсмических данных, содержащая центральный блок управления и пункты сбора информации, причем каждый пункт сбора информации содержит сейсмоприемник, блок управления, блок памяти и радиотелеметрический блок, отличающаяся тем, что в центральном блоке управления введены блок хранения информации, блок управления обменом информацией, радиотелеметрические блоки для приема данных с каждой группы пунктов сбора информации и передачи управляющей информации с центрального блока управления на каждую группу пунктов сбора информации в количестве, равном количеству групп пунктов сбора информации с разными М-последовательностями, блоки задания М-последовательности и формирователи М-последовательности по числу упомянутых групп пунктов сбора информации, причем в центральном блоке управления блок управления обменом информацией соединен с блоком хранения информации и радиотелеметрическими блоками, блок задания М-последовательности соединен выходом с формирователем М-последовательности, а выход формирователя М-последовательности соединен с радиотелеметрическим блоком в каждой группе упомянутых блоков, предназначенных для обмена информацией с пунктами сбора информации с одной М-последовательностью, в каждом пункте сбора информации введены блок задания М-последовательности, формирователь М-последовательности, формирователь адреса пункта сбора информации, причем формирователь М-последовательности соединен входом с блоком задания М-последовательности, а выходом с радиотелеметрическим блоком, формирователь адреса пункта сбора информации соединен выходом с радиотелеметрическим блоком, выход сейсмоприемника соединен с блоком памяти, выход блока памяти соединен с радиотелеметрическим блоком, блок управления соединен с сейсмоприемником, блоком памяти и радиотелеметрическим блоком, причем центральный блок управления соединен со всеми пунктами сбора информации через радиотелеметрические блоки в центральном блоке управления и каждом пункте сбора информации.