СПОСОБ СБОРА В НАКОПИТЕЛЬНОМ УСТРОЙСТВЕ, ОТЛИЧНОМ ОТ ЦЕНТРАЛЬНОЙ СТАНЦИИ, ДАННЫХ, ПОСТУПАЮЩИХ ОТ НЕСКОЛЬКИХ УСТРОЙСТВ СБОРА СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ Российский патент 2018 года по МПК G06F13/00 G01V1/22 

1. Перекрестные ссылки на родственные заявки

Настоящая заявка основана на и претендует на преимущества предварительной Заявки на выдачу патента США No. 61/951,900, которая подана 12 марта 2014 г. и содержание которой включено сюда посредством ссылки во всей своей полноте.

2. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам сбора сейсмических данных. Для сбора геофизических данных такие системы используют следующие принципы: для проведения сейсмической разведки активизируют один или несколько сейсмических источников (взрывы, падающие грузы, вибраторы, воздушные пушки и т.п.) с целью вызвать распространение всенаправленных пакетов сейсмических волн; эти волновые пакеты, отраженные подповерхностными слоями, фиксируются сейсмоприемниками, генерирующими сигнал, характеризующий отражение волн от геологических поверхностей раздела в подповерхностных слоях.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу сбора в накопительном устройстве (например, в аппаратуре сбора данных), отдельной от центральной станции, данных, поступающих от нескольких устройств сбора сейсмических данных.

Настоящее изобретение может быть применено, в частности, в области разведки нефти с использованием сейсмических методов, но может также представлять интерес в какой-либо другой отрасли, реализующей системы сбора сейсмических данных.

3. Уровень техники

Обычно система сбора сейсмических данных содержит сеть связи, соединенную с центральной станцией. Эта центральная станция собирает сейсмические данные и обрабатывает их для генерации специального файла (в формате SEGD, разработанном Обществом геофизических исследований), анализируемого сейсмологическим сообществом.

В первом известном варианте реализации (также именуемом ниже «проводной вариант») сеть связи содержит несколько проводных линий сбора данных (линий профилирования). Каждая проводная линия сбора данных имеет узлы (также именуемые «устройствами сбора сейсмических данных») и концентраторы, так что все данные могут быть приняты центральной станцией в реальном времени. Узлы объединены в серии вдоль телеметрического кабеля и ассоциированы каждый по меньшей мере с одним сейсмоприемником (в общем случае, со связками сейсмоприемников). Эти узлы обрабатывают сигналы, передаваемые сейсмоприемниками, и генерируют данные. Указанные данные содержат сейсмические данные и несейсмические данные. К несейсмическим данным относятся, например, QC-данные (данные контроля качества "Quality Control data"), т.е. информация, характеризующая параметры состояния узла (такие как запас энергии аккумулятора, возможность синхронизации, состояние датчиков, состояние памяти и т.п.). Концентраторы объединены в серии вдоль телеметрического кабеля и ассоциированы каждый по меньшей мере с одним узлом. Каждый концентратор принимает данные, генерируемые узлами, с которыми он ассоциирован. Датчики представляют собой либо аналоговые датчики, либо цифровые датчики. При использовании аналоговых датчиков (также именуемых «геофонами») такие датчики в общем случае соединены кабелями для образования кластеров, именуемых «связками геофонов». Одна или несколько таких связок геофонов (последовательно или параллельно) соединены с каждым узлом, так что последний осуществляет аналого-цифровое преобразование сигнала от групп геофонов и передает эти данные в адрес центральной станции (через сеть концентраторов). При использовании цифровых датчиков (например, микромеханических акселерометров, именуемых также «цифровыми акселерометрами на основе микроэлектромеханических систем (MEMS)»), такие датчики объединяют в узлах, исключая тем самым связки геофонов. Каждый узел объединяет один или несколько цифровых датчиков.

Во втором известном варианте реализации (также именуемом ниже «беспроводный вариант»), сеть содержит беспроводные устройства сбора сейсмических данных. Каждое беспроводное устройство сбора сейсмических данных (также именуемое «узел») является независимым и ассоциированным с (т.е. соединено или объединяет одну или несколько функций) одним. или несколькими упомянутыми выше узлами и генерирует данные (включая сейсмические данные и несейсмические данные).

В беспроводном варианте были предложены разнообразные сети для сбора (т.е. считывания) и накопления данных от беспроводных устройств сбора сейсмических данных на центральной станции:

а) беспроводная многоточечная сеть связи (например, WiFi), как показано в примере на Фиг. 1:

i. центральная станция CU служит центральной точкой в первой беспроводной многоточечной сети и принимает данные (сейсмические данные (обозначены "DATA") и несейсмические данные (обозначены "QC")) от беспроводных устройств 2 сбора сейсмических данных, расположенных в зоне 3 охвата центральной станции;

ii. в случае сбора данных «на земле» каждая единица аппаратуры сбора данных (аппаратур сбора данных DH) (переносимая оператором полевой партии, также именуемым «сборщик») действует в качестве центральной станции второй беспроводной многоточечной сети связи и принимает данные (сейсмические данные (обозначены "DATA") и несейсмические данные (обозначены "QC")) от беспроводных устройств 2 сбора сейсмических данных, расположенных в зоне 5 охвата этой единицы аппаратуры сбора данных;

b) сеть сотовой радиосвязи: беспроводные устройства сбора сейсмических данных ведут себя, как мобильные станции в сети сотовой радиосвязи и могут передавать данные (сейсмические данные и несейсмические данные) в адрес центральной станции через инфраструктуру сети сотовой радиосвязи; и

c) многопролетная сеть радиосвязи, как описано в заявке на выдачу патента США US 8,238,197B2 и показано в примере, представленном на Фиг. 2, беспроводные устройства 2 сбора сейсмических данных и базовые станции 7 являются узлами многопролетной сети радиосвязи (т.е. они конфигурированы для связи с окружающими узлами по линиям радиосвязи). Сейсмические данные (обозначенные "DATA") пересылаются беспроводными устройствами 2 сбора сейсмических данных, пока эти данные не достигнут одной из базовых станций 7. Другими словами, каждое беспроводное устройство 2 сбора сейсмических данных передает собранные им сейсмические данные в адрес базовой станции по многопролетному тракту, содержащему последовательность таких беспроводных устройств сбора сейсмических данных. Каждая базовая станция 7 способна передавать принятые ею сейсмические данные в адрес центральной станции CU (также именуемой «центральной системой управления и регистрации») любым подходящим способом (например, через сеть Этернет, по шине USB, по волоконно-оптической линии связи, через радио интерфейс, такой как интерфейс по стандарту IEEE 802.11, и т.п.). В заявке US8,238,197B2 ничего не сказано о передаче несейсмических данных (например, QC-данных).

И проводной вариант реализации, и беспроводной вариант реализации (какого бы типа сеть связи ни использовалась) имеют недостатки, обсуждаемые ниже.

На сегодня в проводном варианте и для передачи сейсмических данных, и для передачи несейсмических данных (например, QC-данных) от узлов в адрес центральной станции используются одни и тех же тракты связи. Это означает, что несейсмические данные собирает и накапливает центральная станция, и она же собирает и обрабатывает сейсмические данные. Другими словами вся информация централизуется на центральной станции. Недостаток здесь состоит в том, что полевая партия должна постоянно поддерживать связь с лабораторией, управляющей центральной станцией, чтобы получать информацию (например, несейсмические данные, хотя, возможно, также и сейсмические данные) относительно устройств сбора сейсмических данных, развернутых «в поле». Другими словами, оператор в поле (из состава полевой партии) не может вызывать и обрабатывать несейсмические данные, приходящие от устройств сбора сейсмических данных, без того, чтобы поддерживать связь с лабораторией. Таким образом, оператор в поле не может автономно управлять устройствами сбора сейсмических данных на своей территории.

На сегодня, когда в беспроводном варианте используется многоточечная сеть радиосвязи, в которой центральная станция (CU) служит центральной точкой (приведенный выше случай a-i и левая сторона Фиг. 1), недостаток состоит в том, что иметь доступ к многоточечной сети радиосвязи и передавать свои данные в адрес центральной станции могут только беспроводные устройства сбора сейсмических данных, расположенные в зоне охвата центральной станции. Другой недостаток заключается в том, что полевая партия должна постоянно поддерживать связь с лабораторией, (которая управляет центральной станцией), чтобы получать информацию (например, несейсмические данные, хотя, возможно, также и сейсмические данные) относительно беспроводных устройств сбора сейсмических данных, развернутых в поле. Поэтому, как и в проводном варианте, оператор в поле (из состава полевой партии) не может вызывать и обрабатывать несейсмические данные, приходящие от устройств сбора сейсмических данных, без того, чтобы поддерживать связь с лабораторией. Таким образом, оператор в поле не может вызывать и обрабатывать несейсмические данные, поступающие от устройств сбора сейсмических данных, без какой-либо связи с лабораторией.

На сегодня, при использовании многоточечной сети радиосвязи в беспроводном варианте с аппаратурой сбора данных (DH), служащей центральной точкой, (приведенный выше случай a-ii и правая сторона Фиг. 1) полевая партия может непосредственно собирать и накапливать сейсмические данные и несейсмические данные в поле. Такая ситуация делает полевую партию более автономной. Однако она имеет другие недостатки: беспроводные устройства сбора сейсмических данных должны быть конфигурированы (например, иметь IP-адрес, или параметры WIFI или какие-либо параметры конфигурации сети) для осуществления связи с аппаратурой сбора данных; иметь доступ в многоточечную сеть радиосвязи и передавать свои данные аппаратуре сбора данных смогут только беспроводные устройства сбора сейсмических данных, расположенные в зоне охвата этой аппаратуры сбора данных; число беспроводных устройств сбора сейсмических данных, которыми аппаратура сбора данных может управлять в поле, ограничено (например, одна дюжина); и беспроводные устройства сбора сейсмических данных, расположенные в неблагоприятной среде (лес, плотная растительность и т.п.), оказываются недоступны для аппаратуры сбора данных (т.е. аппаратура сбора данных не может «добраться» до всех этих устройств).

На сегодня при использовании в беспроводном варианте (приведенный выше случай b) сети сотовой радиосвязи главный недостаток заключается в необходимости развертывать плотную инфраструктуру на огромных площадях в десятки квадратных километров, чтобы можно было собирать все данные в реальном времени. Более того, полевая партия должна связываться с лабораторией (управляющей центральной станцией), чтобы получать информацию (например, несейсмические данные, хотя, возможно, также и сейсмические данные) относительно беспроводных устройств сбора сейсмических данных, развернутых в поле. Поэтому, оператор в поле не может вызывать и обрабатывать несейсмические данные, поступающие от устройств сбора сейсмических данных, без какой-либо связи с лабораторией.

На сегодня, когда в беспроводном варианте используется многопролетная сеть радиосвязи (приведенный выше случай с), как описано в заявке US 8,238,197B2, сбор сейсмических данных (DATA) центральной станцией в реальном времени возможен только от ограниченного числа беспроводных устройств сбора сейсмических данных вследствие ограниченной полосы пропускания таких сетей и большого потребления энергии беспроводными устройствами сбора сейсмических данных. Число беспроводных устройств сбора сейсмических данных, развертываемых в поле, является, таким образом, ограниченным. Более того, вследствие централизованной конфигурации полевая партия должна связываться с лабораторией (управляющей центральной станцией), чтобы получать информацию относительно беспроводных устройств сбора сейсмических данных, развернутых в поле. Поэтому, даже если предположить, что для передачи несейсмических данных (например, QC-данных) вместе с сейсмическими данными (DATA) используется способ, предложенный в заявке US 8,238,197B2, оператор в поле не может вызывать и обрабатывать несейсмические данные, поступающие от устройств сбора сейсмических данных, без какой-либо связи с лабораторией.

4. Сущность изобретения

Один из конкретных вариантов настоящего изобретения предлагает способ сбора, в накопительном устройстве, отдельном от центральной станции, данных, приходящих от нескольких устройств сбора сейсмических данных. Этот способ содержит этап назначения по меньшей мере одного устройства в качестве коллектора данных. Для конкретного коллектора данных способ содержит следующие этапы применительно к данным, специфичным по меньшей мере для одного устройства сбора сейсмических данных, не назначенного в качестве коллектора данных:

- передачу таких специфичных данных от указанного по меньшей мере одного устройства сбора сейсмических данных рассматриваемому коллектору данных по линии радиосвязи, установленной в многопролетной сети радиосвязи, куда входят по меньшей мере рассматриваемый коллектор данных и несколько устройств сбора сейсмических данных; и

- передачу таких специфичных данных от рассматриваемого коллектора данных указанному накопительному устройству по линии связи.

Таким образом, этот конкретный вариант опирается на полностью новый и изобретательский подход, сочетающий:

- многопролетную сеть радиосвязи (устройства сбора сейсмических данных являются узлами этой сети связи), используемую для передачи данных (специфичных для этих устройств сбора сейсмических данных) коллектору данных; и

- линию связи между коллектором данных и накопительным устройством, используемую для передачи накопительному устройству данных, собранных коллектором данных (благодаря многопролетной сети радиосвязи).

Таким образом, оператор в поле, использующий накопительное устройство (например, аппаратуру сбора данных), может вызывать и обрабатывать данные, поступающие от устройств сбора сейсмических данных, без какой-либо связи с лабораторией (управляющей центральной станцией). Оператор в поле обладает большей автономией для. управления устройствами сбора сейсмических данных на своей территории в поле.

Более того, использование многопролетной сети радиосвязи дает ряд преимуществ, и в частности:

- накопительное устройство может управлять устройствами сбора сейсмических данных, даже если они расположены в неблагоприятной среде связи. Действительно, каждое устройство сбора сейсмических данных может быть соединено с многопролетной сетью радиосвязи даже в неблагоприятной среде;

- не требуется конфигурировать устройства сбора сейсмических данных, чтобы они могли осуществлять связь с коллектором данных. Действительно, многопролетная сеть радиосвязи способна к самоконфигурированию, самоорганизации и самовосстановлению (нет необходимости конфигурировать устройство сбора сейсмических данных, чтобы оно могло войти в многопролетную сеть радиосвязи);

- создание наилучшей сети связи применительно к радио тракту, адаптированной к среде связи.

Согласно одному из конкретных признаков указанное по меньшей мере одно устройство, назначенное в качестве коллектора данных, является одним из устройств сбора сейсмических данных из указанных нескольких таких устройств.

Таким образом, все устройства сбора сейсмических данных могут играть роль коллектора данных. Все узлы многопролетной сети радиосвязи (т.е. все устройства сбора сейсмических данных) являются идентичными, так что нет необходимости в специальном оборудовании.

Согласно одному из конкретных признаков указанные специфичные данные являются несейсмическими данными.

Таким образом, здесь имеет место выигрыш в степени автономности операторов в поле, которые могут ремонтировать или заменять устройства сбора сейсмических данных в полевых условиях, благодаря тому, что сбор несейсмических данных происходит в поле, посредством накопительного устройства.

Более того, это накопительное устройство (например, аппаратура сбора данных) может представлять собой оборудование, которое не собирает и не обрабатывает сейсмические данные. Это позволяет сосуществовать двум разным сетям передачи данных - одной сети для сейсмических данных и другой сети для несейсмических данных.

Тот факт, что многопролетная сеть радиосвязи используется только для несейсмических данных (например, QC-данных) позволяет увеличить (от дюжин до сотен) число устройств сбора сейсмических данных, управляемых накопительным устройством, по сравнению с известными решениями аппаратуры сбора данных, служащей центральной точкой многоточечной сети радиосвязи (указанный выше случай a-ii). Действительно, в отличие от сейсмических данных, несейсмические данные имеют небольшой размер, не требуют ни немедленной передачи, ни точного датирования и не нуждаются в защите.

В альтернативном варианте специфичные данные представляют собой как несейсмические данные, так и сейсмические данные, что требует, чтобы и многопролетная сеть радиосвязи, и линия связи между коллектором данных и накопительным устройством имели достаточно широкую полосу.

Согласно одному из конкретных признаков несейсмические данные являются данными контроля качества (Quality Control).

Этот список не является исчерпывающим.

Согласно одному из конкретных признаков, линия связи между рассматриваемым коллектором данных и указанным накопительным устройством относится к группе содержащей как проводные, так и беспроводные линии связи.

Таким образом, можно использовать линию связи любого типа.

Согласно одному из конкретных признаков, рассматриваемый коллектор данных представляет собой беспроводное устройство сбора сейсмических данных, а линия связи между рассматриваемым коллектором данных и накопительным устройством, представляет собой линию радиосвязи, входящую в состав многоточечной сети радиосвязи, развернутой между накопительным устройством, служащим в качестве центральной точки, и по меньшей мере рассматриваемым коллектором данных, расположенным в зоне охвата накопительного устройства.

В этом конкретном варианте многопролетная сеть радиосвязи (между беспроводным устройством сбора сейсмических данных и коллектором данных) оригинальным способом сочетается с многоточечной сетью радиосвязи (между коллектором данных и накопительным устройством).

Согласно одному из конкретных признаков, когда имеются по меньшей мере два устройства, каждое из которых назначено коллектором данных, способ содержит этап выбора одного из этих коллекторов данных каждым из устройств сбора сейсмических данных, которые- не назначены коллекторами данных, этот выбор осуществляется в соответствии по меньшей мере с одним критерием выбора из следующей группы:

- критерии выбора на основе приоритетов коллекторов данных, где каждому коллектору данных назначен свой уровень приоритета; и

- критерии выбора на основе качестве трактов радиосвязи к каждому коллектору данных.

Таким образом, каждое устройство сбора сейсмических данных передает свои указанные выше специфичные данные только одному коллектору данных. Этап выбора может быть выполнен несколько раз, что позволяет любому конкретному устройству сбора сейсмических данных менять выбранный коллектор данных. Например, из-за затухания в тракте передачи сигнала между конкретным устройством сбора сейсмических данных и выбранным на текущий момент коллектором данных, может быть выбран другой коллектор данных (если таковой вообще имеется), а указанное устройство сбора сейсмических данных переключается на вновь выбранный коллектор данных.

Другой конкретный вариант настоящего изобретения предлагает систему сбора сейсмических данных, содержащую:

- накопительное устройство, отличное от центральной станции, для сбора данных, поступающих от нескольких устройств сбора сейсмических данных;

- по меньшей мере один коллектор данных, соединенный с накопительным устройством посредством линии связи; и

- многопролетную сеть радиосвязи, содержащую по меньшей мере один коллектор данных и несколько устройств сбора сейсмических данных.

По меньшей мере одно из устройств сбора сейсмических данных, не назначенное коллектором данных, конфигурировано для передачи специфичных данных указанному по меньшей мере одному коллектору данных по тракту радиосвязи, установленному в многопролетной сети радиосвязи. Этот по меньшей мере один коллектор данных конфигурирован для передачи специфичных данных накопительному устройству по указанной линии связи.

5. Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества вариантов настоящего изобретения станут понятны из последующего описания, сделанного посредством характерных и неисчерпывающих примеров, и из прилагаемых чертежей, на которых:

- Фиг. 1, уже описанный со ссылками на известные системы, представляет собой пример известного беспроводного варианта с использованием многоточечных сетей радиосвязи (одна сеть с центральной станцией, служащей центральной точкой, и другая с аппаратурой сбора данных, служащей центральной точкой);

- Фиг. 2, уже описанный со ссылками на известные системы, представляет собой пример известного беспроводного варианта с использованием многопролетной сети радиосвязи;

- Фиг. 3 представляет частичный вид системы сбора сейсмических данных, в которой реализован способ сбора данных согласно первому конкретному варианту настоящего изобретения;

- Фиг. 4 представляет частичный вид системы сбора сейсмических данных, в которой реализован способ сбора данных согласно второму конкретному варианту настоящего изобретения;

- Фиг. 5а - 5d иллюстрируют последовательные этапы способа сбора данных согласно указанным выше первому или второму конкретным вариантам настоящего изобретения.

6. Подробное описание изобретения

На всех чертежах настоящего документа идентичным элементам и этапам присвоены одинаковые числовые позиционные обозначения.

Фиг. 3 представляет частичный вид системы сбора сейсмических данных, в которой реализован способ сбора данных согласно первому конкретному варианту настоящего изобретения.

Система сбора сейсмических данных содержит в частности:

- центральную станцию, обозначенную CU;

- одну (или по меньшей мере одну) аппаратуру сбора данных, служащую накопительным устройством и обозначенную CD; и

- устройства сбора сейсмических данных, обозначенные поз. 2.

В этом первом варианте мы предполагаем, что устройства 2 сбора сейсмических данных являются беспроводными устройствами, а специфичные данные, собираемые аппаратурой CD сбора данных, представляют собой несейсмические данные, и более конкретно - данные QC (обозначены QC).

Настоящее изобретение не ограничивается этими примерами, так что в альтернативных вариантах, например, устройства сбора сейсмических данных могут быть проводными устройствами и/или собираемые специфичные данные могут представлять собой сейсмические данные или сочетание несейсмических данных (например, QC-данных и/или каких-либо других несейсмических данных) и сейсмических данных.

Согласно предлагаемому способу построена многопролетная сеть радиосвязи, имеющая в качестве узлов несколько устройств 2 сбора сейсмических данных. Эта многопролетная сеть радиосвязи содержит также по меньшей мере один специальный узел, назначенный в качестве коллектора данных, обозначенного S. Центральная станция CU и аппаратура CD сбора данных не являются частями многопролетной сети радиосвязи.

В первом варианте, показанном на Фиг. 3, каждый коллектор S данных может осуществлять связь с аппаратурой CD сбора данных по проводной линии 31 связи (например, линии связи Этернет).

В первом варианте, показанном на Фиг. 3, присутствуют два коллектора S данных, и каждый из них является одним из устройств 2 сбора сейсмических данных. Настоящее изобретение этим примером не ограничивается, так что в одном или нескольких альтернативных вариантах может быть использован один коллектор данных или больше двух коллекторов данных и/или коллектор данных может представлять собой устройство (узел многопролетной сети радиосвязи), которое не является одним из устройств сбора сейсмических данных.

Система работает следующим образом: каждое устройство 2 сбора сейсмических данных, не назначенное в качестве коллектора данных, передает свои QC-данные одному из коллекторов S данных по радио тракту, установленному в многопролетной сети радиосвязи; затем этот коллектор S данных передает полученные им QC-данные аппаратуре сбора данных (CD) по линии 31 связи.

В примере, показанном на Фиг. 3, QC-данные устройства сбора сейсмических данных, обозначенного N1, передают обозначенному N3 устройству сбора сейсмических данных, назначенному в качестве коллектора S данных, по радио тракту, содержащему последовательность устройств сбора сейсмических данных, обозначенных N1, N2 и N3. От устройства сбора сейсмических данных, обозначенного N4, QC-данные передают устройству сбора сейсмических данных, обозначенному N7 и назначенному в качестве коллектора S данных, по радио тракту, содержащему последовательность устройств сбора сейсмических данных, обозначенных N4, N5, N6 и N7. От устройства сбора сейсмических данных, обозначенного N8, QC-данные передают устройству сбора сейсмических данных, обозначенному N7 и назначенному в качестве коллектора S данных, по радио тракту, содержащему последовательность устройств сбора сейсмических данных, обозначенных N8, N5, N6 и N7.

Предлагаемый способ может быть реализован с использованием нескольких единиц аппаратуры сбора данных (CD), работающих одновременно, так что каждая единица аппаратуры соединена с одним или несколькими коллекторами S данных.

В первом варианте, описанном выше и показанном на Фиг. 3, предлагаемое решение содержит одну или несколько первых сетей связи специально для QC-данных, так что каждая из первых сетей имеет аппаратуру CD сбора данных и несколько устройств 2 сбора сейсмических данных (одно из которых назначено в качестве коллектора данных для осуществления связи с аппаратурой CD сбора данных по проводной линии 31). Эта или эти первые сети сосуществуют со второй сетью связи, позволяющей центральной станции CU или аппаратуре DH сбора данных согласно известным системам собирать сейсмические данные DATA (и, возможно, также несейсмические QC-данные). Эта вторая сеть связи может быть любого известного типа.

Например, вторая сеть связи может представлять собой многоточечную сеть радиосвязи (WiFi, например), как показано на Фиг. 2, и в этом случае, в дополнение к компонентам, позволяющим работать в качестве узлов в многопролетной сети радиосвязи, каждое устройство 2 сбора сейсмических данных (или некоторые из таких устройств) содержит компоненты, позволяющие передавать данные (например, сейсмические данные (DATA) и QC-данные) в многоточечной сети радиосвязи (WiFi, например) как в известном способе, показанном на Фиг. 1:

- в адрес центральной станции CU, служащей центральной точкой в первой многоточечной сети радиосвязи, если это беспроводное устройство 2 сбора сейсмических данных расположено в зоне охвата центральной станции;

- в адрес аппаратуры DH сбора данных как в известных системах, служащей центральной точкой второй многоточечной сети радиосвязи, если рассматриваемое беспроводное устройство 2 сбора сейсмических данных расположено в зоне охвата аппаратуры сбора данных.

Фиг. 4 представляет частичный вид системы сбора сейсмических данных, в которой реализован способ сбора данных согласно второму конкретному варианту настоящего изобретения.

Второй вариант отличается от первого варианта тем, что линия связи между каждым коллектором S данных и аппаратурой CD сбора данных представляет собой беспроводную линию 41 (например, радио линию (WiFi), оптическую линию и т.п.).

В одной из конкретных реализаций второго варианта беспроводная линия 41 связи входит в состав многоточечной сети радиосвязи, развернутой между аппаратурой CD сбора данных, служащей центральной точкой, и одним или несколькими коллекторами S данных, расположенными в зоне 42 охвата аппаратуры CD сбора данных. Другими словами, в дополнение к компонентам, позволяющим каждому коллектору S данных работать в качестве узла многопролетной сети радиосвязи, каждый коллектор S данных содержит компоненты, позволяющие ему передавать данные аппаратуре CD сбора данных, служащей центральной точкой в многоточечной сети радиосвязи (WiFi, например).

Во втором варианте, описанном выше и показанном на Фиг. 4, предлагаемое решение содержит одну или несколько первых сетей связи специально для QC-данных, так что каждая из первых сетей имеет аппаратуру CD сбора данных и несколько устройств 2 сбора сейсмических данных (одно из которых назначено в качестве коллектора данных для осуществления связи с аппаратурой CD сбора данных по беспроводной линии 41). Эта или эти первые сети сосуществуют со второй сетью связи, позволяющей центральной станции CU или аппаратуре DH сбора данных согласно известным системам собирать сейсмические данные DATA (и, возможно, также несейсмические QC-данные). Эта вторая сеть связи может быть любого известного типа.

Например, вторая сеть связи может представлять собой многоточечную сеть радиосвязи (WiFi, например), как показано на Фиг. 1, ив этом случае, компоненты, позволяющие каждому коллектору S данных передавать данные аппаратуре CD сбора данных, могут быть также использованы, чтобы этот коллектор S данных (представляющий собой беспроводное устройство 2 сбора сейсмических данных) мог передавать данные (например, сейсмические данные (DATA) и QC-данные):

- в адрес центральной станции CU, служащей центральной точкой в первой многоточечной сети радиосвязи, если этот коллектор S данных расположен в зоне охвата центральной станции;

- в адрес аппаратуры DH сбора данных, как в известных системах, служащей центральной точкой второй многоточечной сети радиосвязи, если этот коллектор S данных расположен в зоне охвата аппаратуры сбора данных.

В конкретном случае, показанном на Фиг. 4, аппаратура сбора данных представляет собой сочетание:

- аппаратуры CD сбора данных согласно предлагаемому решению, используемой для сбора несейсмических QC-данных от некоторых беспроводных устройств сбора сейсмических данных. Каждый из коллекторов данных в зоне охвата аппаратуры CD сбора данных (в этом примере N3 и N7) собирает QC-данные в своей, отдельной от других многопролетной сети связи и передает эти данные аппаратуре CD сбора данных, например, с использованием WiFi; и

- аппаратуры DH сбора данных, как в известных системах, используемой для сбора сейсмических данных DATA (и, возможно, также несейсмических QC-данных) от беспроводного устройства сбора сейсмических данных, расположенного в зоне охвата аппаратуры (N3, N7 и N9 в этом примере).

В более общем смысле, для линии связи между накопительным устройством и коллектором данных может быть использована проводная линия связи (Этернет, оптоволокно, …) или беспроводная линия связи (WiFi, Bluetooth, 3G, …) любого типа.

Фиг. 5а - 5d иллюстрируют последовательные этапы способа сбора данных согласно описанным выше первому и второму конкретным вариантам настоящего изобретения (т.е. способа, реализованного в системе сбора сейсмических данных, показанной на Фиг. 3 или 4).

В качестве иллюстративного и упрощенного примера рассмотрим многопролетную сеть радиосвязи, содержащую пять устройств сбора сейсмических данных, также именуемых в последующем описании узлами и обозначенный от «Узел 1» до «Узел 5».

Способ самоконфигурирования и самоорганизации многопролетной сети радиосвязи содержит несколько этапов, детализированных ниже.

На первом этапе, показанном на Фиг. 5а, узлы ожидают синхронизации с внешним источником 50 синхросигнала (этот источник может представлять собой приемник GPS). Сразу же после того, как узел синхронизировался, он начинает периодически передавать сообщение «Приветствия» ("Hello message"), чтобы найти маршрут к коллектору данных и обнаружить своих соседей.

На втором этапе, показанном на Фиг. 5b, один из узлов назначают в качестве узла коллектора данных (Узел 5 в этом примере). Например, узел объявляет себя в качестве узла коллектора данных на основе заданного критерия (например, ближайший узел к аппаратуре CD сбора данных, которая будет собирать несейсмические QC-данные, или узел, имеющий наилучший уровень радиосигнала). В альтернативном варианте узел становится коллектором данных автоматически, если он соединен по радио или кабелем с аппаратурой CD сбора данных. При этом установлена линия 31 связи (см. Фиг. 3) или 41 (см. Фиг. 4) между этим узлом коллектора данных и аппаратурой CD сбора данных. Эта линия связи может быть проводной линией (например, линией Этернет) или беспроводной линией (например, радиолиния или какая-либо другая линия связи).

Как только узел будет назначен узлом коллектора данных, он начинает периодически передавать сообщение "SINK message" об этом. Каждый другой узел при приеме этого сообщения "SINK message", непосредственно от узла коллектора данных или после ретрансляции соседними узлами, может узнать, как далеко (через сколько пролетов) он расположен от узла коллектора данных.

На третьем этапе, показанном на Фиг. 5с, узлы, не назначенные узлами коллекторов данных, (т.е. от Узла 1 по Узел 4 в рассматриваемом примере) начинают поиск наилучшего маршрута к узлу коллектора данных с использованием принятых сообщений "Hello messages" и "SINK message". Для этого каждый узел, расположенный не в зоне охвата узла коллектора данных: определяет своих радио соседей, выбирает наилучших радио соседей (например, соседей, имеющих наилучший уровень радиосигнала) и ищет наилучший путь (например, кратчайший путь) до узла коллектора данных через одного из выбранных наилучших радио соседей. Например, рассмотрим передачу данных от узла А к коллектору данных, когда рядом с узлом А находятся два соседних узла В и С. Узел А знает статус каждого из узлов В и С (каждый из узлов В и С знает число пролетов до коллектора данных, кратчайший путь, запас энергии в аккумуляторах узлов на этом пути и т.п.). Узел А использует одно или несколько полей, определяющих статус узлов В и С, в качестве критериев для выбора наилучшего маршрута к узлу коллектора данных. В одном из конкретных вариантов узел А может также использовать в качестве дополнительных критериев качество радио тракта между этим узлом А и каждым из соседних узлов В и С.

В примере, показанном на Фиг. 5с, два узла (Узел 3 и Узел 4), обозначенные серым цветом, нашли свои маршруты к узлу коллектора данных и начали строительство сети связи.

На четвертом этапе (маршрутизация), показанном на Фиг. 5d, установлен наилучший радио тракт от каждого узла к узлу коллектора данных. Каждый узел знает только маршруты до своих ближайших соседей.

Затем начинают периодические передачи несейсмических данных, которые распространяются по указанным выше радио трактам от одних соседей к другим соседям, пока не достигнут узла коллектора данных. Затем аппаратура CD сбора данных собирает и накапливает эти данные по линиям 31/41 связи.

В области полевых исследований (в поле) могут быть использованы несколько единиц аппаратуры CD сбора данных, каждая из которых связана с одним или несколькими узлами коллекторов данных. Таким образом, в конкретных вариантах в поле могут быть доступны большое число узлов коллекторов данных.

Узлы (отличные от узлов коллекторов данных) не могут передавать свои несейсмические данные нескольким узлам коллекторов данных. Любой узел может выбрать для себя какой-либо узел коллектора данных в соответствии с одним или несколькими параметрами, например:

- приоритет узла коллектора данных: каждому узлу коллектора данных может быть присвоен свой, отличный от других уровень приоритета, так что несейсмические данные передают узлу коллектора данных, имеющему наивысший приоритет;

- качество маршрута до узла коллектора данных: несейсмические данные передают узлу коллектора данных, качество маршрута до которого является наивысшим. Оценка качества маршрута может быть основана на одном или нескольких из следующих параметров: число пролетов до рассматриваемого узла коллектора данных, потери в высокочастотном тракте на этих пролетах, запас энергии в аккумуляторах ретранслирующих узлов, …;

- и т.п.

Для конкретного узла выбранный коллектор данных может меняться с течением времени. Например, из-за потери качества сигнала на пути между рассматриваемым узлом и выбранным им в текущий момент коллектором данных рассматриваемый узел выбирает другого коллектора данных (если таковой имеется).

Один из примеров вариантов настоящего изобретения предлагает способ сбора, в накопительном устройстве (например, в аппаратуре сбора данных), отличном от центральной станции, данных, поступающих от нескольких устройств сбора сейсмических данных.

Один из примеров вариантов настоящего изобретения предлагает способ, позволяющий оператору в поле вызывать и обрабатывать данных, приходящие от устройств сбора сейсмических данных, без какой-либо связи с лабораторией (управляющей центральной станцией).

Один из примеров вариантов настоящего изобретения предлагает способ, позволяющий накопительному устройству управлять увеличенным числом устройств сбора сейсмических данных по сравнению с известными решениями аппаратуры сбора данных, служащей центральной точкой в многоточечной сети радиосвязи (приведенный выше случай a-ii):

Один из примеров вариантов настоящего изобретения предлагает способ, позволяющий накопительному устройству управлять устройствами сбора сейсмических данных, даже если эти устройства расположены в неблагоприятной среде связи.

Один из примеров вариантов настоящего изобретения предлагает способ, позволяющий сосуществовать двум сетям передачи данных (одной сети для сейсмических данных и другой сети для несейсмических данных).

Разнообразные системы, модули, устройства и т.п. могут быть реализованы в любой форме компьютера или нескольких компьютеров, а их компоненты могут быть реализованы в виде специализированных приложений или архитектур клиент-сервер, включая архитектуры на основе всемирной паутины, и могут содержать функциональные программы, коды и сегменты кодов. Любой из указанных компьютеров может содержать один или несколько процессоров, память для сохранения данных программ и выполнения этих программ, постоянное запоминающее устройство, такое как дисковод, порт связи для осуществления связи с внешними устройствами и устройства интерфейса пользователя, включая дисплей, клавиатуру, мышь и т.п. При использовании программных модулей эти модули могут храниться в виде программных команд или компьютерных кодов, выполняемых процессором, на энергонезависимом компьютерном носителе записи, таком как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ (ROM)), запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ (RAM)), CD-ROM, магнитные ленты, дискеты и оптические запоминающие устройства. Компьютерные носители записи могут быть распределены по компьютерным системам, связанным между собой сетью, так что компьютерные коды могут храниться и выполняться распределенным образом. Компьютер считывает программы и данные с носителя, сохраняет их в памяти, а процессор выполняет программы. Например, одна или несколько частей системы могут быть реализованы в виде компьютерного процессора и связанного с ним запоминающего устройства. В других примерах вариантов функции изобретения реализованы посредством только аппаратуры, такой как логические вентили в интегральной схеме.

Хотя настоящее изобретение было рассмотрено со ссылками на один или несколько примеров, специалисты в этой области должны понимать, что в форму и детали изобретения могут быть внесены изменения, не отклоняющиеся от объема описания и/или прилагаемой Формулы изобретения.

Изобретение относится к системам сбора сейсмических данных. Технический результат – обеспечение возможности полевому оператору вызывать и обрабатывать данные от устройств сейсмических данных без какой-либо связи с лабораторией (управляющей центральной станцией). Для этого в способе сбора, в накопительном устройстве, отличном от центральной станции, данных, приходящих от нескольких устройств сбора сейсмических данных, предусмотрен этап назначения по меньшей мере одного устройства в качестве коллектора данных. Для рассматриваемого конкретного коллектора данных способ содержит также следующие этапы применительно к данным, специфичным по меньшей мере для одного устройства сбора сейсмических данных, не назначенного в качестве коллектора данных: передачу специфичных данных по меньшей мере от одного устройства сбора сейсмических данных рассматриваемому коллектору данных по радиотракту, установленному в многопролетной сети радиосвязи, построенной с использованием по меньшей мере рассматриваемого коллектора данных и нескольких устройств сбора сейсмических данных; и передачу указанных специфичных данных от рассматриваемого коллектора данных накопительному устройству по линии связи. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ сбора в накопительном устройстве, отличном от центральной станции, данных, приходящих от нескольких устройств сбора сейсмических данных, при этом способ содержит:

назначение по меньшей мере одного устройства в качестве коллектора данных, и

отличается тем, что для рассматриваемого конкретного коллектора данных этот способ содержит следующие этапы применительно к данным, специфичным по меньшей мере для одного устройства сбора сейсмических данных, не назначенного в качестве коллектора данных:

- передачу специфичных данных по меньшей мере от одного устройства сбора сейсмических данных рассматриваемому конкретному коллектору данных по радиотракту, установленному в многопролетной сети радиосвязи, построенной с использованием по меньшей мере рассматриваемого коллектора данных и нескольких устройств сбора сейсмических данных; и

- передачу указанных специфичных данных от рассматриваемого коллектора данных накопительному устройству по линии связи.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно устройство, назначенное в качестве коллектора данных, представляет собой одно из указанных нескольких устройств сбора сейсмических данных.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные специфичные данные представляют собой несейсмические данные.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что указанные несейсмические данные представляют собой данные контроля качества.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанная линия связи между рассматриваемым коллектором данных и накопительным устройством принадлежит к группе, содержащей проводные линии связи и беспроводные линии связи.

6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что рассматриваемый коллектор данных представляет собой беспроводное устройство сбора сейсмических данных, и отличающийся тем, что линия связи между рассматриваемым коллектором данных и накопительным устройством представляет собой беспроводную линию связи в составе многоточечной сети радиосвязи, развернутой между накопительным устройством, служащим центральной точкой, и по меньшей мере рассматриваемым коллектором данных, расположенным в зоне охвата накопительного устройства.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что когда имеются по меньшей мере два устройства, каждое из которых назначено в качестве коллектора данных, этот способ содержит:

выбор одного из этих по меньшей мере двух коллекторов данных каждым из устройств сбора сейсмических данных, не назначенным в качестве коллектора данных, этот выбор осуществляется в соответствии по меньшей мере с одним из критериев выбора, принадлежащих к следующей группе:

- критерии выбора на основе приоритетов коллекторов данных, так что каждому коллектору данных присвоен свой, отличный от других уровень приоритета; и

- критерии выбора на основе качества радиотрактов до каждого коллектора данных.

8. Система сбора сейсмических данных, содержащая:

- накопительное устройство, отличное от центральной станции и конфигурированное для сбора данных, приходящих от нескольких устройств сбора сейсмических данных;

- по меньшей мере один коллектор данных, соединенный с накопительным устройством линией связи; и

- многопролетную сеть радиосвязи, построенную с использованием по меньшей мере одного коллектора данных и указанных нескольких устройств сбора сейсмических данных;

отличающаяся тем, что по меньшей мере одно из устройств сбора сейсмических данных, не назначенных в качестве коллектора данных, конфигурировано для передачи специфичных данных указанному по меньшей мере одному коллектору данных по радиотракту, установленному в многопролетной сети радиосвязи,

и отличающаяся тем, что по меньшей мере один коллектор данных конфигурирован для передачи указанных специфичных данных накопительному устройству по указанной линии связи.

9. Система сбора сейсмических данных по п. 8, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один коллектор данных представляет собой одно из указанных нескольких устройств сбора сейсмических данных.

10. Система сбора сейсмических данных по п. 8, отличающаяся тем, что указанные специфичные данные представляют собой несейсмические данные.

11. Система сбора сейсмических данных по п. 10, отличающаяся тем, что указанные несейсмические данные представляют собой данные контроля качества.