具体实施方式
在一些方面中,本发明涉及装置和方法,该装置和方法用于控制与在地震数据采集期间使用的资源相关的活动并管理所述资源。本发明易于实现为不同形式的实施例。这些实施例在附图中显示,并且此处将详细地说明本发明的具体实施例,要理解的是本公开内容被认为是本发明的原理的举例,并不旨在将本发明限制为其中示出和说明的内容。本发明的方法和装置可以由利用现场和/或中央控制的任意类型的地震数据采集系统所利用。在上下文中,两个示例性系统的仪器和组件如下讨论。
图1描述了典型的基于电缆的地震数据采集系统100。典型系统100包括分隔开的地震传感器单元102的阵列(串)。每串传感器通常经由电缆耦合到数据采集装置(现场箱体)103,并且数个数据采集装置和相关联的传感器串经由电缆110耦合以形成队列(line)108,该队列108接着经由电缆110耦合到队列支线或(交叉线单元)104。数个交叉线单元和相关联的队列通常耦合在一起并且接着耦合到容纳主记录器(未示出)的中央控制器106。现今使用的一个传感器单元102是用于测定在地表中行进的声波速度的速度检波器。可以使用的其他传感器单元102是用于测定与声波相关联的加速度的加速度传感器(加速计)。每个传感器单元可以包括单个传感器元件或用于多组件地震传感器单元的多于一个的传感器元件。
传感器102通常以至少数十米的量级进行分隔,例如13.8英尺-220.0英尺。每个交叉线单元104均可以执行一些信号处理并且接着存储被处理的信号作为之后可检索的地震信息。交叉线单元104中的每一个与在中央控制器106和全部交叉线单元104之间用作接口的多个单元104a中的一个单元并联或串联耦合。
参考图2,示意性地显示了无线地震数据采集系统。该系统200包括中央控制器202,该中央控制器202与形成用于地震数据采集的阵列(排列,spread)210的多个无线传感器站208中的每一个无线传感器站直接通信。每个传感器站208包括用于感测地震能量的一个或多个传感器212。此处使用的直接通信是指如图2中由虚线箭头所表示的独立的数据流。该数据流可以是双向的以允许以下操作中的一个或多个:将来自中央控制器202的命令和控制指令传输到每个无线传感器站208;在中央控制器202和每个无线传感器站208之间交换性质(quality)控制数据;以及将状态信号、操作情况和/或被选择的预处理地震信息从每个无线传感器站208传输到中央控制器202。通信可以具有传输的无线电信号的形式并且经由适合的天线204在中央控制器202接收。术语“地震装置”包括在地震排列(spread)中使用的任意装置,包括但不限于传感器、传感器站、接收机、发射机、电源、控制单元等。此处使用的术语“无线”或“无缆”意图是说明一种构造,其中在传感器站208和中央控制器202之间的通信或数据传送不使用电线导体。当然可以由电缆和电线来连接传感器站208和例如感测装置或外部电池等本地组件。因此,一般地,无线或无缆地震装置是一种不利用电线或电缆而与中央控制单元通信的装置。每个传感器站208具有单个传感器和在一个站和一个传感器之间连接的电缆。
控制器202、中央站计算机(CSC)490和中央服务器492对系统200的组成组件施加控制并且在系统200的操作期间引导人类和机器活动。如以下更详细讨论的,CSC 490自动操作源206i的射击(shoot)并且传输数据,该数据使得传感器站208能够在这种活动期间自己选择适当的操作状态。服务器492可以被编程为在地震运动的跨度上管理数据和活动,所述数据和活动可以包括每日射击顺序、更新获得的炮弹、跟踪射击资源、存储地震数据、预处理地震数据和广播校正。当然,单个控制器可以被编程以操控上述全部功能或全部功能中的绝大多数功能。例如,CSC 490可以定位在控制器202中或与控制器202集成。此外,在一些应用中,有益的是将控制器202和CSC490定位在现场中(虽然在不同的位置中),并且将服务器492定位在远程位置。
控制器202、中央站计算机(CSC)490和中央服务器492对系统200的组成组件施加控制并且在系统200的操作期间引导人类和机器活动。服务器492可以被编程以在地震运动的跨度上管理数据和活动,所述活动可以包括每日射击顺序、更新获得的炮弹、跟踪射击资源、存储地震数据、预处理地震数据和广播校正。当然,单个控制器可以被编程以操控上述全部功能或全部功能中的绝大多数功能。例如,CSC 490可以定位在控制器202中或与控制器202集成。此外,在一些应用中,有益的是将控制器202和CSC 490定位在现场中(虽然在不同的位置中),并且将服务器492定位在远程位置。
通常,地震数据采集在可以跨越数天或数周的独立的进程或阶段中执行。在一些运动中,所述进程涉及多个测量的连续进行,每个测量均在不同的感兴趣的区域上执行。由于被研究的相对较大的表面积和有限数量的可用传感器站208,这种分进程的手段可能是必要的。因此,例如,在地震数据由一组传感器站208从第一个感兴趣的区域中采集后,该组传感器站208被再次布置到第二个感兴趣的区域,依此类推。在再次布置之前,存在于传感器站208中的地震数据可以被下载并且任意机载电力提供再充电。另外,传感器站208可以要求校准、再次刷新、诊断或其他现场维护。此外,人员可以要求各种类型的数据以便有效地利用传感器站208和其他地震装置(“资源”)。这些数据可以包括:唯一地标识一个或多个地震装置的数据、与一个或多个地震装置的位置相关的数据、与一个或多个地震装置的操作特性相关的数据以及与一个或多个地震装置的操作历史相关的数据。这些信息可以用于标识哪些资源可用于布置,哪些资源应给予维护或需要硬件/软件升级,哪些资源可能具有与性能相关的问题等。
为了有效地管理地震数据采集系统的资源,可移动控制模块500可以被运输和定位为接近感兴趣的地理区域。在传感器站208的再次布置过程中,这些传感器站208可以被运输到控制模块500并且可操作地连接到控制模块500。控制模块500访问并检索传感器站208中的地震数据。与地震数据的检索相结合,多个其他任务可以在控制模块500处执行。例如,控制模块500中的电源可以对与传感器站208相关联的内部电池充电。控制模块500还可以在不对内部电池充电的情况下检索数据,例如当传感器站208并不旨在用于立即布置时。在一些实施例中,可移除的电池,无论是内部的或外部的,均可以替换为完全充电的电池,从而当正在从传感器站208下载数据时不执行再充电。另外,还可以在控制模块500处执行例如与诊断、软件升级、编制清单(inventory)或流程(逻辑,logistics)相关的活动的任务以及配置传感器站208。
为了更好地体会控制模块500的功能和优点,以下将讨论示例性的传感器站208的组件。此后,将更详细地讨论控制模块500的特征和方面。
图3A是系统200的更详细的示意图。中央控制器202包括具有处理器302和存储器303的计算机300。操作者可以使用键盘306和鼠标或其他输入端308和例如监视器310的输出装置与系统200接合。在排列210中远程定位的系统组件和中央控制器202之间的通信使用连同天线314一起置于中央控制器202中的中央发射机-接收机(收发机)单元312来完成。
中央控制器202与每个无线传感器站208通信。所显示的每个无线传感器站208包括无线站单元316、与中央控制器202使用的天线314谐调的天线318以及传感器单元320,该传感器单元320与相应的无线电传感器站协同定位地响应在地表中行进的声音能量。此处使用的协同定位意味着将一个组件定位在与另一个组件相距几英尺的公共位置处。因此,每个传感器单元320可以通过相对短的电缆322,例如长度约为1米的电缆耦合到相应的无线站单元或者通过将传感器单元320与无线站单元316集成在如图3B所示的公共外壳324中而耦合。在特定情况下,期望的现场服务时间可能超过内部电池源(例如图4中的电池422)的电力容量。在特定情况下,外部电池323可以经由适合的电缆325连接到传感器站208。外部电池323增大传感器站208可利用的电力总量并且由此增加了传感器站208的现场服务寿命。
在传感器单元320中使用的一个传感器可以是如图3C中所示的多组件传感器326。所显示的多组件传感器包括三分量加速计传感器,该三分量加速计传感器结合了微电子机械系统(MEMS)技术和如可从德克萨斯州斯坦福(Stafford)的输入输出公司(Input/Output,Inc.)获得的Vectorseis传感器模块中建立的专用集成电路(ASIC)。然而,本发明并不排除使用例如传统的检波器等速度传感器或使用例如传统的水听器等压力传感器的选择。能够感测地震能量的任意传感器单元将提供本发明的一个或多个优点。此外,本发明可用于使用所显示的单个传感器单元320,或者所述传感器单元320可以包括连接成串的多个传感器。
图4是根据本发明的无线站单元400的示意图,该无线站单元400操作为数据记录器,该数据记录器结合了电路以与模拟输出传感器单元(未示出)接合。无线站单元400是包括传感器接口402的采集装置,该传感器接口402用以接收来自传感器单元的输出信号。所显示的传感器接口402包括保护电路、开关网络、前置放大器、测试振荡器和用于预处理接收到的信号的ADC(模数转换器)和数字滤波电路。传感器接口402由现场可编程门阵列(FPGA)和/或ASIC控制器电路404部分地控制。机载本地处理器406处理信号以产生表示在传感器单元处感测的地震能量的可存储信息。信息可以是用于存储在存储装置408中的数字形式,此处还被称为存储单元。所述信息能够以数字形式存储在存储装置408中,该存储装置408在此处还被称作存储单元。该存储单元可以在所显示的408和/或专用的408a处可移除地耦合410以提供对所存储的信息的访问和/或将所存储的信息传输到外部存储单元411。耦合410可以是如图所示的电缆耦合或者该耦合可以是感应耦合或光学耦合。这种耦合为本领域公知并且因此不再详细说明。存储器408、408a可以是具有足够容量以存储用于之后的传送或传输的信息的非易失性存储器。所述存储器可以具有的形式为存储卡、可移除的微型硬盘驱动、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等。
与中央控制器202的接合以例如机载发射机-接收机电路412的通信装置和天线414完成,所述天线414选择用于期望的发射/接收频率以提供与远程定位的中央控制器202的直接通信。所显示的发射机/接收机电路412是直接转换的接收机/合成器/发射机电路并且可以替换地实现为软件定义的无线电收发机。可替换地,发射机/接收机电路412可以是提供收发机功能的任意适合的电路,例如利用超外差技术的收发机。与特定的无线传感器站相关联的位置参数(例如纬度、经度、方位角、倾度等)帮助关联在测量期间采集的数据。这些参数在测量之前使用所选择的传感器位置和标称的传感器方向而确定并且所述参数可以根据本发明而调节。位置参数存储在中央控制器或站单元400中的存储器303、408中。在一个实施例中,无线传感器站包括全球定位系统(GPS)接收机434和相关联的天线436。在本实施例中,GPS接收机被显示为耦合到处理器406和时钟电路338以提供位置参数,例如定位数据和位置数据,以用于关联地震信息和同步数据采集。
本地电力由电源电路420提供,该电源电路420包括机载可再充电电池422。电池422可以具有任意适合的化学物质并且可以是用于特定应用的适当尺寸的镍-金属氢化物(NMH)、锂离子或锂聚合物可再充电电池。所述电池提供输出端到电源424以调节和调整下游电路的电力并且电源输出端被耦合到电力控制电路426以将电力分配到各个本地组件。电力电路420进一步包括充电装置428和用于将充电装置428耦合到外部电源431的充电器接口430。充电指示器432提供电荷总量的指示和/或电力电路420剩余的充电时间的指示。这种指示器是相当常用的并且此处不需要进行进一步的说明。
如上所述,外部仪器与传感器站208相互作用以便部分地检索来自存储模块408的数据并且对可再充电电池323、422充电。在一个实施例中,单条电缆400包括在外部仪器和存储模块408以及传感器站208的其他组件之间传输数据的数据导体和将电力从外部源传送到电力电路420的电导体。可以由金属线或光纤形成的电缆440提供加固的连接装置以可操作地将传感器站208连接到一个或多个外部装置。传感器站208还可以包括一个或多个外部电池。
另一个可选择的部件是唤醒电路444,该唤醒电路444允许无线站单元贯穿不同操作模式地控制来自电池的电力消耗。唤醒电路444可以由多个特定源触发,例如无线电接收机412、时钟438、运动传感器或环境条件传感器(未示出)。再有一个可选择的部件是无线站单元400,该无线站单元400包括运动传感器440,该运动传感器440检测站单元的不必要的移动或在其中可能使用了接近传感器的站单元的周围进行检测。这种不必要的移动可能由干预所述单元、土壤环境等的野生动植物引起。
如上所述,应该体会到在一些实施例中,传感器站208可以存储被采集的地震数据以用于之后的检索并且传感器站208利用消耗来自内部电池和外部电池的电能的多个电子组件。有益地,控制模块500可以定位在现场中并且接近地震数据采集活动以检索该地震数据并再充电传感器站208的电源。另外,控制模块500可以适于按需要执行与传感器站208和其他地震装置相关的任意数量的后采集功能。
现在参考图5,其以框图格式显示出控制模块500和传感器站208之间的功能关系。如图所示,控制模块500可以可操作地连接到多个传感器站208。虽然仅显示出几个传感器站208,但控制模块500可以配置为连接数百个传感器站208。控制模块和传感器站208之间的连接包括数据连接502和/或电力连接504中的一种或两者。所述连接可以经由具有电力和/或数据导体的一条或多条电缆。例如,传感器站208的电缆440(图4)可以用于所述连接。
与控制模块500相关联的一个或多个处理器506使用数据连接502检索来自传感器站208的数据并且将被检索的数据写入一个或多个数据库508。处理器506还可以使用数据连接502以将数据传输到传感器站208。例如,处理器506可以在传感器站208中的电子器件上执行诊断或以适当的指令对微处理器编程。电力连接504将电力从电源510传输到传感器站208的电池。电源510可以是例如本地生成器的本地源和/或远程源。有益地,数据连接502和电力连接504可以同时传输电力和数据,这可以减少再次布置传感器站208所需要的时间。在一个实施例中,数据库508可以配置为存储地震数据并且数据库509可以配置为存储与详细目录、流程、维护、位置、性能、操作等相关的数据。
现在参考图6A和图6B,其分别显示出了根据本发明制造的控制模块500的一个实施例的顶视图和侧视图。控制模块500可以配置为可移动平台,该可移动平台可以由例如卡车、轮船、火车、直升机(未示出)等交通工具运输到感兴趣的地理区域。在其他实施例中,交通工具可以改进为包括控制模块500的一个或多个部件。控制模块500包括例如室520等一个或多个存储区域,其中该传感器站208在由人员从现场检索后被存储到所述存储区域。额外的室,例如室522和524可以形成为分别容纳处理器506和相关的电子器件和装置,例如HVAC单元(未示出)。室520、522可以是气候可控的并且HVAC单元(未示出)的尺寸被设计为保持适于容纳在模块500中的灵敏电子仪器的温度可控的环境。控制模块500可以利用配电系统(未示出),该配电系统包括A/C电路和用于达到仪器电力要求的断路器以及用于连接到外部电力生成器的适当的电缆。
在一个构造中,室520包括一个或多个表面526,在该一个或多个表面526上可以定位传感器站208。在一个构造中,便携容器528可以用于操控和固定传感器站208。容器528可以使用例如吊钩或扣子等适合的装置耦合到表面526。容器528可以包括多个隔间,每个隔间可以形成为容纳传感器站208的独立的组件。如前所述,每个无线传感器站208均可以包括无线站单元316、与中央控制器202使用的天线314谐调的天线318以及响应声音能量的传感器单元320。另外,每个传感器单元320可以通过相对短的电缆322耦合到相应的无线站单元(图3和图4)。例如,一个容器528可以保持一组六个传感器站208和相关仪器。容器528的实施例将在以下更详细地讨论。在其他实施例中,传感器站208可以独立地安装到表面526上。因为传感器站的被显示的信号和室520中该传感器站的物理位置的相对空间一致性,具有列和行格式的传感器站208的这种构造可以被复现或再现在显示器512上或经由不同的显示装置复现或再现,这可以便利给定传感器站的标识。如同样将进一步详细讨论的,显示器512可以用于提供数据检索状态和每个传感器站的电力充电状态。
如从图6B中最好地看出,表面526可以包括多个接口箱530,该接口箱530与电力连接502和数据连接504匹配。虽然电力连接502和数据连接504被独立地显示,但在一些实施例中,如上所述,来自传感器站208的单条电缆440(图4)可以结合适于两个目的的导体。因此,在一个构造中,每个接口箱526包括例如插头或插座532的适当的连接装置以与传感器站208的电缆连接。为了数据传送,插座532可以连接到经由数据下载网络(未示出)与处理器508通信的以太网或总线(未示出)。在一个实施例中,在接口箱530的外部上的以太网连接器的数量相应于该以太网连接器连接的传感器站输入端连接器的数量。数据下载网络包括一连串以太网开关,该以太网开关将来自室520中的传感器站208的信号路由到室522中的处理器506。数据下载网络可以在开关或电缆故障的情况下应用冗余和自动数据路径的再次路由。在其他实施例中,通信和数据传送可以使用无线传输介质,例如无线电信号或红外信号。因此,在一些实施例中,接口箱530可以被省略,因为传感器站208不利用电缆440(图4)。关于电力,插座532在一个实施例中被连接到本地外部电源。
在其他实施例中,箱体可以配置为仅用于数据传送或仅用于电力传送。例如,电力箱体531可以包括一个或多个15V标称600瓦特的电源534,该电源534能够对传感器站208的外部电池323(图3A)充电。在特定实施例中,电力箱体531可以是按需要定位的具有模块化并自足的电源。例如,如图6B所示,电力箱体531可以安装在模块500内侧的表面526上。然而,电力箱体531可以配置为可移动的装置,该可移动的装置可以定位在地板或外部位置上。在这种实施例中,箱体531包括适当的电源电子器件以从外部源接收电力。在一些实施例中,电力箱体531可以包括隔间或搁架(未示出),外部电池可以在充电期间被定位在所述隔间或搁架中。
电源531、534可以包括限流部件或电流折返部件,所述部件避免了传感器站208内的电池的损坏。因此,应该体会到,电源531、534可以用于对传感器站208外部的电池以及传感器站208内部的电池充电。
在未显示的其他实施例中,控制模块500可以利用外在安装表面以容纳传感器站208。另外,应该理解的是,处理器506和相关仪器可以位于控制模块500处或控制模块500附近或位于远程位置中。在这种实施例中,控制模块500可以利用已知的通信装置来与远程处理器交换数据。因此,应该体会到,控制模块500的功能不要求使用内部空间或本地支持仪器。此外,虽然显示了一个控制模块500,但应该理解还可以利用两个或多个控制模块。对于多控制模块的配置,所述控制模块可以全部在一个位置或分散在一些不同的位置中。同样,一个通用处理器或多个通用处理器可以服务于全部控制模块或者每个模块可以具有其特有的专用处理器。
现在参考图7,数据检索和电池充电可以使用呈现在显示器512上的计算机生成的数字图形540而被监视和控制。当传感器站208定位在室520中时,一个示例性的显示图形540视觉地以大致相同的列和行格式表示每个传感器站208。当然,也可以使用其他构造。对于每个传感器站208,图形540以充电指示器542表示充电活动的状态,以下载指示器544和相应的标识号546表示数据下载的状态。在一个构造中,处理器506实时或周期性地确定自每个传感器站208检索的数据的进行并使得数据指示器544发出适当的信号。充电指示器542可以用于跟踪传感器站208的内部和/或外部电池的充电状态。在一个非限制性的情形中,数据检索和电力状态使用三种信号:故障或断开信号550、在进行中信号552和完成信号556。所述信号可以包括色彩(例如绿色、红色、蓝色等)、稳定或闪烁的光或其他信息承载信号。例如,对于传感器站208x,标识号可以显示为S/N“11115”,数据指示器536x显示了下载完成并且充电指示器538x显示了充电正在进行中。进一步地,可以显示例如数据下载总量或所达到的充电容量等额外的信息。例如,可以显示例如“50%”的百分数以示出已下载了多少数据或电池已充电程度。应该理解的是,图形540可以以多种格式进行配置。例如,图形540可以仅显示预备再次布置的传感器站或仅显示未连接的传感器站。在其他构造中,图形540可以仅显示具有预备布置的全部传感器站的容器528。因此,图形540可以被调节为显示达到一个或多个被选择的条件的传感器站的电力和充电状态。图形540可以构建为利用例如EXCEL
电子制表软件等已知的数据处理软件并且经由传统的显示装置显示。应该体会到,状态图形540使得人员能够快速地识别预备布置的传感器站208的标识和位置以及那些出故障或未连接的传感器站208。
如前所述,处理器506可以利用数据连接502来上传指令或执行对传感器站208的诊断。除了显示数据检索和充电的状态,这些活动的状态或进行(progress)也可以显示在图形540或不同的显示装置上。类似地,处理器506可以分析自每个传感器站检索的数据,确定被检索的数据是否可以被改进并且按需要重构电子器件或传感器。这种活动的进行还可以被显示在图形540或不同的显示装置上。然而,处理器506可以被编程为在自传感器站208检索期间和之后管理、操纵和呈现数据。
在示例性的操作模式中,处理器506以前述方式从传感器站208接收记录的地震数据,执行初步的处理并以一种或多种被选择的格式输出数据以便进一步的处理、分析和/或存档。处理器506还可以连接到打印机/绘图机(未示出)以打印输出并分析现场中的地震数据记录和处理构造。传感器站208还可以存储唯一的标识值,在控制模块500容纳传感器站208之后,传感器站208可以与处理器506通信。处理器506还可以自动地检索被存储的唯一的标识值并且更新例如数据库508或数据库509的数据库。
有益地,处理器506可以被编程为允许使用者在检索、存储和传送处理期间在任意时刻观看和分析地震数据。仍参考图5,处理器506可以编程为根据使用者定义的规则组织地震数据并且在显示装置512上呈现地震数据。在一个实施例中,处理器506包括执行滤波器功能的指令,所述滤波器功能允许使用者定义在显示器512上的图形用户界面(GUI)的域窗口中呈现地震数据信息的规则并且允许使用者重新组织被呈现的地震数据。
在一个构造中,GUI利用多种类型的域窗口,该域窗口被选择为根据感兴趣的功能、性质或数据源而呈现地震数据。在这些域内,数据呈现可以通过经由滤波的分类或基于使用者定义的规则的定制而被重新组织。每个功能最优化所呈现的数据的利用。滤波器的示例性的特性包括但不限于:射击ID、EP、源队列、源站、文件号、样本数、轨迹尺寸、时戳、数据使用、X、Y、Z、Z数据、采样间隔、相关性、儒略日(Julian Day)、小时、分钟、秒、状态、纬度测试类型、井口(Uphole)、箱体功能、事件类型、传感器类型、VSM序列、VSM说明和VSM修正。
现在参考图8,显示了用于将一个或多个期望的滤波器应用于被检索的地震数据的示例性的域窗口700。所述窗口包括用于选择用于滤波的一个或多个特性的列702,功能为搜索用于被选择的特性的规则的运算符单元710以及设置搜索规则的限制或目标的一个或多个值单元720、722。列702可以包括以上列出的任意特性。基于列700中的特性的选择,处理器506在运算符单元710中呈现用于被选择的特性的适当的运算符。使用者在值单元720、722中手动输入期望值以定义所述运算符。此后,使用者通过点击例如所显示的“OK”按钮等GUI按钮启动滤波操作。域窗口700接着仅显示那些达到在滤波器功能请求中设置的参数的被检索的地震数据的队列。
类似的构造可以利用于分类功能。例如,GUI可以呈现基于使用者定义的规则而分类数据的一个或多个域窗口。用于分类的示例性特性包括但不限于:PDC序列、FSU序列、状态、源队列、源站、射击ID、EP、点索引、时戳接收机队列、接收机站、组件、轨迹ID代码、组、X、Y、Z、Z数据、辅助信号说明、辅助信道Id、辅助信道类型、装置类型、数据修改标记。现在参考图9,显示了用于根据一个或多个使用者选择的规则而分类被检索的地震数据的示例性的域窗口750。窗口750包括列752和次序单元754,列752用于选择用于分类的一个或多个特性,次序单元754以期望方式(例如升序、降序等)对数据排序。使用者手动选择分类规则和期望的次序。此后,使用者可以点击“OK”按钮以启动分类功能。域窗口750接着显示了以期望的方式分类的被检索的地震数据。
应该体会到,所述滤波器和分类功能的利用促使能够现场评估所获得的地震数据的性质和实用性。如前所述,在一个实施例中,控制模块500和处理器506定位为接近进行地震测量的区域。因此,以用于上述滤波器和/或分类功能的指令编程的处理器506使得地面人员能够分析伴随同时期正在发生的活动的地震运动的效力。例如,处理器506可以用于识别所采集的数据中的潜在误差或差异,而不分析具有固定且不可修改的格式的数据,这在之后促使能够进行即时的校正动作,例如再次校准传感器站208或改变到射击模式。还应该体会到,处理器506和所述滤波器和分类功能提供对所采集的地震数据的“快速查看”而不需要数据的耗时处理。也就是,处理器506的滤波和分类功能可以被应用到现场中的原始数据或部分处理的数据,这允许现场人员在地震数据采集活动中的早期制定任意的校正动作。
如前所述,上述地震装置的有效管理会需要支持活动,该支持活动涉及:在地震装置上执行诊断、跟踪每个地震装置的位置、保持每个地震装置的操作特性的记录和/或保持每个地震装置的操作历史。有效管理可以包括确保现场中的装置具有最新的硬件和软件并且受到适当的服务和维护。此外,有效利用可以包括在地震运动的过程中可用“资源”的策略使用。例如,传感器站可以从地震研究的一个区域被连续地移位或移动到另一个区域。这些地震装置的有效管理可以减小一些地震装置(如果存在的话)的过利用、欠利用或在不适当的情况下使用的可能性。
现在参考图5,显示出了用于保持数据库的系统的一个实施例,所述数据库可以用于管理在地震数据采集运动期间布置的资源。在一个实施例中,处理器506访问数据库509,所述数据库509如前所述地可以包括与所述布置相关的数据、所使用的地震装置的操作和配置。如前所述,在传感器站208由控制模块500容纳后,传感器站被连接到处理器506。此时,处理器506可以执行不同的功能,对此,以下将讨论一些示例性的示例。
一个功能可以是以与流程和详细目录控制相关的数据来更新数据库509。当传感器站208报告它们的唯一标识值时,处理器506可以以被容纳的传感器站208的当前位置、现场服务小时数、遇到的操作错误等以及使用唯一标识值的其他相关信息来更新数据库509。应该体会到,这种用于检索唯一标识值的自动方法论排除了使用人工操作的条码读取器或要求人工协助检索或输入唯一标识值的其他方法可能产生的潜在错误。
另一种功能可以是对传感器站208或其他地震装置执行诊断。例如,所述诊断可以包括对无线站单元316(图3)或传感器单元320(图3)的电子组件执行测试以确定这些组件和装置是否正在根据预定义的操作规范执行任务。所述测试可以利用准确度、响应、一致性等的通过/故障阈值,所述测试使用施加到传感器站208的组件的各种测试信号。所述测试还可以包括检查传感器站208的情况。例如,所述测试可以包括湿度或湿气的环境测试以确定传感器站208是否具有密封的内部空气。所述测试可以自行启动或由使用者启动。也就是,所述诊断可以配置为自动操作或按需要实现。处理器506还可以按需要执行对这些地震装置的校准。
另一个功能可以是配置用于后续布置的传感器站208。例如,处理器506可以加载数据到传感器站208,该数据使得传感器站208能够根据预定的地震数据采集计划(例如射击计划)而采集地震数据。在一个构造中,处理器506可以加载一个或多个配置数据文件到传感器站208。在地震数据采集期间,这些加载的配置数据文件中的一个或多个可以由传感器站208利用以控制传感器站208的现场中的行为或操作。所述操作或行为可以涉及的功能包括但不限于:地震能量的测定、将表示被测定的地震能量的数据写入数据存储介质、传感器站208对可以影响传感器站208的功能方面的事件或条件(即“规范以外”的条件或事件)的响应、以及传感器站208用于与其他外部装置通信的协议或方法。在一些实施例中,配置数据文件可以包括采集参数,例如采样率、记录长度、滤波器配置等。配置数据文件还可以包括操作参数,例如用于低电池电力的警报、最大操作温度、最大噪声等。因此,一旦达到用于这种条件的预置的阈值,则传感器站208可以配置为报告这些条件中的一个或多个,例如低电池电平、过度噪声。其他操作参数可以包括可以在“查询”表格中的可用通信频率。传感器站208可以参考“查询”表格来选择用于信号传输的最适合的频率。另一个操作参数可以包括“射击模板”,该“射击模板”使得传感器站208能够确定是否改变操作状态以准备给定的射击。例如,“射击模板”可以是数学表达式或几何形状,该数学表达式或几何形状可以由传感器站208参考以确定是否记录来自将被激活的源的地震数据。在一些实施例中,CSC 490(图2)可以传输命令传感器站208的信号以从多个不同的配置数据文件中选择一个配置数据文件。因此,传感器站208可以在现场中按期望被有效地重构。
另一个功能可以是更新存储在传感器站208中的软件。例如,处理器506可以询问传感器站208以确定用于一个或多个被编程的指令、算法或软件的修正级别。如果需要,则处理器506可以上传任何可用的更新。
在另一个实施例中,处理器506可以包括与第二处理器764的通信链接762,所述通信链接762具有关联的操作数据库766。数据库766可以配置为存储与一个或多个地震装置的位置/定位、一个或多个地震装置的操作特性和/或一个或多个地震装置的操作历史相关的数据。处理器764和操作数据库766可以在控制模块500处或定位在例如CSC 490(图2)的远程位置处。因此,访问数据库766的人员能够确定现场中被布置的地震装置的可用性、操作状态、性能特性、操作历史等。
再参考回图5和图6A,如前所述,两个或多个传感器站208可以定位在容器528内,所述容器528安装到控制模块500的内表面526。现在参考图10,在一些实施例中,容器528可以形成为人类可佩带的背包800,该背包800提供有效装备,该装备不仅将传感器站208贮备在控制模块500中,还将传感器站208运输到现场中并运输出现场。因为在现场中利用的传感器站的数量,所以根据本发明制造的地震系统是特别有益的。
在一个实施例中,背包800包括用于可靠地容纳传感器站208的多个内部隔间802,所述传感器站208可以包括传感器单元、站单元和例如外部电池的仪器。背包800包括由皱褶的防风雨材料形成的外部壳状物804并且多个内部隔间802以水平搁架方式构造。壳状物804可以被附连到使用者可佩带的框架805。框架805可以形成为重量轻的管状构件并且可以按需要调节为适应使用者。所述内部隔间802具有在背包800的前面807上的开口806,在移除面板808或封盖时可接近该开口806。开口806被定向从而使连接到存在于隔间802内的装置的任何电缆均可以被接近并在不从隔间802中移除所述装置的情况下连接到外部插头。背包800易于受到多种变化,以下讨论所述变化的一些非限制性的示例。
独立的隔间802的长度、宽度和深度可以被选择以舒适地容纳适当的装置。例如,内部隔间802的第一组810可以配置为容纳独立的站单元,内部隔间802的第二组812可以配置为容纳例如外部电池等装置,并且隔间802的第三组814用以容纳例如传感器308(图3)等震动灵敏型仪器。隔间802的第三组814可以形成为具有泡沫填料的管状形状或任意其他适合的形状,所述泡沫填料在操控和运输期间固定并保护灵敏仪器。隔间802可以略微成角度地形成口袋从而当背包800如图所示定位为竖立时,所述装置趋向于从背包800的前面807向后面816滑动,这进一步可靠地将所述装置定位在背包800中。
为了保持所述装置套入其各自的隔间802中,多条皮带820定位为围绕面板806的周边。例如,如图所示,具有带扣的三条皮带820可以附连到背包800的垂直侧并且两条皮带820可以被附连到背包800的水平侧。填料可以沿背包800的顶部、底部和后部816提供以吸收与运输相关联的任何冲击和震动并且用于使背包800的佩带者感觉舒服。在运输期间,面板806在前面807上折叠并且皮带820被包装为围绕面板808。在背包800内侧,两条皮带822在隔间802的第一组810和第二组812的开口806上从顶部垂直地延伸到底部以进一步将所述装置固定于其中。第三水平皮带824横向延伸并固定两条垂直的皮带822。面板808可以是刚性的或者可以是足够柔性的封盖,从而部分或完全地滚动离开背包800。在背包800的后部816上,两个填料的肩带828垂直地延伸并且通过水平胸带(未示出)固定。
有益地,背包800还可以配置为通过在例如直升机的运输交通工具和例如控制模块500(图5)的现场设施上建立的机械装置而被操纵或操控。在一个构造中,一条或多条皮带元件830被装配有加固的环形构件832以容纳吊钩装置或其他扩展构件。这种元件可以利用在直升机传送带中或潜在地利用在用于直升机起飞的机械的背包拾取器。如前所述,可以是钢圈的环形构件832可以允许背包800以适合于背包800中的装置在控制模块500中的数据下载和电池充电期间被接近的角度而挂在表面526上的吊钩(未示出)上。
应该体会到,背包800的集成性质允许测量所需要的全部仪器被收集、存储和承载在一个易于运载的封装中。在示例性的使用中,每个背包800均供应有在中央仓库设施处的补充的传感器站、外部电池和传感器。其次,需要数量的背包800经由适合的装备运输到测量区域。在一些情况下,背包800被加载到直升机的分隔舱内的适合的传送带上并钩住或安装到该适合的传送带中。直升机在被选择的现场中的位置处将背包800抛下并且所述背包800由地面工作人员卸载。如果之前没有将壳状物802连接到框架805,则接着可以将每个壳状物802连接到框架805。因为每个背包800均包括用以定位传感器站的地震仪器的全部必要的补足物,所以现场人员可以立即开始在测量区域操纵并且将传感器站置于感兴趣的区域上。在测量完成后,传感器站被再次加载到背包800中并且运载到例如控制模块500的中转设施。在控制模块处,壳状物802从其各自的框架805断开并且壳状物802从表面526垂下从而使隔间802易于在移除覆盖物806时被接近。因为用于背包800中的地震仪器的电缆在不需过度打扰地震仪器的情况下可被接近,所以之前讨论的数据下载和电池充电活动可以立即开始。例如,当经历模块500中的任意活动时,背包800的内容物均不需要被移除。
如上所述,应该理解背包800增大了现场人员的灵活性并且通过在单个人类可佩带的封装中提供传感器站放置所需要的全部必需仪器而增大了传感器站放置的准确度。
术语“地震装置”或“地震仪器”意为在地震排列中使用的任何装置,所述装置包括但不限于:传感器、传感器站、接收机、发射机、电源、控制单元、地震源等。
虽然此处详细显示和公开的特定公开内容完全能够获得所述目的并提供此前所述的优点,但要理解,除了所附权利要求所述内容以外,本发明内容仅示例性地说明本发明内容目前所述的实施例而并不旨在进行限制。