CN103226206B - 多对配电 - Google Patents

Abstract

公开了多对配电，本公开内容涉及在通过多个导体对提供电力和数据的同时进行地震勘测的方法和装置。在其各个方面，本公开内容还涉及在至少一个导体对发生故障期间维持配电。所述方法包括在多个导体对中的每一个上叠加数据和电力。所述装置可以包括电源，电力由携带电力和数据的所述多个导体对来提供。

Description

多对配电

技术领域

本公开内容总体上涉及利用被配置成提供电力和数据的网络来进行地震勘测。

背景技术

地震勘测的进行是为了测绘地表下的结构以识别并开采油气储藏。一般来说，执行地震勘测是为了在开采油气田（钻井）之前估计油气田的位置和数量，并且在钻井之后确定储藏随时间的变化。在陆地上，地震勘测是通过在选定的地理区域上部署地震传感器（也被称为地震接收器）阵列来进行的。这些阵列一般覆盖75-125平方公里或者更大的地理区域并且包括2000至5000个地震传感器。地震传感器（例如，地震检波器或者加速计）以栅格的形式耦合到地面。能量源，例如炸药包（例如，掩埋的炸药）或者移动的振动源，被用在所述地理区域中选定的隔开位置来生成或者把声波或信号（也被称为声能）引入到地下。生成到地下的声波从地下地层的中断处（例如由油气储藏形成的那些中断）反射回表面。类似地，地震勘测可以在海上利用为此用途进行了修改的地震阵列来进行。反射在表面由地震传感器（水听器、地震检波器，等等）感测或检测。在油气田中靠近地震传感器部署的数据获取单元可被配置成从其关联的地震传感器接收信号、至少部分地处理所接收到的信号并且把处理后的信号发送到远程单元（一般是放在移动单元上的中央控制器或者计算机单元）。所述中央单元一般控制数据获取单元的至少一些操作并且可以处理从所有数据获取单元接收到的地震数据和/或把处理后的数据记录到数据存储设备上用于进一步的处理。地震波的感测、处理和记录被称为地震数据获取。

用于获取地震数据的传统传感器是地震检波器。然而，多部件（三轴）加速计更常被用于获得三维地震图。与利用单部件传感器的地震勘测布局相比，利用多部件传感器的布局需要在油气田中使用更复杂的数据获取和记录设备以及用于把数据发送到中央位置的大得多的带宽。

地震数据获取系统的一般体系结构是所有地震传感器的点到点线缆连接。一般来说，来自阵列中的传感器的输出信号由连到一个或多个传感器的数据获取单元收集、被数字化并沿缆线向下中继到高速中枢油气田处理设备或者油气田盒。高速中枢一般利用其它油气田盒经点到点中继连接到中央记录系统，在该中央记录系统，所有数据都记录到存储介质（例如磁带）上。

地震数据可以记录在油气田盒用于以后检索，而且，在有些情况下，前导油气田盒被用于通过无线电链路（射频链路或者“RF”链路）与中央记录系统传送命令和控制信息。即使是利用这种RF链路，传感器与各个油气田盒之间也需要几公里的线缆布线。这种线缆系统体系结构会导致在勘测区域上部署超过150公里的线缆。在多变的地形上部署几公里的线缆需要大量的设备与劳动力，这种多变的地形常在环境敏感的区域中。

然而，传统上，由于地震设备在输电线上从电源接收电力，因此输电线的损坏可能导致到地震设备的电力的损失并导致数据丢失。附加的电力传送路径将增加电力冗余并降低数据丢失的可能性。本公开内容针对电力冗余的需求。

发明内容

在其各个方面，本公开内容涉及用于利用通过遥测系统发送的电力来进行地震勘测的方法和装置。

根据本公开内容的一种实施方式包括一种进行地震勘测的方法，包括：通过多个导体对把电力提供给多个设备中的每一个，所述导体对被配置成提供电力和遥测信号。

在有些实施方式中，所述多个设备是地震设备，而维持配电包括通过所述多个导体对中的至少一个从电源提供直流电力信号。所述方法还可以包括：连接所述多个导体对，以便在电源和多个设备之间形成点到点网络和菊花链网络中的至少一个；响应于检测到的来自被指向地表内的声能波的反射，向所述多个地震设备中的一个或多个提供地震信号；从所述地震信号中获取遥测数据；通过利用一个或多个中央抽头变压器，把所述遥测数据作为叠加到电力信号上的遥测信号通过所述多个导体对中的至少一个进行发送；以及在中央记录系统接收所发送的遥测数据。

根据本公开内容的另一种实施方式包括一种进行地震勘测的方法，包括：在连接到多个设备中的至少一个设备的多个导体对中的至少一个导体对发生故障期间，利用所述多个导体对中的至少另一个导体对维持到所述多个设备中的每一个设备的配电，所述导体对被配置成提供电力和遥测信号。

根据本公开内容的另一种实施方式包括一种进行地震勘测的系统，包括：多个设备；与所述多个设备电通信的多个导体对，所述导体对中的每一个都被配置成输送电力和遥测信号；电源，被配置成通过所述多个导体对中的至少两个导体对向所述多个设备中的每一个设备提供电力信号；以及数据通信设备，被配置成通过所述多个导体对中的至少两个导体对与所述多个设备中的每一个设备进行通信。

在有些实施方式中，多个导体对被配置成在电源和多个设备中的每一个设备之间形成点到点网络和菊花链网络中的至少一个，其中，所述电源被配置成提供直流电压，而且所述多个设备是跨地表分布并被配置成发送遥测信号的地震设备。所述系统还可以包括通过线缆布线耦合到至少一个所述地震设备的多个地震传感器单元，所述地震传感器单元响应于所检测到的来自指向地表内的声能波的反射，向至少一个地震设备提供地震信号；中央记录系统，通过数据通信设备从地震设备接收所述遥测信号；以及一个或多个中央抽头变压器，被配置成把遥测信号叠加到电力信号上。

为了让以下具体描述可以得到更好的理解，而且为了让它们对本领域所做的贡献可以得到认可，对本公开内容更重要特征的例子已经进行了相当广泛的概述。

附图说明

为了对本公开内容的具体理解，应当联系附图参考以下实施方式的具体描述，在附图中相同的元件被赋予相同的编号，其中：

图1示出了根据本公开内容的一种实施方式的地震勘测系统的示意图；

图2示出了根据本公开内容的一种实施方式的多对配电电路的示意图；

图3A示出了根据本公开内容的一种实施方式的方法的流程图；以及

图3B示出了根据本公开内容的另一种实施方式的方法的流程图。

具体实施方式

本公开内容涉及进行关于地震数据获取的地震勘测活动的设备和方法。本公开内容可以在不同形式的实施方式中实现。为了解释本公开内容中所包含的概念，在此所示出的图和所提供的描述对应于本公开内容的某些具体实施方式，应当理解，本公开内容应当看作是本公开内容原理的例证，而不是要把本公开内容的范围限制到在此所说明的附图与描述。以下是对进行地震勘测的一些实施方式的描述。

图1绘出了线缆地震数据获取系统100的一种实施方式。线缆地震数据获取系统100包括提供进入地表内的声能波的地震源（未示出）和跨地表按一定间隔分布的多个互连的地震设备。该系统包括空间隔开的地震传感器单元102的阵列（串）。地震传感器单元通过线缆布线耦合到至少一个地震设备。响应于所检测到的来自声能波的反射，地震传感器单元把地震信号提供给多个地震设备。该系统还包括中央记录系统，该中央记录系统通过数据通信设备从所述多个地震设备中的一个或多个接收遥测数据。

地震传感器单元102可以包括，但不限于，地震检波器和水听器中的一种或多种。每个传感器102一般都经由线缆布线耦合到地震数据获取设备（例如远程获取模块（RAM）103），而且所述数据获取设备中的几个和关联的传感器经由线缆布线110耦合，形成一条线或者一个组108。然后，组108又经由线缆布线112耦合到线抽头（例如光纤TAP单元（FTU）104）。线缆112可以包括，但不限于，（i）铜导体及（ii）光纤线缆中的一种或多种。几个FTU104和关联的线112通常是通过线缆布线，例如由基线线缆118所示出的布线耦合到一起的。基线线缆118包括光纤线缆。

RAM 103可被配置成记录由地震传感器102生成的模拟地震信号，其中地震传感器102包括，但不限于，地震检波器和水听器。RAM103可被配置成把来自地震传感器102的模拟信号转换成数字信号。然后，数字化信息可被发送到FTU 104。除了接收来自一个或多个地震传感器102的信号之外，有些RAM 103还被配置成中继来自组108中的其它RAM 103的信号。由RAM 103发送的数字化信息可被增加状态信息。FTU 104可被配置成把数字化信息发送到中央记录系统（CRS）106。在有些实施方式中，RAM 103可被配置成从CRS 106接收编程和/或参数信息下载。RAM 103通常从其它设备，例如电源单元（PSU）114或者FTU 104，接收电力，然而，RAM 103也可被配置成包括电池。

FTU 104可被配置成从一个或多个RAM 103接收数字信息并把该信息转发到CRS106。在有些实施方式中，转发的数字信息可被增加用于FTU 104的状态信息。FTU 104还可被配置成向一个或多个RAM 103提供电力。FTU 104自己可以从电池126或者PSU 114接收电力。FTU 104可以包括多个电池端口，使得当电池126进行替换的时候，电力可以维持不中断地提供给FTU 104和任何连接的RAM103。

PSU 114包括电源而且可被配置成向RAM 103发送电力。在有些配置中，来自PSU114的电力可以通过FTU 104发送给RAM 103。PSU 114可以从电池130接收电力。地震数据获取中所涉及的设备可被统称为“地震设备”，这些设备可以包括，但不限于：地震传感器102、RAM 103和FTU 104、CRS 106和辅助设备116。

在有些实施方式中，RAM 103和/或FTU 104可被用作辅助设备116。辅助设备116可被配置成作为定时设备来操作。辅助设备116可以放在记录车中或者其它类似的位置。在有些实施方式中，辅助设备116可以专门被用作定时设备。辅助设备116可以与基线线缆118通信并且被配置成地震发射系统的精确定时，以确保T-零是一致的。在有些实施方式中，CRS106可以提供所述定时信号。CRS 106可以放在记录车中或者其它类似的位置。

在油气田中，传感器102通常以10-50米的间隔放置。FTU 104中的每一个一般都执行某种信号处理，然后把处理后的信号存储为地震信息。FTU 104可以并联地或者串联地与一个单元104a耦合，该单元104a充当CRS 106和一个或多个FTU 104之间的接口。在图1的线缆系统中，数据通常从一个RAM 103中继到下一个RAM 103，并且在这种数据到达CRS 106之前要通过几个FTU 104。

在一种典型的配置中，多个RAM 103可以按一定间隔（例如12-55米）布置并连接到接收器缆线。接收器缆线还可以连接到FTU104和PSU 114。PSU 114也可以按一定间隔布置。PSU 114可以按一对一或者一对多的关系连接到RAM 103。FTU 104可以布置在接收器线缆112与基线光纤线缆118的交叉点。FTU 104可以经由光纤基线线缆118连接到其它FTU 104和/或CRS 106。

在无线实施方式中，FTU 104可以利用射频传输与CRS 106通信而且一般是带宽受限的。在传统的无线地震数据获取系统中，通过在记录之后马上监视（打印和观看）炮点（源激活）记录，一般会检测到影响数据质量的属性（物理的或者地震的）降级。

图2示出了电力从连接到遥测线230的变压器220上的中央抽头210提供给PSU 114的示意图。通过使用中央抽头210，电力和遥测数据可以在导体230上传送，而基本上不会彼此干扰。通过导体对240输送的电力可以是直流电。由于电力可以通过分组成导体对240的导体230输送，因此从PSU 114接收电力的设备（例如图1中的RAM 103和FTU 104）可能具有电力冗余。在导体对240中的一个发生故障的情况下，通过使用工作的导体对240中的至少一个在传送数据的同时提供电力，电力可以维持提供给PSU 114及其下游设备。在有些实施方式中，多个导体对可以布置成形成点到点网络，在该网络上，所述多个设备中的每一个都直接连接到至少一个PSU 114。在其它实施方式中，所述多个导体对可被布置成形成菊花链，在该链上，所述多个设备中的每一个都连接到至少一个PSU 114。因而，所述菊花链中的每个设备是串联连接的，其中最后一个设备连接到PSU 114。

在有些实施方式中，每个遥测对240都可以输送电力和数据。在有些实施方式中，除了通过遥测线230提供的电力，电力还可以通过专用输电线（未示出）提供给PSU 114。这种在地震数据获取系统的背景下多对配电的讨论仅仅是示例性和说明性的，因为，如本领域技术人员所理解的，通过多个遥测对的电力也可以在使用遥测系统的其它区域中实现。

图3A示出了根据本公开内容的一种实施方式的用于进行地震勘测的流程图300。在步骤310，电力信号可以在多个导体对240上叠加到遥测信号上。在步骤320，电力可以通过所述多个导体对240提供给所述多个设备中的每一个。在步骤330，可以利用所述多个设备来进行地震勘测。

图3B示出了根据本公开内容的一种实施方式的用于进行地震勘测的流程图350。在步骤310，电力信号可以在多个导体对240上叠加到遥测信号上。在步骤360，在多个导体对240中的至少一个发生故障期间，电力可以利用所述多个导体对240中的至少另一个维持提供给多个设备114中的每一个（及下游设备），其中，所述多个导体对连接到所述多个设备114中的至少一个并且被配置成输送电力信号和遥测信号。在步骤330，可以利用所述多个设备来进行地震勘测。

尽管以上公开内容是针对本公开内容的一种模式实施方式，但是各种修改对本领域技术人员来说是显而易见的。所有变体都是以上公开内容所要包含的。

Claims (8)

1.一种进行地震勘测的系统，包括：

跨地表相隔一定距离分布的多个地震设备；

与所述多个地震设备电通信的多个导体对，所述导体对中的每一个导体对被配置成输送电力信号和遥测信号；

电源，被配置成通过所述多个导体对中的至少两个导体对向所述多个地震设备中的每一个提供电力信号，所述多个导体对中的所述至少两个导体对向所述多个地震设备中的每一个提供电力和数据通信冗余；

一个或多个中央抽头变压器，被配置成把所述遥测信号叠加到所述电力信号上，其中所述电源与所述中央抽头变压器的至少一个中央抽头电通信；以及

数据通信设备，被配置成通过所述多个导体对中的所述至少两个导体对与所述多个地震设备中的每一个进行通信，其中每个导体对与至少一个所述中央抽头变压器电通信。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个导体对被配置成在所述电源和所述多个地震设备中的每一个之间形成点到点网络和菊花链网络中的至少一个，所述系统进一步包括：

通过线缆布线耦合到至少一个地震设备的多个地震传感器单元，所述地震传感器单元响应于检测到的来自指向地表内的声能波的反射，向所述至少一个地震设备提供地震信号；以及

中央记录系统，通过所述数据通信设备从所述多个地震设备中的一个或多个地震设备接收遥测数据；

其中所述电源被配置为提供直流电压，并且所述多个地震设备中的所述一个或多个地震设备被配置为通过所述多个导体对中的一个或多个导体对发送作为叠加在所述电力信号上的遥测信号的遥测数据，所述遥测信号通过所述一个或多个中央抽头变压器叠加在所述电力信号上。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述电源被配置成提供直流电压。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个导体对被配置成在所述电源和所述多个地震设备中的每一个之间形成点到点网络。

5.一种进行地震勘测的方法，包括：

在连接到多个地震设备中的至少一个地震设备的多个导体对中的至少一个导体对发生故障期间，利用所述多个导体对中的至少另一个导体对维持到所述多个地震设备中的所述至少一个地震设备的配电，所述导体对被配置成提供电力信号和遥测信号，其中所述多个地震设备跨地表相隔一定距离分布；

利用至少一个电源通过所述多个导体对来提供电力；以及

利用中央抽头变压器把所述遥测信号叠加在所述电力信号上，其中所述至少一个电源与所述中央抽头变压器的中央抽头电通信。

6.如权利要求5所述的方法，其中，维持配电包括通过所述多个导体对中的至少一个导体对从电源提供直流电力信号，该方法进一步包括：

连接所述多个导体对，以在所述电源和所述多个地震设备之间形成点到点网络和菊花链网络中的至少一个；

响应于检测到的来自指向地表内的声能波的反射，把地震信号提供给所述多个地震设备中的一个或多个；

从所述地震信号中获取遥测数据；

通过利用一个或多个中央抽头变压器，把所述遥测数据作为叠加到电力信号上的遥测信号通过所述多个导体对中的至少一个导体对进行发送；

在中央记录系统接收所发送的遥测数据。

7.如权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个电源包括DC电源。

8.如权利要求5所述的方法，其中，所述多个地震设备中的每一个都利用所述多个导体对连接到所述至少一个电源，以形成下列之一：(i)点到点网络和(ii)菊花链。