CN105350956A - 一种微地震数据采集的实时监控系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微地震数据采集的实时监控系统及其方法，该系统由多个浅井地震采集设备以及监控服务器组成；其中，浅井地震采集设备由用于探入井下进行数据采集的数据采集单元以及信号处理单元组成；该数据采集单元采集地震信号，将地震信号转化成数字信号并打包成数据包，传输给信号处理单元；信号处理单元用于向数据采集单元发出数据采集指令，接收该数据包并对该数据包解析校准形成相应的数据存储在固态硬盘中，将固态硬盘中的数据进行网络传输；监控服务器用于接收网络传输的数据，并实时监控浅井地震采集设备的状态。本发明提升了数据采集的准确性，利用监控服务器对数据进行统一汇总，降低了成本，更实现真正意义上的远程数据实时监控。

Description

一种微地震数据采集的实时监控系统及其方法

技术领域

本发明涉及微地震数据采集的技术领域，尤其涉及一种微地震数据采集的实时监控系统及其方法。

背景技术

油田建设正朝着数字化方向发展，对地下储存情况监控也正朝着实时化、智能化迈进。但是目前浅井采集设备不能实时回传采集数据，需要人工回收数据，不仅效率慢同时亦增加了人工成本，其次，现在的浅井采集设备由于数模转化器位于地面上，由三分量传感器采集的地震信号经由较长的线路传输至数模转化器时会有一定程度的衰减，从而降低了数据的准确性。

发明内容

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

为克服现有技术的问题，本发明提供一种微地震数据采集的实时监控系统及其方法，将数模转化器设置于井下以提升数据的准确性，更建立了监控服务器，通过以太网网络或4G网络将数据传至监控服务器进行统一汇总监控。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种微地震数据采集的实时监控系统，其特征在于，由多个浅井地震采集设备以及监控服务器组成；其中，该浅井地震采集设备由数据采集单元以及信号处理单元组成；该数据采集单元用于探入井下进行数据的采集，包括：三分量传感器，用于采集地震信号；模数模块，与该三分量传感器相连，用于将该地震信号转化成数字信号；微控制器，用于将该数字信号打包成数据包；第一传输模块，用于向该信号处理单元传输该数据包或接收该信号处理单元发出的命令；该信号处理单元包括：第二传输模块，与该第一传输模块通过数据传输线相连；数字控制模块，与该第二传输模块相连，用于向该数据采集单元发出数据采集指令，以及通过该第二传输模块接收该数据包并对该数据包解析校准形成相应的数据；固态硬盘，用于储存经解析校准后形成的数据；网络传输模块，用于将固态硬盘中的数据进行网络传输；该监控服务器包括：数据接收单元，用于接收该网络传输模块传输的数据；状态监控模块，用于实时监控该浅井地震采集设备的状态；配置修改模块，用于远程修改该浅井地震采集设备的信息。

优选地，该信号处理单元还包括电源管理模块，与该数字控制模块相连，用于向该数字控制模块提供电源。

优选地，该网络传输模块为以太网模块、4G网络传输模块或WIFI传输模块中的至少一项。

优选地，该浅井地震采集设备的数据采集单元还包括数模模块，与该微控制器以及模数模块相连，用于校准该模数模块。

优选地，该浅井地震采集设备的信号处理单元还包括GPS模块，与该数字控制模块相连，用于向该数字控制模块发送GPS信号以及GPS秒脉波。

优选地，用于连接该第一传输模块与第二传输模块的数据传输线为485连接线或ADSL连接线。

根据本发明的另一个方面，提供一种微地震数据采集的实时监控方法，其特征在于，包括步骤：

S1、信号处理单元向用于探入井下进行数据采集的数据采集单元发送采集命令；

S2、该数据采集单元采集地震信号并将该地震信号转换成数字信号；

S3、该数据采集单元将该数字信号打包成数据包传输给该信号处理单元；

S4、该信号处理单元将该数据包进行解析校准后形成相应的数据，并将该数据通过以太网网络或4G网络发送至监控服务器；

S5、该监控服务器对该数据进行统一汇总。

优选地，该步骤S1具体包括：该信号处理单元接收到GPS信号后向该数据采集单元发送初始化配置命令，随后在GPS秒脉冲的驱动下向该数据采集单元发送开始采集命令，并且每隔两个所述GPS秒脉冲向所述数据采集单元发送时钟校准命令用以消除两者间的时钟误差。

优选地，在该步骤S4中，由该数据包进行包头解析校准后形成该数据先存储在该信号处理单元中的固态硬盘里，再将存储在该固态硬盘里的数据通过以该以太网网络或4G网络发送至监控服务器。

优选地，在该步骤S5中，该监控服务器还能通过该以太网网络或4G网络采集该信号处理模块的信息并进行远程修改。

本发明提供了一种微地震数据采集的实时监控系统及其方法，在浅井微地震采集设备上增设网络传输模块，通过公共网络平台将整个油田或者多个油田中所有的浅井微地震监测设备收集到的采集数据汇集到远程监控服务器，一方面减少了人工回收数据的成本，另一方面增强采集数据回传实时性，实现真正意义上的远程数据实时监控。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本发明实施例的微地震数据采集的实时监控系统的结构示意图。

图2为本发明实施例的浅井地震采集设备的结构示意图。

图3为本发明实施例的微地震数据采集的实时监控方法的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种微地震数据采集的实时监控系统，由多个浅井地震采集设备2以及监控服务器1组成。请同时参照图2，该浅井地震采集设备2由数据采集单元30以及信号处理单元40组成；其中数据采集单元30用于探入井下进行数据的采集，包括：三分量传感器31，用于采集地震信号；模数模块33，与三分量传感器31相连，用于将该地震信号转化成数字信号；微控制器32，用于将数字信号打包成数据包；第一传输模块34，用于向信号处理单元40传输该数据包或接收信号处理单元40发出的命令。

在本实施例中，该浅井地震采集设备的数据采集单元还包括数模模块35，与该微控制器32以及模数模块33相连，用于校准该模数模块33。在使用时，数模模块35依据微控制器32预先设定的值生成模拟信号，该信号传输给模数模块33，模数模块33将该模拟信号转换成数字信号并传送给微控制器32，微控制器32将其与预先设定的值比较，并根据比较的结果校准该模数模块33。当然在具体使用微地震数据采集的实时监控系统时，可以不设置数模模块35。

而信号处理单元40在使用时，可以直接置于地面上，该信号处理单元40包括：第二传输模块41，与第一传输模块34通过数据传输线50相连；数字控制模块42，与第二传输模块41相连，用于向该数据采集单元30发出数据采集指令，以及通过第二传输模块41接收该数据包并对该数据包解析校准形成相应的数据；固态硬盘43，用于储存经解析校准后形成的数据；网络传输模块，用于将固态硬盘43中的数据进行网络传输，该网络传输模块为以太网模块44、4G网络传输模块45或WIFI传输模块46中的至少一项。上述对该数据包解析校准是指将数据包进行包头解析后对时间等参数进行校准。

在本实施例中，该信号处理单元40还包括电源管理模块47，与数字控制模块42相连，用于向该数字控制模块42提供电源。其中，上述用于连接该第一传输模块34与第二传输模块41的数据传输线50为485连接线或ADSL连接线，具体来说，100m以内采用485传输，100-200m采用ADSL传输。

在本实施例中，该浅井地震采集设备的信号处理单元还包括GPS模块48，与数字控制模块42相连，用于向该数字控制模块发送GPS信号以及GPS秒脉波。而当数字控制模块42接收到GPS信号后就会通过第二传输模块41向井下的微控制器32发送初始化配置命令，随后在GPS秒脉冲的驱动下向微控制器32发送开始采集命令。而在数字控制模块42对该数据包解析校准时，数字控制模块42可以每隔两个GPS秒脉冲向数据采集单元30发送时钟校准命令用以消除两者间的时钟误差，更确切地说，是GPS模块48与模数模块33之间的时钟误差。

请再参照图1，该监控服务器1包括：数据接收单元11，用于接收网络传输模块传输的数据；状态监控模块12，与数据接收单元11相连，用于实时监控该浅井地震采集设备2的状态；配置修改模块13，与数据接收单元11相连，用于远程修改该浅井地震采集设备2的信息例如其设备编号。上述浅井地震采集设备2的状态主要包括三分量传感器状态、电源电压状态、固态硬盘文件管理、GPS状态、4G传输状态等。

上述微地震数据采集的实时监控系统在具体工作时，首先，数字控制模块42开始接收GPS信号，接收到GPS信号后通过第二传输模块41向位于井下的微控制器32发送初始化配置命令，随后在GPS秒脉冲的驱动下向微控制器32发送开始采集命令，模数模块33开始对三分量传感器31采集到的地震信号进行模数转化，微控制器32对数字信号数据进行打包，然后通过第一传输模块34回传给位于地面上的数字控制模块42，数字控制模块42对数据包进行解析校准后存储在固态硬盘中。最后利用太网模块44、4G网络传输模块45或WIFI传输模块46将固态硬盘中已存储的数据进行网络传输，传输到监控服务器，从而对数据进行统一汇总，确切地说，在网络通畅时，可以利用太网模块44、4G网络传输模块45通过以太网网络、4G网络发送至监控服务器，而WIFI传输模式则主要针对近距离使用笔记本读取所述数据。

请参照图3，本发明还提供一种微地震数据采集的实时监控方法，包括步骤：

S1、位于信号处理单元向用于探入井下进行数据采集的数据采集单元发送采集命令；

S2、数据采集单元采集地震信号并将该地震信号转换成数字信号；

S3、数据采集单元将该数字信号打包成数据包传输给该信号处理单元；

S4、信号处理单元将该数据包进行解析校准后形成相应的数据，并将该数据通过以太网网络或4G网络发送至监控服务器；

S5、监控服务器对该数据进行统一汇总。

该步骤S1具体包括：信号处理单元接收到GPS信号后向数据采集单元发送初始化配置命令，随后在GPS秒脉冲的驱动下向该数据采集单元发送开始采集命令，并且每隔两个所述GPS秒脉冲向数据采集单元发送时钟校准命令用以消除信号处理单元与数据采集单元间的时钟误差。

在步骤S4中，由该数据包进行包头解析校准后形成该数据先存储在该信号处理单元中的固态硬盘里，再将存储在该固态硬盘里的数据通过以该以太网网络或4G网络发送至监控服务器。如此，如果遇到以太网网络、4G网络丢失导致无法传输时，固态硬盘可以保证数据完整性，等到网络恢复后继续传输。在具体操作时，也可以通过WIFI无线网络利用近距离使用的笔记本等客户端读取数据。

在步骤S5中，该监控服务器还能通过该以太网网络或4G网络采集该信号处理模块的信息并进行远程修改。也就是说，监控服务器可以通过4G网络实时监控采集点状态，主要包括三分量传感器状态、电源电压状态、固态硬盘文件管理、GPS状态、4G传输状态等，并且可以对浅井地震采集设备的编号进行远程修改配置。

本发明提供了一种微地震数据采集的实时监控系统及其方法，将模数模块、微控制器与三分量传感器一起设置在井下，从而减短了三分量传感器采集到的地震信号到达模数模块的传输路径，减小地震信号的衰减，而经模数模块转换后的数字信号在传输过程中则能保证准确度，因此能提升采集数据的准确性，本发明还在浅井微地震采集设备上增设网络传输模块，通过公共网络平台将整个油田或者多个油田中所有的浅井微地震监测设备收集到的采集数据汇集到可进行采集数据统一汇总的监控服务器上，一方面减少了人工回收数据的成本，另一方面增强采集数据回传实时性，实现真正意义上的远程数据实时监控。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种微地震数据采集的实时监控系统，其特征在于，由多个浅井地震采集设备以及监控服务器组成；其中，

所述浅井地震采集设备由数据采集单元以及信号处理单元组成；

所述数据采集单元用于探入井下进行数据的采集，包括：三分量传感器，用于采集地震信号；模数模块，与所述三分量传感器相连，用于将所述地震信号转化成数字信号；微控制器，用于将所述数字信号打包成数据包；第一传输模块，用于向所述信号处理单元传输所述数据包或接收所述信号处理单元发出的命令；

所述信号处理单元包括：第二传输模块，与所述第一传输模块通过数据传输线相连；数字控制模块，与所述第二传输模块相连，用于向所述数据采集单元发出数据采集指令，以及通过所述第二传输模块接收所述数据包并对所述数据包解析校准形成相应的数据；固态硬盘，用于储存经解析校准后形成的数据；网络传输模块，用于将所述固态硬盘中的数据进行网络传输；

所述监控服务器包括：数据接收单元，用于接收所述网络传输模块传输的数据；状态监控模块，用于实时监控所述浅井地震采集设备的状态；配置修改模块，用于远程修改所述浅井地震采集设备的信息。

2.根据权利要求1所述微地震数据采集的实时监控系统，其特征在于，所述信号处理单元还包括电源管理模块，与所述数字控制模块相连，用于向所述数字控制模块提供电源。

3.根据权利要求1所述微地震数据采集的实时监控系统，其特征在于，所述网络传输模块为以太网模块、4G网络传输模块或WIFI传输模块中的至少一项。

4.根据权利要求1所述微地震数据采集的实时监控系统，其特征在于，所述浅井地震采集设备的数据采集单元还包括数模模块，与所述微控制器以及模数模块相连，用于校准所述模数模块。

5.根据权利要求1所述微地震数据采集的实时监控系统，其特征在于，所述浅井地震采集设备的信号处理单元还包括GPS模块，与所述数字控制模块相连，用于向所述数字控制模块发送GPS信号以及GPS秒脉波。

6.根据权利要求1所述微地震数据采集的实时监控系统，其特征在于，用于连接所述第一传输模块与第二传输模块的数据传输线为485连接线或ADSL连接线。

7.一种微地震数据采集的实时监控方法，其特征在于，包括步骤：

S1、信号处理单元向用于探入井下进行数据采集的数据采集单元发送采集命令；

S2、所述数据采集单元采集地震信号并将所述地震信号转换成数字信号；

S3、所述数据采集单元将所述数字信号打包成数据包传输给所述信号处理单元；

S4、所述信号处理单元将所述数据包进行解析校准后形成相应的数据，并将所述数据通过以太网网络或4G网络发送至监控服务器；

S5、所述监控服务器对所述数据进行统一汇总。

8.根据权利要求7所述微地震数据采集的实时监控方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：所述信号处理单元接收到GPS信号后向所述数据采集单元发送初始化配置命令，随后在GPS秒脉冲的驱动下向所述数据采集单元发送开始采集命令，并且每隔两个所述GPS秒脉冲向所述数据采集单元发送时钟校准命令用以消除两者间的时钟误差。

9.根据权利要求7所述微地震数据采集的实时监控方法，其特征在于，在所述步骤S4中，由所述数据包进行包头解析校准后形成所述数据先存储在所述信号处理单元中的固态硬盘里，再将存储在所述固态硬盘里的数据通过所述以太网网络或4G网络发送至监控服务器。

10.根据权利要求7所述微地震数据采集的实时监控方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述监控服务器还能通过所述以太网网络或4G网络采集所述信号处理模块的信息并进行远程修改。