NO331496B1 - System og fremgangsmate for synkronisering av systemgenererte seismiske hendelser - Google Patents

Abstract

Et system for synkronisering av et seismisk system med multiple subsystemer. Et styringssystem overfører en melding til utvalgte subsystemer og en indre subsystemteller nullstilles til en valgt epoke. Avhengig av meldingen eller av en intern instruksjonskode, initierer hvert subsystem en hendelse eller sekvens av hendelser synkronisert med den valgte epoken. Systemet er basert på den relative opptreden av sykliske hendelser og er ikke avhengig av overføringen av et absolutt tidssignal. Systemet er selvrettende og reduserer systemfeil og reduserer data- overføringen som kreves for systemkontroll og operasjon. Systemet tillater autonom asynkron operasjon av et subsystem uten kontinuerlig kontroll av en sentral styring som funksjon av tiden, og kan interaktivt gi respons på hendelser uten intervensjon fra den sentrale styringsenheten.

Description

Denne oppfinnelsen gjelder f eltet som omfatter seismiske datainnsamlings-operasjoner. Mer bestemt dreier denne oppfinnelsen seg om et unikt system for synkronisering av seismiske subsystemer ved hjelp av uavhengig modultidsstyring. Seismiske datainnsamlinger krever koordinering av tallrike systemkomponenter. I marinseismiske operasjoner tauer seismiske fartøyer luftkanoner gjennom sjøen for å generere seismiske energikilder. Akustiske bølger fra luftkanonene forplanter seg nedover i sjøen og underliggende geologiske strukturer og reflekteres ved lag-grenseflater mellom de geologiske strukturene. De reflekterte signalpulsene returnerer til overflaten og detekteres med sensorer som taues bak det seismiske fartøyet.

Seismisk signalprosessering krever tid- og posisjonskorrelering mellom de seismiske energikildene og de reflekterte signalene. Varigheten av tiden mellom energikildene og de reflekterte signalene avhenger av faktorer som vanndybden, den underjordiske elevasjon av den reflektive laggrenseflaten, og underjordisk geologi. Synkronisering av kildene og de reflekterte signalene er nødvendig for den nøyaktige evalueringen av data. Synkronisering er nødvendig for posisjoneringen av de individuelle komponenter som skuddtidspunkt, skuddregistreringstidspunkt, og samplingtider innenfor det seismiske dataregistrerings-systemet. I tillegg er synkronisering relevant for kvalitetskontroll-prosedyrer for testing av nøyaktigheten i tidsdomenet og for testing av hendelsers reelle tidsforløp sammenlignet med ideelle tidsforløp. Tallrike tidtakings-feilkilder påvirker nøyaktigheten ved hele det seismiske undersøkelsessystem. Reduksjonen av feilkilder er særlig viktig i tredimensjonal seismisk innsamling og i prosesseringssystemer med data-belastninger eller - mengder og feilkilder som man ikke finner innen konvensjonell 2-D seismisk teknikk.

I konvensjonelle synkroniseringssystemer reduseres disse feilkildene ved å tidsstyre alle hendelser med en enkelt klokke som gir en absolutt tidsreferanse.

I et marinseismisk system avhenger synkroniseringen av den absolutte tid, fartøyshastighet og subsystemets posisjonsdata. Det seismiske fartøyets navigasjonssystem bestemmer posisjonen hvor luftkanonen genererer den akustiske kildeenergien. Hver reflektert puls blir detektert ved hydrofondataregistrerings-subsystemer, og signaler overføres via materielle linjer ("hard lines") eller via radiooverføring. I store array kringkaster en sentral styringsenhet et absolutt tidssignal til hvert av subsystemene, og de innsamlede data overføres tilbake til den sentrale styringsenheten. Slik kontinuerlig dataoverføring krever vesentlige og generelt kontinuerlige båndbreddeegenskaper.

Konvensjonelle hendelses-synkroniseringssystemer håndterer seismiske hendelsestidspunkt som diskrete hendelser med referanse til en absolutt tidsskala. Alle hendelser innenfor den seismiske undersøkelsen aktiveres ved utløser-("trigger") -pulser fra et navigasjons-subsystems startpuls, og slike operasjons-systemer reduserer system-synkroniseringsfeil ved å kringkaste et absolutt tidssignal til indre ur i hvert subsystem. Navigasjonssystemet forutsier avfyringsposisjonen ved et valgt hendelsestidspunkt, og hendelsestidspunktet blir kringkastet fra en sentral styringsenhet til alle undersøkelses-subsystemer før det valgte hendelsestidspunktet, og subsystemet genererer hendelses-pulser basert på de forhåndsprogrammerte tidene. I denne systemarkitekturen avhenger hvert subsystem av nøyaktigheten av den synkroniserte tidsstandarden. Således forårsaker systematiske feil i overføringen og utløsingen av pulsene forsinkelser og unøyaktigheter overalt i hele systemet.Tallrike teknikker har blitt utviklet som retter seg mot synkronisering og styring av et seismisk innsamlingssystem. Patentet US 5 359 575 (Williams et al.), 1994, beskriver et undervanns pulssporingssystem for forbedring av signaldeteksjon og sporing i undervanns akustiske anordninger som mottar et sett med akustiske pulser som sendes ut som respons på repetitive synkroniseringshendelser. Pulsdetektoren har en justerbar deteksjonsterskel. US 3 144 651 (Savit et al.), 1964, viser et apparat for registrering av seismiske inndata-signaler. Registreringssyklen starter med en første hendelse som rotasjonen av en tidsregistreringstrommel. En andre hendelse tilsvarende en definert "nullmerketid (T=0)" genererer et tidsbrytersignal for frakobling av tidsregistreringstrommelen. I US 3 144 651 (Thigpen) ,1970, mottar et seismisk registrerings- og prosesserings-apparat tidssignaler fra et svitsje- og tidsforsinkelses-logisk nettverk som opererte på et ur med absolutt tid. I US 3 704 444 (Scmit), 1972, opererer en programsekvenser en tidsstyringsklokke, og US 3 744 019 (Schmitt), 1973, frembrakte et ur med absolutt tid for koordinering av feltinnsamlingen av seismiske signaler.

I US 4 041 443 (Thigpen), 1977, synkroniserer et ur tilsluttet en styring, operasjoner med seismiske prosesseringskomponenter, og styringen gir utvalgte tidssoner for å muliggjøre forskjellige samplingrater. I US 4 042 906 (Ezell), 1977, overføres seismiske data i sanntid fra individuelle slavestasjoner til en vertsstasjon med en ur-oscillator med absolutt tid og en intervallteller. Skudd-øyeblikket og spennvidden av de individuelle slavestasjonene blir overført til vertsstasjonen, og en sekvensieringskretsen fremskaffes av klokkepuls-innmating fra ur-oscillatoren.

I US 4 042 906 (Siems et al.), 1978, overfører et repeater-nettverk et lokalt selvtidtakende fasekodet dataord over en dataforbindelse til en sentralstasjon.

Deretter mottar, regenererer og gjenutsender repeaternettverket selvtidtakende fasekodede dataord fra nedenforstående sendermottakerenheter i nettverket. En multiplekser initierer en skannesyklus som er "interrupf-erbar ved å tilbakestille multiplekseren etter at signaler fra et forhåndsvalgt antall innmatingskanaler har blitt samplet. I US 4 152 691 (Ward), 1979, gir et verts-styrings og -innsamlingssytem et nulltidssignal for korrelering av aktiveringen av en kilde og et tidsgrunnlag for datainnsamlingsenheter, og gir et tidsstyringssignal på slutten av innsamlings-enhetenes registreringer. I US 4 224 474 (Savit), 1980, blir en rekke registrerings-signaler initiert ved ønskede intervaller, og et forhåndsbestemt antall registrerings-kanaler blir identifisert innenfor en utvalgt blokk. Påfølgende registreringssykler innenfor en blokk blir tilegnet unike tilsvarende adresser. I US 4 549 285 (Fleurance et al.), 1985, blir datakorrelasjoner utført i sanntid med et styringssignal. I US 4 589 100

(Savit), 1986, omfatter en sentral stasjon innbefattet et hovedur for avfyring av en lydkilde. Fjerntliggende seismiske dataregistreringsenheter hver omfattende et separat ur for utførelse av funksjoner som for eksempel selektiv deaktivering av den fjerntliggende enheten for å spare energi. I US 4 686 474 (Olsen et al.), 1987, blir systemsynkronisering gitt ved hjelp av et ur i en hovedregnemaskin som utløser lokale ur for synkronisering av innsamling av geofysiske data og posisjoneringsdata.

US 5 058 080 (Siems et al.), 1991, utfører systemsynkronisering ved kontinuerlig overføring av et kommandosignal med et klokkesignal.

US 5 548 562 (Helgerud et al.), 1996, beskriver et pulset synkronisert system

med en hovedstyring for å forutsi et hendelsestidspunkt for generering av en puls eller kommando ved det korrekte tidspunkt. En mottaker får signaler fra et satellitt-

navigasjonssystem som Global Positioning System (GPS) basert på en operativ tidsstandard som Universal Time Coordinated (UTC). Slike tidsstandarder blir så forsynt til utvalgte subsystemer i det seismiske undersøkelsessystemet, og subsystemene genererer en hendelse ved det bestemte tidspunktet. En puls eller kommando er påkrevet for hver ønsket hendelse, og klokken gir kontinuerlig signaler til systemkomponentene.

Som beskrevet ovenfor krever konvensjonelle synkroniseringssystemer et hovedur som gir en absolutt tidsstandart for utførelse av subsystemets hendelser. Slike systemer krever også kontinuerlig toveis datakommunikasjon og korrdinering mellom hovedstyringen og fjerntliggende individuelle subsystemer. Denne toveis-kommunikasjonen krever tilgjengelige kommunikasjonsforbindelser og krever nøyaktige ur i subsystemene som er korrelert med hoveduret.

Systemfeilene og prosesseringskravene for konvensjonelle systemer demonstrerer et behov for et forbedret seismisk synkroniseringssystem som kan kommunisere mer data innenfor den tilgjengelige kommunikasjonsbåndbredden. Systemet bør være pålitelig og bør overføre seismiske data på en effektiv måte og innenfor aksepterbare nøyaktighetsgrenser.

Denne oppfinnelsen gir et system for synkronisering av seismiske hendelsesdata. Systemet omfatter et programmerbart subsystem for detektering av hendelsen og for eksekvering av et valgt subsystem etter detekteringen av hendelsen, og en tidsstyring tilkoblet subsystemet med en nulltidsstilling. Tidsstyringen er aktiverbar av hendelsen og kan tilbakestilles til nulltidsstillingen etter fullførelsen av hendelsen. I andre utførelser av oppfinnelsen kan systemet omfatte et andre subsystem for detektering av hendelsen og for eksekvering av en valgt funksjon etter detekteringen av hendelsen. I forskjellige utførelser av oppfinnelsen kan subsystemet programmeres til å foregripe eller etterfølge "epoke"-tider, eller kan programmeres til å operere basert på multipler eller brøkdeler av epoketider.

Fremgangsmåter ifølge oppfinnelsen omfatter trinnene med å operere et subsystem for å detektere en hendelse og for å eksekvere en utvalgt funksjon etter detektering av hendelsen, å operere subsystemet til å utføre en valgt funksjon, å registrere data angående den valgte funksjonen, og å forberede subsystemet til å detektere en andre hendelse. Fig. 1 illustrerer en utførelse av oppfinnelsen med lokal eller nesten lokal hovedtidsstyring, med lokal styrings og planlegging.

Fig. 2 illustrerer fjern hovedtidsstyring med lokal styring og planlegging.

Fig. 3 illustrerer overføring av epoketidsstyring samt styring og dataoverføring via satellittforbindelse.

Fig. 4 illustrerer tidsgrunnlags- hendelsestidsstyring for suksessive epoker.

Fig. 5 illustrerer hendelsestidsstyring knyttet til grunnlagstidsstyringen.

Fig. 6 illustrerer hendelsestidsstyring med dobbelt så lang periode i forhold til grunnlagstidsstyringen. Fig. 7 illustrerer hendelsestidsstyring med en periode som er tre ganger så lang som grunnlagstidsstyringens periode. Fig. 8 illustrerer en mellom-hendelsene-tidsstyring hvor synkroniseringspunktene og utstyrs-aksjoneringspunktene kan foregripe eller etterfølge grunnlagstidsstyrings-epokene.

Denne oppfinnelsen beskriver et unikt system for synkronisering av seismisk relaterte hendelser og data relatert til slike hendelser. Oppfinnelsen bygger på erkjennelsen av at seismiske hendelser er høyst sykliske og relaterte, og kan operere innenfor et tillatelig usikkerhetsområde. For eksempel omfatter en typisk seismisk hendelse avfyringen av luftkanoner i marint miljø for å generere et akustisk energisignal. Dette signalet gjentas omtrent hvert tiende sekund og initierer aktiveringen av systemer for registrering av data som er relevante for hvert akustisk energisignal. Fordi den relative posisjon av det marinseismiske systemet kontinuerlig forandrer seg, må hvert datasett tilegnes en grunnleggende seismisk hendelse før data relatert til en seismisk hendelse kan prosesseres, og før sammenligning av data for forskjellige seismiske hendelser kan prosesseres. Selv om konvensjonelle systemer synkroniserer alle hendelser og datainnsamling til et ur med absolutt tid, viser den foreliggende oppfinnelse et unikt system og teknikk for synkronisering av seismiske hendelser og korrelativ datainnsamling.

Fig. 1 gir en skjematisk representasjon som er relevant i forhold til en utførelse av oppfinnelsen. En hovedtidskilde 10 er anordnet i samband med et kringkastingstårn 12 for trådløs overføring av "epoker" (som defineres nedenfor) av tidsstyringssignaler til fjerntliggende innretninger 14 til 14+N, og til styringsenheten 16. Innretningene 14 kan omfatte forskjellige anordninger som for eksempel energigeneratorer, dataregistrerere eller andre typer utstyr. Styringsenheten 16 er forbundet med en eller flere lokale anordninger identifisert som lokale anordninger 18 til 18+N. I forskjellige utførelser av oppfinnelsen kan de lokale anordningene 18 omfatte hydrofoner eller geofoner, sendere, trykksensorer, posisjonssensorer, dybdesensorer, dataprosessorer, kildeenergigeneratorer og andre typer av datagenerering, detektering eller overføringsinnretninger.

Oppfinnelsen er spesielt egnet for miljø og anvendelser med identifiserbare og repeterbare tidsperioder. Oppfinnelsen er ikke avhengig av et ur med absolutt tid, men kan i stedet operere ut fra et felles tidsgrunnlag med identifiserbare epoker. Som benyttet her defineres en "epoke" som et øyeblikk i tiden som velges som en referanse. En epoke kan ha en definert varighet, eller det kan være et definert tidsintervall mellom epoker slik som det ovenfor ble beskrevet for marine luftkanoner. Et vesentlig trekk ved oppfinnelsen er at usikkerheten for generering av hendelser og for detektering av data kan baseres på en enkelt epoke og tidsperioden forbundet med en bestemt epoke. I det øyeblikk tidsgrunnlaget ("time base") er kjent, kan et felles minste signifikante tall eller verdi etableres for alle substasjoner. Et slikt minste signifikante tall blir den tillatelige feil for de hendelsesdrevne data, og derved tillates en større målefleksibilitet enn det som tillates i ordinære systemer. For eksempel kan den minste signifikante tidsverdi bestemmes ved den minimalt aksepterbare tidsusikkerheten for en større hendelse som avfyringen av en seismisk energikilde som en luftkanon. Dersom usikkerheten assoriert med luftkanon-avfyringen er 0,0005 sekunder blir denne usikkerheten den minste signifikante verdi for alle subsystemer assosiert med hendelser eller datagenerering relatert til slik luftkanon-avfyring.

Ved å begrense usikkerheten ved hendelser og datainnsamling til en enkelt epoke, blir den totale usikkerheten vesentlig redusert fordi usikkerheten ikke akkumuleres over tid. I konvensjonelle systemer blir målinger assosiert med en første hendelse påvirke alle påfølgende hendelser og målinger, og krever derfor tidsjusteringer for uret med absolutt tid for alle påfølgende hendelser og målinger. Den foreliggende oppfinnelsen forhindrer slik feilakkumulering ved å nulle hvert sett av hendelser og datainnsamlingsprosedyrer til en enkelt epoke.

En hovedstyringsenhet som styringsenheten 16 identifiserer hvilke subsystemer som kreves for en bestemt oppgave og identifiserer den påkrevde syklusrate for hvert subsystem som anordningen 18. Når en serie med handlinger er påkrevd for en bestemt anordning 18 sender styringsenheten 16 en melding til anordningen 18. Slike meldinger gir syklusraten som en funksjon av det minste signifikante tallet. Etter at meldingen er mottatt av anordningen 18 og som påbegynnes ved den neste epoken eller et gitt antall epoker senere, nuller anordningen 18 tidsintervalltelleren og begynner å utføre funksjonen ved alle tidsinkrementene modulo (heltallsdelt med) den sykliske raten.

Med henvisning til Fig. 1 initierer hovedtidskilden 10 det grunnleggende epokesignalet og overfører et slikt signal til fjerntliggende innretninger 14 og til styringsenheten 16. Etter initieringen av den grunnleggende epoken kan styringsenheten eksekvere et signal til hver lokal anordning 18 for å styre eksekverings-sekvensen for hver lokal innretning 18. I forskjellige kombinasjoner kan eksekveri-ngssekvensene for hver lokal anordning 18 være basert på den samme planleggingen, eller den kan ha lengre eller kortere perioder, eller kan foregripe eller operere etter epokeinitieringen som beskrevet mer utførlig nedenfor. Styrings- og dataoverføringsfunksjoner kan overføres mellom styringsenheten 16 og fjerntliggende innretninger 14.

I en utførelse av oppfinnelsen kan fjerntliggende innretninger 14 omfatte seismiske energikilder som for eksempel luftkanoner som er satt til å detonere hvert tiende sekund. Detoneringen av luftkanoner kan være lik grunnepoken og kan styre opereringen av påfølgende epoker. I denne utførelsen av oppfinnelsen kan lokale innretninger 18 omfatte geofoner for detektering av reflektert seismisk energi og for overføring av slike data til en registrator. I denne utnyttelsen av oppfinnelsen identifiseres luftkanonene som fjerntliggende innretninger 14 og aktiveres for å generere en seismisk energihendelse synonym med den valgte epoken, og de reflekterte data assosisert med en slik seismisk energihendelse identifiseres med den valgte epoken. Mot avslutningen av den ti sekunder lange epoken blir alle system komponentene automatisk nullet og gjort klar til å utføre de respektive funksjonene gjennom tidsintervallet relatert til neste epoke.

Ved å benytte denne tilnærmelsen blir hvert subsystem startet bare en gang med en styringssekvens for å starte en sekvens av hendelser. Styringssystemet behøver ikke initiere hver hendelse på den måten som påkreves i konvensjonelle systemer. Denne tilnærmingen er anvendbar for innsamlingssystemer som befinner seg innenfor et lokalt område og for innsamlingssystemer som er fordelt med en stor arealmessig utbredelse. Hovedstyringen og hvert subsystem kan forbindes med materielle kommunikasjonskanaler eller med radiobaserte telemetrikommunikasjons-forbindelser.

I en utførelse av oppfinnelsen kan en GPS-derivert klokke benyttes i hovedstyringen som styringsenheten 16, og GPS-klokken og alle subsystemer kan være inndelt i felles tidsinkrement på 100 mikrosekunder (0,000100 s). I dette eksempelet ville det minste signifikante tidsintervall være 100 mikrosekunder. Epokebegynnelser settes til ett sekunds inkrementer, og et representativt eksempel på et subsystem for et kanonstyrings-subsystem ville sette en syklusrate på 10 sekunder. I denne utførelsen ville hovedstyringen sende en melding til kanon-styringssystemet til en syklus modulo 100 000. Fordi tiden representerer en fritt løpende heltallstelling med 100 mikrosekunder som minste signifikante tall, ville kanonene bli trukket av hvert 10. sekund begynnende etter den neste andre epoken. Dersom en lignende melding ble sendt til et relatert registreringssystem som innretningen 18, ville de to systemene være synkronisert til den relaterte epoken og den valgte syklusraten. Etter hendelsen ville slik synkronisering tillate kanonsystemet og registreringssystemet være knyttet sammen via tiden og epoketellingene.

Selv om det utsendte GPS- tidssignalet er en adekvat kilde for utledning av tidsgrunnlaget, kan enhver kilde med klart definerte epoker og som gir en neglisjer-bart liten tidsforsinkelse mellom subsystemene benyttes. Som representative eksempler vil WWV-tidssignalet utsendt av United States government, eller et lokalt generert tidssignal kunne benyttes som tidssignalet. Oppfinnelsen krever ikke en svært nøyaktig grunntid fordi grunntiden benyttes til å synkronisere hendelser relatert til diskrete (heltallige) epoker og ikke som den konvensjonelle funksjonen for å gi en hovedtidsstyrings-standard.

Fordi de identifiserbare epokene gir synkroniseringspunkter kan grunntiden omfatte utelatelser hvor en enkelt hendelse mangler. Systemet kan være selvkorrigerende på mange forskjellige måter. For eksempel kan hver epoke gis verdier som et helt antall tidsinkrementer. Subsystemtellere kan flyttes frem for et epoke-antall tellinger hver gang en epoke detekteres. Der hvor en epoke mangler, kan subsystemet anta, at en epoke har funnet sted når en epoke som bør telles med har funnet sted. Dette trekket ved oppfinnelsen gir interne kvalitetskontrollegen-skaper som ikke er å finne i konvensjonelle systemer. Fig. 2 illustrerer en annen utførelse av oppfinnelsen hvori hovedtidsstyringen kan initieres med hovedtidskilden 10 og overføres ved en satellitt 20. Signalover-føring fra hundreder til tusener av kilometer er mulig med denne konfigurasjonen. Satellitten 20 kan omfatte en gjennomgangsinnretning som f. eks en kommunika-sjonssatelitt eller den kan inneholde en halvautonom innretning som f. eks en GPS-satellitt. Dersom satellitten 20 omfattet en GPS-satellitt, blir hovedtidsstyringen for systemene kontrollert og korrigert ved bakkestasjoner slik som hovedtidskilden 10. Denne utførelsen av oppfinnelsen gir sekvensiell initiering med hovedtidskontrollen mens den gir lokal kontroll og planlegging via fjerntliggende innretninger 14 og styringsenheten 16. Fig. 3 illustrerer en annen utførelse av oppfinnelsen hvori epoke-tidsstyringen kommuniseres mellom en hovedtidskilde 10 og satellitten 20 som beskrevet for utførelsen i Fig. 2. Styring og datainformasjon kan overføres mellom fjerntliggende innretning 14 og styringsenheten 16, og epoke-tidsstyring, styrings- og datasignaler kan overføres mellom den fjerntliggende innretningen 14 og styringsenheten 16. Selv om epoke-tidsstyring, styring- og dataoverføring er illustrert som om det gikk via den samme satellitten 20, kan hver av disse separate overføringene transporteres via uavhengige overføringsforbindelser.

I ytterligere utførelser av oppfinnelsen kan et subsystem som f. eks anordningen 18 kringkaste meldinger som kvitterer for hendelser som er generert og omfatter epoketelling samt en offset-telling assosiert med hendelsen. Epoke-offsettellingen kunne være enten negativ eller positiv, og gjøre rede for subsystem-hendelser som intreffer før eller etter en hendelse. I tillegg til informasjon generert fra modulens synkroniseringssystem, kunne en kvitteringsmelding omfatte UTC-tid eller tid utledet fra et GPS-ur. Kvitteringsmeldingen kunne inneholde en sekundær nøkkel til hendelses-tidskontroll. Initieringsmeldingen kunne utvides til å omfatte et antall hendelser som skal genereres av et subsystem. I tillegg kan den minste signifikante tidsverdi for subsystemene utvikle forskjellige nøyaktighetsnivåer innenfor hendelsen eller datainnsamlingen for en epoke. Figurene 4-8 illustrerer tidsrekker som viser fleksibiliteten av oppfinnelsen overfor sykler som er forskjellig fra den grunnleggende epoke-raten eller -intervallet. Fig. 4 illustrerer initieringspunktet og varigheten for suksessive epoker vist som hovedtidsstyrings-epokene N til hovedtidsstyringsepoke N+1. Fig. 5 illustrerer hendelsesstyring hvor hver syklus presist korreleres med hovedtidsstyringen illustrert i Fig. 4. Fig. 6 illustrerer hendelsestidsstyring hvor hver epoke M har en varighet som er dobbelt så lang som hovedtidsstyringenen vist i Fig. 4. Fig. 7 illustrerer hendelsestidsstyring hvor hver epoke L har en varighet tre ganger lenger enn hovetids-styringen vist i Fig. 4.

Disse utførelsene av oppfinnelsen demonstrerer hvordan forskjellige subsystemer kan initieres ved aktiveringen av en enkelt hovedtidsstyringsepoke, og som ikke krever separate tidsstyringssignaler for å fortsette påfølgende operasjon. Som en konsekvens av dette blir overføringen av signaler fra en styringsenhet til de forskjellige subsystemene svært redusert, og derved reduseres signaloverføringsfeil og det åpner opp for økt kommunikasjonskapasitet ("bandwidth") i dataoverførings-systemene. Likeledes reduserer operasjonen av subsystemene for datainnsamling i intervaller større enn hovedtidsstyringsintervallet antallet av signaler for signal-overføring tilbake til den sentrale styringsenheten, og åpner derfor opp for ytterligere kommunikasjonsbåndbredde i dataoverføringssystemet. Et subsystem som en innretning N kan registrere og utføre foreløpig prosessering på dataene, og de prosesserte dataene kan overføres til en sentral registreringskilde som styringsenheten 16 etter inntreff av en valg antall epoker. Denne evnen til systemet tillater data å være sekvensiert under overføringen uten å generere tilleggsfeil i dataover-føringssystemet.

Fig. 8 illustrerer en annen utførelse av oppfinnelsen hvor mellomepoke-hendelsene kan gis innenfor systemet. Epokene kan inndeles slik som illustrert for å etablerte diskrete tidshendelser som er kortere enn epokevarigheten. Synkroniseringspunkter som illustrert kan settes ved en syklus forskjellig fra hovedtids-styringsepokene, og subsystem-aktiveringspunktene K til K+6 kan aktiveres som illustrert. Forskjeller i sekvensene mellom synkroniseringspunktene og subsystem-aktiveringspunktene K og videre kan brukes til å korrelere hendelsestiden, og til å gi kvalitetskontroll i å synkronisere hendelser til valgte epoker.

Den foreliggende oppfinnelsen gir et unikt synkroniseringssystem med eksepsjonell anvendelse for styringsenheter for komplekse hendelser og datainnsamlings- og overføringssystemer. Oppfinnelsen er anvendelig for systemer med tusener av individuelle innretninger og subsystemer, som i land- og marint baserte seismiske utforskningssystemer. Sy ste mtid s sty r i ng sf I e ks i b i I itet tillater adresserbar henvendelse med sub-multipler og supermultipler av epoker, og derved tillates hendelse- og datainnsamlingstidsstyring tidspunktet for en valgt epoke. Signifikante feil i urenes tid elimineres fordi hendelser og datainnsamling er knyttet til eksekveringen av en enkelt epoke. Multiple hendelser og datainnsamlingsprosedyrer kan startes med et enkelt signal, og kan sykles over et valgt intervall eller antall epoker, eller kan fortsette på ubestemt tid inntil det avbrytes av et signal eller en utenforliggende hendelse.

Oppfinnelsen tillater fullstendig autonom operasjon for fjerntliggende innretninger og subsystemer, og eliminerer derved feil forårsaket i signaloverføring, og gir pålitelighet i hele systemet i innsamling, registrering og prosessering av hendelsesdata. I tillegg til dataene og annen informasjon generert ved et subsystem eller innretning, kunne en kvitteringsmelding omfatte UTC-tid eller tid fra et GPS-ur for å gi sekundær styring over hendelsestidsfeil-kontroll. Initieringsmeldingen som oversendes til subsystemene kan omfatte antall hendelser som skal genereres og den minste signifikante tidsverdi for tilfeller hvor subsystemene kan generere multiple nøyaktighetsnivåer.

Systemet som er gitt ved oppfinnelsen er selvrettende, reduserer systemfeil, og reduserer dataoverføringen som kreves for system kontroll og operasjon. Systemet tillater autonom asynkron operering ved et subsystem uten kontinuerlig styring fra en hovedstyringsenhet som en funksjon av tiden. Systemet kan interaktivt gi respons på hendelser uten intervensjon fra hovedstyringen, omfattende oppstart og nedstenging av valgte operasjoner.

Claims (25)

1. Et system for synkronisering av en systemgenerert seismisk hendelse, omfattende følgende trekk: et programmerbart subsystem for detektering av hendelsen og for eksekvering av en utvalgt funksjon som påfølger detekteringen av hendelsen; en tidsstyring sammenkoblet med subsystemet der systemet erkarakterisert vedat: tidsstyringen som anvendes med nevnte subsystem har en nulltidssetting, der nevnte tidsstyring er aktiverbar ved hendelsen og kan tilbakestilles til nulltidssettingen etter fullførelsen av hendelsen.

2. Et system ifølge krav 1, karakterisert vedat subsystemet et programmerbart til å eksekvere multiple funksjoner som følger etter detekteringen av hendelsen.

3. Et system ifølge krav 1, karakterisert vedat tidsstyringen kan tilbakestilles til null etter fullførelsen av et valgt tidsintervall større enn hendelsens varighet.

4. Et system ifølge krav 1, karakterisert vedat tidsstyringen er tilbakestillbar til null etter fullførelsen av et valgt tidsintervall mindre enn hendelsens varighet.

5. Et system ifølge krav 1, karakterisert vedat tidsstyringen er tilbakestillbar til nulltidssettingen etter detekteringen av en andre hendelse.

6. Et system ifølge krav 1, karakterisert vedat det videre omfatter midler for å registrere data vedrørende den valgte funksjon eksekvert ved subsystemet.

7. Et system ifølge krav 6, karakterisert vedat det videre omfatter et andre programmerbart subsystem for detektering av hendelsen, hvor det andre subsystemet er i stand til å eksekvere en utvalgt funksjon etter detekteringen av hendelsen; hvor dataregisteringsmidlene er i stand til å kommunisere med det første subsystemet og hvor det andre subsystemet registrerer data vedrørende funksjonen eksekvert ved hvert subsystem.

8. Et system ifølge krav 7, karakterisert vedat det videre omfatter en prosess og sammenkoblet med det første og det andre subsystemet for prosessering av data med hensyn til funksjonen eksekvert ved hvert subsystem.

9. Et system ifølge krav 8, karakterisert vedat prosessoren er i stand til å synkronisere slike prosesserte data med en spesifikk hendelse.

10. Et system ifølge krav 1 videre omfattende et andre subsystem for detektering av hendelsen hvor subsystemet er i stand til å eksekvere en utvalgt funksjon etter detektering av hendelsen, der subsystemet i krav 1 er et første subsystem; der tidsstyringen sammenkoblet med det andre subsystem for initiering av en valgt funksjon etter detekteringen av hendelsen ved tiden null hvor tidsstyringen er tilbakestillbar til en nulltidsstilling.

11. Et system ifølge krav 10, karakterisert vedat tidsstyringen er tilbakestillbar til nulltidsstilling etter fullføringen av hendelsen.

12. Et system ifølge krav 10, karakterisert vedat tidsstyringen er tilbakestillbar til nulltid etter fullførelsen av et utvalgt tidsintervall.

13. Et system ifølge krav 10, karakterisert vedat det omfatter midler for registrering av data med hensyn til den utvalgte funksjon eksekvert ved første og andre subsystemene.

14. Et system ifølge krav 13, karakterisert vedat dataregistreringsmidlene omfatter en enkelt kommunikasjonsinnretning med den første substasjonen og med den substasjonen.

15. Et system ifølge krav 13, karakterisert vedat det omfatter en prosessor sammenkoblet med dataregistreringsmidlene for prosessering av de registrerte dataene.

16. En fremgangsmåte for operering av et seismisk data-innsamlingssystem for å synkronisere responser fra systemgenererte seismiske hendelser med et programmerbart subsystem karakterisert vedat det omfatter følgende trekk: operering av subsystemet fra en utgangsposisjon for å detektere en hendelse hvor subsystemet er preprogrammert for å eksekvere en utvalgt funksjon etter hendelsesdetekteringen; operering av subsystemet for å utføre den valgte funksjonen; registrering av data med hensyn til den utvalgte funksjonen; og forberedelse av subsystemet til å detektere en andre hendelse ved tilbakestilling av subsystemet til utgangsstillingen.

17. En fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert vedat hendelsen omfatter et signal fra en styringsinnretning, og hvor subsystemet er forhåndsprogrammert til å utføre den valgte funksjonen etter detekteringen av signalet.

18. En fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert vedat dataene registreres av styringsinnretningen.

19. En fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert vedat subsystemet utfører den valgte funksjon etter et valgt tidsintervall etter detekteringen av styringssignalet.

20. En fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert vedat hendelsen omfatter et seismisk kildesignal.

21. En fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert vedat den videre omfatter trinnet med å operere subsystemet etter detekteringen av en enkelt hendelse, for å utføre en mengde av valgte funksjoner.

22. En fremangsmåte ifølge krav 16, karakterisert vedat den videre omfatter trinnene med å operere minst to forhåndsprogrammerte subsystemer til å detektere hendelsen og til å utføre forskjellige valgte funksjoner etter detekteringen av hendelsen.

23. En fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert vedat trinnet med å forberede subsystemet til å detektere en andre hendelse omfatter trinnet med tilbakestilling av et ur til null.

24. En fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert vedat den omfatter trinnet med sletting av de registrerte data dersom dataene ikke tilfredsstiller kravene etter valgte parametre mellom første og andre hendelse.

25. En fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert vedat den videre omfatter trinnene med programmering av subsystemet for å utføre en valgt funksjon som respons på syklisk detektering av signalene.