模块化地震节点制造技术

一种地震节点组件（100），包括电源（144）和地震传感器（110），例如，其中电源设置在电源模块（102）中并且地震传感器设置在传感器模块（104）中。通过电源（或电源模块）和传感器（或传感器模块）之间的选择性接合可以限定联接，其中电源电联接到地震传感器，或者可以使用单个壳体。地震传感器（110）被配置成用于在部署到地震介质时采集地震数据，并且水声应答器（118）或无线收发器（162）可以适于在部署和取回期间或者在节点被操作性地部署到地震介质时通信命令和时钟信号。

Modular seismic node

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化地震节点相关申请的交叉引用本申请要求保护2017年5月25日提交的题为“MODULARSEISMICNODE”的美国临时专利申请号62/511,105和2017年6月30日提交的题为“MODULARSEISMICNODE”的美国临时专利申请号62/527,646的优先权，其中每个申请的全部内容和目的通过引用并入本文。
本申请大体涉及地球物理勘探，并且更具体地涉及地震数据采集和传感器技术。特别地，本申请涉及用于海洋地震勘测的传感器系统，包括但不限于海底线缆、自主地震节点和拖曳节点系统。
技术介绍
石化产品在现代经济中普遍存在，并且可以在从石油和汽油到医疗装置的所有事物、儿童玩具和各种日常生活用品中找到。为了满足对这些产品的持续需求，必须准确地定位和勘测油气储备，使得能够有效地管理这些重要资源。因此，存在对新的地震传感器系统和更先进的勘探技术的持续需求。科学家和工程师通常利用基于地震波的勘探来定位新的油气藏，并随着时间的推移勘测和管理现有储备。通过在感兴趣的区域上部署地震传感器或接收器的阵列，并监控对经由诸如振动器、气枪阵列或爆炸物引爆的地震源的地震能量的受控发射的响应，来执行地震勘测。该响应取决于从矿物储层和其它地下地层反射的地震能量，从而允许生成对应结构的图像。传统的海洋地震勘测通常通过在勘测船后面拖曳地震传感器或接收器的阵列来进行，其中接收器沿着一个或多个拖缆线缆分布。使用一组气枪或其它地震源来生成地震能量，该地震能量向下传播通过水柱以穿透海底（或其它底表面）。地震能量的一部分从地下结构反射，并通过水柱返回以在拖缆阵列中被检测到。替代地，地震接收器也可以沿着海底线缆设置，或以分布在海床上的独立的自主地震节点的形式提供。地震接收器包括压力传感器和质点运动检测器两者，其可以作为独立的传感器部件提供，或者与在接收器模块或地震节点内紧密靠近地提供的两种传感器类型组合在一起。例如，一组压力传感器可以被配置在水听器阵列中，并且适于记录传播通过水柱或其它地震介质的地震波场的标量压力测量结果。质点运动传感器包括加速度计和地音探测器，它们可以提供表征响应于传播的地震波的介质运动的单轴线或三维矢量速度测量结果。通过用这种接收器部件的阵列观测反射的地震能量来采集与地下结构有关的地球物理数据。所得到的地震信号可以用于生成表征勘测区域中及其周围的地下组成和地质情况的图像。
技术实现思路
本申请涉及模块化地震节点组件，其被配置成用于部署到地震波传播通过的水柱或其它介质。取决于实施例，该节点系统可以包括可分离的传感器模块和电源模块、或单个模块化节点设备。合适的传感器模块可包括至少一个地震传感器和时钟，所述至少一个地震传感器被配置成响应于地震波或波场而生成地震数据，所述时钟被配置成用于将地震数据与时钟信号或其它定时信号相关联。合适的电力模块可包括至少一个电源和具有用于存储地震数据和相关联的时钟信号的容量的存储器。还可以提供应答器；例如配置成用于通过周围地震介质的控制信号的外部通信的水声应答器或无线收发器配置。节点可以基于来自应答器的控制信号而以省电模式操作。在一些实施例中，传感器模块包括从基座或框架部件延伸的细长叶片或轴向区段，其具有至少一个地震传感器。电源模块（或电力模块）包括从第二基座或框架部件延伸的一个或多个细长叶片或纵向区段，其中至少一个电源被配置成向传感器模块提供电力以用于地震传感器的操作。节点系统可以通过将传感器和电力模块选择性地联接在一起而组装；例如以与设置在电力模块的第一纵向区段和第二纵向区段之间的传感器模块的轴向区段轴向或纵向接合的方式组装。通过将电力模块从传感器模块选择性地脱离或分离，可以拆卸节点系统；例如在地震数据采集之后回收节点系统之后拆卸。在一些实施例中，通过将轴向区段从电力模块的纵向区段之间滑出而使模块沿着水平或纵向平面脱离，可以将传感器模块与电源模块分离。可以提供联接销机构以接合两个模块；例如通过操纵销与传感器模块的联接构件接合。当部署在海床或其它表面上时，轴向区段和纵向区段可布置在大体水平的平面中，其中，电力模块的纵向区段在地震节点的相对的侧向侧上，并且第一基座部件和第二基座部件在相对的端部上。应答器可以沿着纵向轴线设置；例如设置在节点的一个端部上的传感器模块的基座部件中。提供本概述以介绍在详细描述中进一步描述的精选相关技术概念。本概述不旨在标识本专利技术的关键优点或必要特征，也不旨在限制权利要求的范围。在包括本专利技术的各种代表性示例和实施例的以下书面描述中提供了所要求保护的主题的附加特征、细节、实用性和优点的更详细的呈现，并且如附图中所示。附图说明图1是在根据本公开适合于使用的实施例中的模块化地震节点系统的透视图。图2是地震节点系统的俯视截面图，其示出了传感器模块和电源模块的内部部件的示例性配置。图3是在传感器模块和电源模块脱离的加套配置中的地震节点系统的等距视图。图4是地震节点系统的俯视平面图。图5是地震节点系统的等距视图，其中传感器和电源模块在护套壳体内接合。图6是在适合于与根据本公开的一个或多个模块化地震节点系统一起使用的实施例中的示例性地震勘测的示意性表示。图7A是具有附接机构的模块化地震节点系统的等距视图，该附接机构被配置成用于联接到用于在地震勘测中部署的绳索或线缆。图7B是具有替代附接机构的模块化地震节点系统的等距视图。图7C是替代附接机构的俯视截面图。图7D是替代附接机构的剖视图，其示出了绳索或线缆。图8A是具有处于第一（脱离）位置的联接机构的模块化节点的截面图。图8B是模块化节点的替代截面图，其示出了处于第二（接合）位置的联接机构。图8C是用于模块化节点的传感器组件的透视图，其中联接机构处于第一位置。图8D是传感器组件的侧视细节图，其示出了处于第二位置的联接机构。图9A是处于第一位置的联接机构的侧视图。图9B是处于第二位置的联接机构的侧视图。具体实施方式下面，参考本专利技术的实施例。然而，应当理解，本专利技术不限于具体描述的实施例。如就各种实施例而言所描述的，以下特征和元件的任何组合都被设想用于实施和实践本专利技术。尽管本专利技术的各种特征可提供优于现有技术的优点以及优于针对本文所解决的问题的其它可能的解决方案的优点，但是无论是否实现这些优点，都不将本专利技术限制于给定的实施例。本专利技术的以下方面、特征和优点仅仅是说明性的，并且不被认为是所附权利要求的元素或限制，除非在其中明确地陈述。同样，对“本专利技术”的引用不应被解释为对本文所公开的任何主题的概括，并且除非明确包括在其中，否则不限制权利要求。图1是在根据本公开适合于使用的实施例中的模块化地震接收器或节点系统100的透视图。图2是地震节点系统100的俯视截面图，其示出了电源模块102和传感器模块104的内部部件的示例性配置。如图1和2所示，模块化地震节点系统（或节点组件）100包括被配置成用于与传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地震节点组件，包括：/n电源模块，其具有设置在其中的电源；/n传感器模块，其被配置成用于与所述电源模块选择性地接合，所述传感器模块具有设置在其中的至少一个地震传感器；以及/n通过与所述电源模块和所述传感器模块的选择性接合限定的联接，其中，所述电源电联接到所述至少一个地震传感器，并且能够选择性地从所述至少一个地震传感器分离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170525 US 62/511105;20170630 US 62/5276461.一种地震节点组件，包括：
电源模块，其具有设置在其中的电源；
传感器模块，其被配置成用于与所述电源模块选择性地接合，所述传感器模块具有设置在其中的至少一个地震传感器；以及
通过与所述电源模块和所述传感器模块的选择性接合限定的联接，其中，所述电源电联接到所述至少一个地震传感器，并且能够选择性地从所述至少一个地震传感器分离。


2.根据权利要求1所述的地震节点组件，还包括：
至少第一纵向区段和第二纵向区段，所述第一纵向区段和第二纵向区段从所述电源模块的基座延伸，所述纵向区段中的每一者具有设置在其中的所述电源的一部分；以及
所述传感器模块的轴向区段，所述轴向区段被配置成用于在所述电源模块的所述纵向区段之间的选择性接合，其中，所述至少一个地震传感器在所述纵向区段之间设置在所述轴向区段内。


3.根据权利要求2所述的地震节点组件，其中，所述传感器模块的所述轴向区段沿着所述地震节点组件的轴线定向，其中，所述电源模块的所述第一纵向区段和第二纵向区段在轴向区段的相对侧上邻近所述轴向区段侧向地设置，所述地震节点组件的重心沿着轴线设置。


4.根据权利要求3所述的地震节点组件，其中，所述至少一个地震传感器包括在所述传感器模块的所述轴向区段内围绕所述地震节点组件的重心设置的质点运动传感器。


5.根据权利要求2所述的地震节点组件，还包括联接到所述传感器模块的横向延伸的框架构件并且从其纵向延伸的第一接收结构和第二接收结构，所述接收结构配置成在联接到所述传感器模块时接合所述电源模块的所述第一纵向区段和第二纵向区段。


6.根据权利要求1所述的地震节点组件，还包括从所述传感器模块的轴向区段纵向延伸的连接器，所述连接器被配置成与在所述电源模块的纵向区段之间横向延伸的基座构件或底盘形成所述联接。


7.根据权利要求6所述的地震节点组件，还包括在与所述轴向区段相对的一侧上联接到所述传感器模块的框架或底盘的盖部件，以及设置在所述盖与所述框架或底盘之间的至少一个压力传感器。


8.根据权利要求6所述的地震节点组件，还包括护套，所述护套围绕所述传感器模块的所述轴向区段同轴地设置并且围绕所述电源模块的所述纵向区段延伸，所述护套被配置成在所述电源模块与所述传感器模块之间接合以限定所述地震节点组件的外表面。


9.根据权利要求1所述的地震节点组件，还包括联接机构，所述联接机构被配置成将所述电源模块与所述传感器模块机械地接合以及将所述电源模块从所述传感器模块机械地脱离，其中，所述联接机构包括以下中的一者或多者：
轴，所述轴具有锥形区段，所述锥形区段适于与限定在所述传感器模块的轴向区段上的凹槽或槽接合和脱离，所述轴向区段设置在所述电源模块的纵向区段之间；或
适于气动致动、手动致动的活塞。


10.根据权利要求1所述的地震节点组件，还包括适于将所述地震节点组件联接到绳索或线缆的附接系统，所述附接系统具有适于赋予绳索或线缆曲率的至少一个绞盘机构，其中，用于绳索或线缆的负载释放张力基于曲率被维持在工作极限以下。


11.根据权利要求1所述的地震节点组件，还包括水声应答器，所述水声应答器被配置成用于通过地震介质来通信控制信号，所述地震节点组件被部署到所述地震介质，其中：
所述水声应答器沿着所述地震节点组件的轴线与所述电源模块相对地设置在所述传感器模块中或所述传感器模块上；或
控制信号包括模式信号，其适于使所述地震节点组件在省电模式和采集模式之间切换，在省电模式中，所述传感器模块降低的电力状态中操作，在采集模式中，所述传感器模块从所述地震介质采集地震数据。


12.根据权利要求11所述的地震节点组件，还包括数据采集系统，所述数据采集系统具有设置在所述传感器模块内的时钟和设置在所述电源模块内的存储器，其中，所述数据采集系统被配置成用于从所述至少一个地震传感器收集地震数据，并且所述存储器被配置有用于存储具有来自所述时钟的相关联的定时信号的地震数据的容量。


13.根据权利要求12所述的地震节点组件，其中，所述存储器被配置成用于在所述电源模块与所述传感器模块分离的情况下以及在所述电源与所述数据采集系统电分离的情况下检索所述地震数据。


14.根据权利要求12所述的地震节点组件，还包括在地震节点组件上提供的射频或无线收发器，所述收发器被配置成用于同步时钟以用于将地震节点组件部署到地震介质。


15.一种用于操作地震节点的方法，所述方法包括：
提供电源模块，所述电源模块具有设置在其中的电源；
提供传感器模块，所述传感器模块具有设置在其中的至少一个地震传感器；以及
将所述电源模块选择性地联接到所述传感器模块，其中，所述电源电联接到所述至少一个地震传感器，并且可选择性地与其分离。


16.根据权利要求15所述的方法，还包括在所述电源模块的纵向区段之间选择性地接合所述传感器模块的轴向区段，所述电源模块的所述纵向区段中的每一者容纳所述电源的一部分，并且所述轴向区段容纳所述至少一个地震传感器，其中，所述至少一个地震传感器沿着所述轴向区段的轴线设置在所述电源模块的所述纵向区段之间。


17.根据权利要求15所述的方法，还包括致动适于使所述电源模块与所述传感器模块机械地接合和脱离的轴或活塞构件，其中，所述轴或活塞构件被手动地或气动地致动，或两者。


18.根据权利要求15所述的方法，还包括将所述地震节点附接到被配置成用于部署到水柱的绳索或线缆，并且：
通过与绳索或线缆接合的绞盘机构基于所述绳索或线缆的曲率将所述绳索或线缆的负载释放张力维持在工作极限以下；或
感测邻近于所述地震节点的绳索或线缆，并且响应于此而自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：AW奥利维尔，CN德帕尔姆，JT萨姆纳斯，GL菲克特，
申请(专利权)人：离子地球物理学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US