用于获取地震数据的无线系统和方法技术方案

描述了用于获取地震数据的系统和方法，一种系统，该系统包括：一个或多个振动器，一个或多个基站，陆地地震数据记录站，以及传感器系统，该传感器系统用于获取和／或监测陆地地震传感器数据，该传感器系统包括多个传感器模块，每一个传感器模块都包括一地震传感器，其中，地震传感器向所述一个或多个基站发送所述数据的至少一部分，所述一个或多个基站继而向记录站发送它们接收到的至少一些数据，并且其中，振动器、基站、记录站以及地震传感器之间的全部通信完全是无线的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用本申请要求针对2006年9月14日提交的美国临时申请序列号60/844633的在35U.S.C.§119(e)之下的优先权，并且还要求针对2007年3月8日提交的美国非临时专利申请序列号11/683883的在35U.S.C.§120之下的优先权(14.0331)，其全部内容通过引用并入于此。
本专利技术涉及地震数据获取系统和利用其的方法的领域。更具体地说，本专利技术涉及用于在陆基地震勘测期间有效收集地震数据的系统和方法。
技术介绍
陆地地震(land seismic)获取旨在捕获通过地下(subsurface)传播的声能和弹性能。这种能量可以由诸如振动源(振动器)的一个或多个地面(surface)源生成。振动器生成通过大地传播到不同地下层(subsurface layer)中的压力信号。这里，通过与地下层中的地质构造相互作用而形成弹性波。弹性波以地下层中的局部应力的变化和质点位移为特征，该质点位移基本上处于和波阵面相同的平面中。声波和弹性波还已知为压力波和剪切波。声波和弹性波统称为地震波场。地下构造可以以诸如密度、可压缩性以及多孔性的物理参数为特征。这些参数值的变化被称为声学差异(contrast)或弹性差异，并且可以表示地下层(其可以包含碳氢化合物)中的变化。当声波或弹性波遭遇声学差异或弹性差异时，一部分波将反射回地面，而另一部-->分波将传导至地下更深部分中。到达陆地地面的弹性波可以被定位在陆地上的运动传感器(用于测量位移、速度或加速度，如地震检波器、加速计等)测量到。陆地地面处的弹性波测量可以被用于生成地下的详细影像(包括诸如密度、可压缩性、多孔性等的物理特性的定量评价)。这通过对地震数据的恰当处理来实现。地震传感器单元典型地还包含为数字化并记录地震数据所需的电子装置。在一个已知实施方式中，每一个传感器单元都连接至陆地地震线缆，其经由线缆连接至地面车辆或诸如平台的其它地面设施上的记录仪器。陆地地震线缆提供电力和用于向计量仪器传送记录并数字化的地震信号的手段。陆地地震是保证发现并有效生产碳氢化合物两者的一个重要角色。然而，如现今普遍实行的，陆地地震需要广泛使用线缆来连接传感器网络，以生成地面下层的影像。涉及线缆的诸如运输、敷设以及卷绕的活动可能包括多达总后勤活动的50％。而且，线缆和连接器可能占超过地面设备总成本的30％。涉及线缆和连接器的诸如短路、开路以及断续问题的问题可能缩减多达50％的有效获取时间。线缆可能引入对于现场工作人员(field crews)、其它人以及动物的安全风险，并且可能因留下操作痕迹而破坏环境。而且最终，线缆可能限制按新的和非常规模式敷设传感器的自由度。在进行陆地地震时已经努力减少使用线缆。例如，在美国专利No.7124028、No.6219620以及No.6070129中公开了无线陆地地震系统和方法。在一些已知实施方式中，将射频信号用于从多个地震检波器向中间收集节点传送地震数据，该中间收集节点接着经由射频无线、线缆或光纤向中央控制站传送收集的数据。在更多新近实施方式(如在‘028专利中公开的)中，没有使用收集节点，而相反，地震检波器包括按逐跳(hop-to-hop)通信方式在地震检波器之间实现短距无线电通信的组件。美国公布的申请号20060247505公开了一种特别用于医学用途的传感器系统，其允许从任何远程位置监测传感器数据。其侧重点是为移动的、而非必须呆在家里或其它单一位置(如医院病房)的用户-->(典型为内科病人)提供机会。该传感器系统的用户和外部实体可以监测传感器数据，并且可以提供该用户与急救人员之间的通信链路。该传感器系统包括具有传感器的传感器模块，和第一无线链路，该第一无线链路向移动通信装置(如蜂窝电话或个人数字助理PDA)无线地传送从传感器采样的数据，该移动通信装置具有接收来自该传感器模块的数据并且向服务器无线地传送该数据的第二无线链路。该第一无线链路可以包括从射频通信协议、磁感应协议以及无线个人区域网协议(WPAN)的组中选择的无线通信协议。该第二无线链路可以包括从GSM标准、GPRS、GPS、3G、WIFI(801.11)、WiMAX以及射频通信协议的组中选择的无线通信协议。在讨论先前已知医学监测系统的问题时，本专利技术人提到类似缺陷还适用于其它数据获取系统，如环境监测系统，和地震监测系统，然而，不存在关于地震传感器系统或获取地震数据的进一步公开、教导或建议。在如网络字典(Network Dictionary)(例如，参见在http://www.networkdictionary.com/wireless/WirelessDataNetworking.php讨论的无线数据连网及其移动无线的分离处理)的参考文献中，已证明，例如通过其分离处理，移动无线技术已经实现了与无线数据连网分离的状态。尽管在陆地地震数据获取领域中已经存在一些有关无线数据发送的使用，但仍然在鲁棒性、可量测性、成本以及功效方面存在改进空间。本专利技术致力于寻求这些方面中的一个或多个。
技术实现思路
根据本专利技术，描述了在鲁棒性、可量测性、成本以及功效中的一个或多个方面减少或克服了先前已知无线系统和方法的缺点的、用于获取陆地地震数据的无线系统和方法。本专利技术的系统和方法允许更有效地获取陆地地震数据，举例来说，如在针对地下含油气储集层(hydrocarbon-bearing reservoir)的勘探或监测现有贮藏期间，获取3-D和4-D陆地地震数据。电磁信号可被用于向传感器单元和/或从传-->感器单元传送数据、传送功率、以及/或接收指令以操作传感器单元。本专利技术的第一方面是一种陆地地震数据获取系统，该系统包括：一个或多个振动器，一个或多个基站，地震数据记录站，以及传感器系统，该传感器系统用于获取和/或监测陆地地震传感器数据并向所述一个或多个基站发送该数据，该传感器系统包括多个传感器模块，每一个传感器模块都包括一地震传感器，其中，振动器、基站、记录站以及地震传感器之间的全部通信完全是无线的。本专利技术的系统的特征在于包括无线数据网络，其中，该无线数据网络包括地震传感器，该地震传感器通过第一无线链路向所述一个或多个基站发送所述数据的至少一部分，所述一个或多个基站继而通过第二无线链路向记录站发送它们接收到的至少一些数据，如在此进一步说明的。而且，如在此进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：　一个或多个振动器，　一个或多个基站，　陆地地震数据记录站，　以及传感器系统，该传感器系统用于获取和／或监测陆地地震传感器数据，所述传感器系统包括多个传感器模块，每一个传感器模块都包括一地震传感器，　 　其中，所述地震传感器向所述一个或多个基站发送所述数据的至少一部分，所述一个或多个基站继而向所述记录站发送它们接收到的至少一些数据，并且其中，振动器、基站、记录站以及地震传感器之间的全部通信完全是无线的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-9-14 60/844,633;US 2007-3-8 11/683,8831、一种系统，包括：
一个或多个振动器，
一个或多个基站，
陆地地震数据记录站，
以及传感器系统，该传感器系统用于获取和/或监测陆地地震传
感器数据，所述传感器系统包括多个传感器模块，每一个传感器模块
都包括一地震传感器，
其中，所述地震传感器向所述一个或多个基站发送所述数据的至
少一部分，所述一个或多个基站继而向所述记录站发送它们接收到的
至少一些数据，并且其中，振动器、基站、记录站以及地震传感器之
间的全部通信完全是无线的。
2、根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个基站被
战略性地定位为接收来自对应的一组或多组传感器模块的地震数据。
3、根据权利要求2所述的系统，其中，至少一组传感器模块通
过从局部网状拓扑、网状拓扑以及星形拓扑中选择的通信拓扑在所述
传感器模块的组内在传感器模块到传感器模块之间无线地中继地震
数据中的至少一些。
4、根据权利要求3所述的系统，其中，至少一组传感器模块通
过多跳方式在所述传感器模块的组内在传感器模块到传感器模块之
间无线地中继数据包。
5、根据权利要求1所述的系统，其中，在每一个基站与数据记
录站之间，从基站向记录站直接传送数据。
6、根据权利要求1所述的系统，其中，传感器模块间隔的距离
范围从大约1米直到大约10米。
7、根据权利要求1所述的系统，包括第一无线链路，所述第一
无线链路向基站无线地传送由一个或多个地震传感器获取的地震数
据，所述基站包括第二无线链路，所述第二无线链路接收来自一个或
多个地震传感器的地震数据，并且向陆地地震数据记录站无线地传送
地震数据。
8、根据权利要求7所述的系统，其中，所述一个或多个振动器
包括第三无线链路，所述第三无线链路接收来自所述陆地地震数据记
录站的命令并且向所述陆地地震数据记录站无线地传送振动器数据。
9、根据权利要求1所述的系统，其中，所述基站从移动通信装
置和非移动通信装置中选择。
10、根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一无线链路从无
线个人区域网(WPAN)通信协议中选择。
11、根据权利要求10所述的系统，其中，个人区域网(WPAN)
通信协议从被IEEE标准802.15所涵盖的协议中独立地选择。
12、根据权利要求8所述的系统，其中，所述第二无线链路和所
述第三无线链路从支持点对多点(PMP)宽带无线访问的无线通信协
议中独立地选择。
13、根据权利要求12所述的系统，其中，支持点对多点宽带无
线访问的无线通信协议从IEEE标准802.16和IEEE标准802.20中独
立地选择。
14、一种陆地地震数据获取系统，包括：
一个或多个振动器，

【专利技术属性】
技术研发人员：D戈尔帕里昂，
申请(专利权)人：格库技术有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]