專利名稱：地震采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此描述的各種技術(shù)的實施例一般涉及地震采集。
背景技術(shù)：
下面的描述和示例盡管包括在此部分內(nèi)，但是它們并不屬于現(xiàn)有技術(shù)。
地震勘測典型包括多個震源，和采集系統(tǒng)，所述采集系統(tǒng)由中心系統(tǒng) 和多個展開的傳感器組成，所述傳感器構(gòu)造成當(dāng)通過震源將力施加在大地 (earth)上時測量和記錄從多個次表面層(sub-surface layers)反射 的信號。
在可控震源法地震勘測中， 一個或更多振動器單元被典型用作震源。 每個振動器單元可以包括車載致動器(vehicle mounted actuator),所 述車載致動器能夠典型地以頻率掃描的形式將力施加到地面上。每個振動 器單元可以由振動器控制系統(tǒng)控制，所述振動器控制系統(tǒng)構(gòu)造成產(chǎn)生特定 的基準(zhǔn)掃描(reference swe印)并且確保通過振動器施加在地面上的力 盡可能緊密地跟隨基準(zhǔn)掃描。在所述采集系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的記錄器振動器控制 系統(tǒng)典型地完成多振動器單元和它們對應(yīng)的振動器控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)(配 合)。
另外，可以執(zhí)行采集后檢驗以便測量在振動器控制系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)部振子 (oscillator)的準(zhǔn)確度和無線電通信延遲或啟動時間的總誤差(gross eiror)。也可以在采集期間執(zhí)行檢驗以便測量具體的掃描啟動的同步準(zhǔn)確度。
定期或在釆集期間執(zhí)行的檢驗可以視為相似性檢驗(similaritycheck)。普遍使用兩種類型的相似性檢驗。其一，在正常的采集循環(huán)期間 每個使用中的振動器每天可以發(fā)生幾次的無線電通信相似性檢驗。以此方 法，來自振動器單元的振動器控制系統(tǒng)的掃描信號通過模擬調(diào)制實時通過 無線電信道到達(dá)所述記錄器振動器控制系統(tǒng)，在所述記錄器振動器控制系 統(tǒng)中掃描信號能夠與專門的參考信號相比較，所述專門的參考信號事先被 調(diào)整成在時間上與所接收的信號一致。所述無線電通信相似性方法可以提 供有關(guān)所述參考的振動器掃描定時的檢驗，只要假設(shè)所有事先測量的延遲 和調(diào)整都是正確的。所述無線電通信相似性方法也可以提供有關(guān)振動器掃 描質(zhì)量的信息，例如其相對相位、力和失真電平。盡管在正常生產(chǎn)期間獲 得所述數(shù)據(jù)，但是分析使用中的所有振動器的數(shù)據(jù)可能是費時的。
被視為有線線路或電路相似性的第二方法一般不在正常釆集期間執(zhí) 行，而是在測試進(jìn)度期間或其后對振動器的維護(hù)期間執(zhí)行，這可能是比較 費時的。在第二方法中， 一個或更多振動器單元可以定位成能夠通過直接 連接到采集系統(tǒng)或其現(xiàn)場單元而獲得掃描信號。與第一方法相同，對數(shù)據(jù) 的分析也可能是費時的過程。

實用新型內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題
當(dāng)前的同步技術(shù)存在幾個缺點當(dāng)前的同步技術(shù)典型地依賴設(shè)定各種 測量的延遲值以補償無線電發(fā)射頻率和其它因素。這些延遲的最初測量和 系統(tǒng)定時的確認(rèn)可能是費時的過程。
解決問題的技術(shù)手段
在此描述了用于地震采集系統(tǒng)的各種技術(shù)的實施例，所述地震采集系 統(tǒng)可以包括采集中心系統(tǒng)，所述采集中心系統(tǒng)構(gòu)造成確定在一個或更多振 動器內(nèi)的掃描循環(huán)的希望的啟動時間；和與所述采集中心系統(tǒng)相聯(lián)系的記 錄器源系統(tǒng)控制器。所述記錄器源系統(tǒng)可以構(gòu)造成從所述采集中心系統(tǒng)接 收希望的啟動時間。所述地震采集系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括與所述記錄器源系 統(tǒng)控制器相聯(lián)系的一個或更多振動器單元。每個振動器單元可以構(gòu)造成在 希望的啟動時間啟動振動器內(nèi)的掃描循環(huán)。
本實用新型特別涉及一種用于地震釆集系統(tǒng)的振動器單元，所述振動器單元包括振動器；與所述振動器相聯(lián)系的控制系統(tǒng)，其中所述控制系 統(tǒng)構(gòu)造成在希望的啟動時間啟動所述振動器內(nèi)的掃描循環(huán)；和與所述控制 系統(tǒng)相聯(lián)系的定時系統(tǒng)，其中所述定時系統(tǒng)構(gòu)造成將脈沖發(fā)送到所述控制 系統(tǒng)以使得控制系統(tǒng)在希望的啟動時間啟動所述振動器內(nèi)的掃描循環(huán)。
本實用新型還涉及一種地震采集系統(tǒng)，所述地震采集系統(tǒng)包括上述 振動器單元和記錄器，所述記錄器包括采集控制系統(tǒng)，所述采集控制系
統(tǒng)構(gòu)造成確定用于一個或更多振動器的希望的啟動掃描時間；和與采集中 心系統(tǒng)相聯(lián)系的系統(tǒng)控制器，其中所述系統(tǒng)控制器構(gòu)造成從采集中心系統(tǒng) 接收希望的啟動掃描時間。
在此描述了用于地震采集系統(tǒng)的記錄器的各種技術(shù)的實施例，所述記 錄器可以包括采集控制系統(tǒng)，所述采集控制系統(tǒng)構(gòu)造成確定一個或更多振 動器的希望的啟動掃描時間；和與所述采集中心系統(tǒng)相聯(lián)系的系統(tǒng)控制
器。所述系統(tǒng)控制器可以構(gòu)造成從所述釆集中心系統(tǒng)接收希望的啟動掃描 時間。
在此描述了用于地震采集系統(tǒng)的振動器單元的各種技術(shù)的實施例，所 述振動器單元可以包括振動器和與所述振動器相聯(lián)系的控制系統(tǒng)。所述控 制系統(tǒng)可以構(gòu)造成在希望的啟動時間啟動振動器內(nèi)的掃描循環(huán)。所述振動 器單元可以進(jìn)一步包括與所述控制系統(tǒng)相聯(lián)系的定時系統(tǒng)。所述定時系統(tǒng) 可以構(gòu)造成將脈沖發(fā)送到所述控制系統(tǒng)從而使得控制系統(tǒng)在希望的啟動 時間啟動所述振動器內(nèi)的掃描循環(huán)。
在此描述了用于啟動振動器內(nèi)的掃描循環(huán)的方法的各種技術(shù)的實施 例。所述方法可以包括接收含有用于掃描循環(huán)的希望的啟動時間的啟動命 令，和先于所述希望的啟動時間的預(yù)定量時間將脈沖發(fā)送到振動器控制系 統(tǒng)，以使得所述振動器控制系統(tǒng)在希望的啟動時間啟動振動器內(nèi)的掃描循 環(huán)。
在此描述了用于測量振動器內(nèi)的掃描循環(huán)的啟動時間的方法的各種
技術(shù)的實施例。所述方法可以包括將脈沖發(fā)送到振動器控制系統(tǒng)以使得 振動器控制系統(tǒng)在啟動時間啟動振動器內(nèi)的掃描循環(huán)、在所述掃描循環(huán)啟
動的時候從振動器控制系統(tǒng)接收時斷脈沖(time break pulse)、和使用 與第一全球定位系統(tǒng)同步的第一實時時鐘測量接收時斷脈沖的時間。有益的技術(shù)效果
利用本實用新型的技術(shù)方案，對于當(dāng)前的同步技術(shù)中典型地依賴設(shè)定 各種測量的延遲值以補償無線電發(fā)射頻率和其它因素而言，這些延遲的最 初測量和系統(tǒng)定時的確認(rèn)、對數(shù)據(jù)的分析能夠快速和準(zhǔn)確地進(jìn)行。
所要求的主題不限于解決任何一個或所有提及的缺點的實施例。另 外，實用新型內(nèi)容部分用于以簡化的形式介紹構(gòu)思的選擇，所述構(gòu)思在具 體實施方式中進(jìn)一步描述。實用新型內(nèi)容部分既不試圖確定所要求的主題 的主要特征或本質(zhì)特征，也不試圖用于限制所要求的主題的保護(hù)范圍。


圖l圖示了根據(jù)在此描述的各種技術(shù)的實施例的地震采集系統(tǒng)的方框
圖2圖示了根據(jù)在此描述的各種技術(shù)的實施例的定時系統(tǒng)的示意禾口
圖3A-C圖示了用于啟動根據(jù)在此描述的各種技術(shù)的實施例的掃描循 環(huán)的方法的流程圖。
具體實施方式
圖1圖示了根據(jù)在此描述的各種技術(shù)的實施例的地震采集系統(tǒng)100的
方框圖。所述地震采集系統(tǒng)ioo可以包括記錄器元件和現(xiàn)場元件。所述記
錄器元件可以包括通過通信裝置(例如電路、光纖、電纜、以太網(wǎng)、光纖
通道網(wǎng)(fiber channel network)、無線電通信、無線電話(wireless)、 衛(wèi)星等)彼此聯(lián)系的采集中心系統(tǒng)IO、記錄器源系統(tǒng)控制器20、記錄器 定時系統(tǒng)30、和記錄器振動器控制系統(tǒng)40。所述現(xiàn)場元件可以包括通過 數(shù)據(jù)傳輸機構(gòu)115都可以與采集中心系統(tǒng)10相聯(lián)系的多個采集系統(tǒng)現(xiàn)場 單元110和多個振動器單元60。另外，現(xiàn)場振動器單元60還可以通過無 線電話網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星、或任何能夠便于兩個元件之間的聯(lián)系的任何其它通信 裝置與記錄器源系統(tǒng)控制器20相聯(lián)系。
所述采集中心系統(tǒng)10可以構(gòu)造成確定每個振動器95的希望的啟動掃 描時間并且將該希望的掃描時間發(fā)送到記錄器源系統(tǒng)控制器20。在一個實施例中，每個振動器95的希望的啟動掃描時間可以相同。除了希望的啟 動掃描時間之外，所述釆集中心系統(tǒng)10也可以發(fā)送例如涉及特定類型的
掃描的信息、涉及每個振動器95的信息等其它信息。
所述采集中心系統(tǒng)10可以包括中心處理單元(CPU)、存儲裝置和用 于將存儲裝置連接到CPU的總線。所述存儲裝置可以包括由CPU來執(zhí)行的、 例如程序、指令、部件等一個或更多程序模塊。所述程序模塊可以構(gòu)造成 控制地震采集系統(tǒng)100的各個方面，包括結(jié)構(gòu)和參數(shù)；采集和源程序
(source scheduling);采集執(zhí)行；控制、處理、顯示和存儲獲得的數(shù) 據(jù)；采集數(shù)據(jù)的處理；產(chǎn)生、顯示、和存儲采集數(shù)據(jù)屬性；顯示和存儲源 數(shù)據(jù)和屬性；地震采集系統(tǒng)100的測試等。所述存儲裝置可以進(jìn)一步包括 程序模塊以便根據(jù)從釆集系統(tǒng)場單元110、記錄器源系統(tǒng)控制器20和振動 器系統(tǒng)控制器70接收的情況對采集進(jìn)行編程(或使得記錄器源系統(tǒng)控制 器20對采集進(jìn)行編程)。所述采集中心系統(tǒng)10可以進(jìn)一步包括使得程序 模塊能夠與地震采集系統(tǒng)100的其它元件相聯(lián)系的聯(lián)系和控制界面。所述 采集中心系統(tǒng)10可以進(jìn)一步包括便于與操作人員聯(lián)系的操作人員界面。 另外，所述采集中心系統(tǒng)10可以包括輔助采集單元，該輔助采集單元構(gòu) 造成測量通過記錄器振動器系統(tǒng)40相聯(lián)系的基準(zhǔn)掃描。
所述記錄器源系統(tǒng)控制器20可以構(gòu)造成控制記錄器振動器控制系統(tǒng) 40的操作。所述記錄器源系統(tǒng)控制器20可以將結(jié)構(gòu)和基準(zhǔn)掃描參數(shù)發(fā)送 到記錄器振動器控制系統(tǒng)40以便在預(yù)定的時間啟動記錄器振動器控制系 統(tǒng)40中的基準(zhǔn)掃描。在一個實施例中，響應(yīng)于從采集中心系統(tǒng)10接收希 望的啟動掃描時間，所述記錄器源系統(tǒng)控制器20將包括希望的啟動掃描 時間的啟動命令發(fā)送到記錄器定時系統(tǒng)30上。所述啟動命令將一組指令 提供給記錄器定時系統(tǒng)30以便在啟動時間對記錄器振動器控制系統(tǒng)40產(chǎn) 生精確定時脈沖。所述記錄器源系統(tǒng)控制器20也可以使得記錄器定時系 統(tǒng)30確認(rèn)記錄器振動器控制系統(tǒng)40中的基準(zhǔn)掃描啟動時間。在另一實施 例中，響應(yīng)于從采集中心系統(tǒng)10接收希望的啟動掃描時間，所述記錄器 源系統(tǒng)控制器20可以將該希望的啟動掃描時間發(fā)送到在下面的段落中將 更為詳細(xì)地討論的振動器系統(tǒng)控制器70。應(yīng)該理解的是，盡管所述記錄器 源系統(tǒng)控制器20被描述成將希望的啟動掃描時間發(fā)送到一個振動器系統(tǒng)控制器，所述記錄器源控制系統(tǒng)20也可以將希望的啟動掃描時間發(fā)送到 多于一個的振動器系統(tǒng)控制器。
所述記錄器源系統(tǒng)控制器20也可以包括中心處理單元(CPU)、存儲
裝置和用于將存儲裝置連接到CPU的總線。所述存儲裝置可以包括通過 CPU來執(zhí)行的、例如程序、指令、部件等一個或更多程序模塊。另外，所 述記錄器源系統(tǒng)控制器20可以包括便于與操作人員聯(lián)系的操作人員界面。 在一個實施例中，記錄器源系統(tǒng)控制器20的存儲裝置可以包括用于 控制記錄器振動器控制系統(tǒng)40和記錄器定時系統(tǒng)30的一個或更多程序模 塊，從而所述記錄器振動器控制系統(tǒng)40能夠在預(yù)定時間啟動基準(zhǔn)掃描并 且能夠測量和分別確認(rèn)所述基準(zhǔn)掃描啟動時間。所述程序模塊也可以構(gòu)造 成從記錄器振動器控制系統(tǒng)40和記錄器定時系統(tǒng)30接收結(jié)構(gòu)、參數(shù)、狀 態(tài)和其它數(shù)據(jù)。
在另一實施例中，記錄器源系統(tǒng)控制器20的存儲裝置也可以包括程 序模塊，所述程序模塊被構(gòu)造用于發(fā)送和接收結(jié)構(gòu)、參數(shù)、掃描啟動時間， 和確認(rèn)有關(guān)掃描啟動時間到振動器系統(tǒng)控制器70上。在又一實施例中， 記錄器源系統(tǒng)控制器20的存儲裝置也可以包括程序模塊，所述程序模塊 構(gòu)造成當(dāng)被采集中心系統(tǒng)10激活(enabled:或啟動)的時候，用于計算 預(yù)定的掃描啟動次數(shù)?？梢愿鶕?jù)從振動器系統(tǒng)控制器70接收的結(jié)構(gòu)、參 數(shù)、狀態(tài)或數(shù)據(jù)進(jìn)行上述計算。在再一實施例中，存儲裝置可以進(jìn)一步包 括程序模塊，所述程序模塊被構(gòu)造用于執(zhí)行各種分析，例如分析由每個地 震采集所使用和產(chǎn)生的定時數(shù)據(jù)、分析與掃描發(fā)生或振動器性能相關(guān)的接 收的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，等等。另外，所述程序模塊中的一個或更多可以構(gòu)造成 產(chǎn)生、顯示、存儲和聯(lián)系各種數(shù)據(jù)、分析和導(dǎo)出的屬性到采集中心系統(tǒng)10。
記錄器定時系統(tǒng)30可以包括第一實時時鐘和第二實時時鐘，所述第 一和第二實時時鐘可以分別與第一全球定位系統(tǒng)(GPS) 50和第二全球定 位系統(tǒng)(GPS) 55同步。如此，記錄器定時系統(tǒng)30可以保持準(zhǔn)確的第一實 時時鐘和第二實時時鐘。在以下的段落中將參照圖2更加詳細(xì)地描述記錄 器定時系統(tǒng)30的實時時鐘和其它部件。
在一個實施例中，記錄器定時系統(tǒng)30可以構(gòu)造成給采集中心系統(tǒng)10 提供定時基準(zhǔn)(timing reference)，使得釆集中心系統(tǒng)10能夠建立自己的同步定時。在另一實施例中，記錄器定時系統(tǒng)30可以進(jìn)一步構(gòu)造成
將定時脈沖傳送到振動器控制系統(tǒng)40。這種傳送可以用于使得容納在記錄 器振動器控制系統(tǒng)40內(nèi)的內(nèi)部處理控制定時振子(oscillator)同步。 在再一實施例中，、響應(yīng)于從記錄器源系統(tǒng)控制器20接收的啟動命令，所 述記錄器定時系統(tǒng)30可以進(jìn)一步構(gòu)造成先于希望的啟動掃描時間的一定 量時間將啟動命令脈沖提供到記錄器振動器控制系統(tǒng)40。所述預(yù)定量的時 間可以取決于記錄器振動器控制系統(tǒng)40開啟(set up)掃描發(fā)生器所需 要的時間。在又另一實施例中，記錄器定時系統(tǒng)30可以構(gòu)造成在產(chǎn)生基 準(zhǔn)掃描的時候從記錄器振動器控制系統(tǒng)40接收時斷脈沖。相應(yīng)地，記錄 器定時系統(tǒng)30可以測量(或時間標(biāo)記)接收時間間斷的時間點。在一個 實施例中，可以通過第一和第二實時時鐘測量時間間斷。然后可以將時間 間斷的時間測量發(fā)送到記錄器源系統(tǒng)控制器20。另外，記錄器定時系統(tǒng) 30可以將GPS位置數(shù)據(jù)和屬性傳達(dá)到采集中心系統(tǒng)10、記錄器源系統(tǒng)控 制器20和/或記錄器振動器控制系統(tǒng)40。
記錄器振動器控制系統(tǒng)40可以包括用于產(chǎn)生基準(zhǔn)掃描的掃描發(fā)生器。 在一個實施例中，記錄器振動器控制系統(tǒng)40可以給構(gòu)造成響應(yīng)于從記錄 器接收系統(tǒng)30接收脈沖，在希望的啟動掃描時間啟動基準(zhǔn)掃描。應(yīng)該理 解的是，盡管可以通過記錄器振動器控制系統(tǒng)40產(chǎn)生基準(zhǔn)掃描，在其它 的實施例中，可以通過采集中心系統(tǒng)10或記錄器源系統(tǒng)控制器20產(chǎn)生基 準(zhǔn)掃描。
所述地震采集系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括作為其震源的振動器單元60。 盡管只圖示了一個振動器單元60，應(yīng)該理解的是，所述地震采集系統(tǒng)IOO 可以包括不只一個振動器單元60。所述振動器單元60可以包括與振動器 定時系統(tǒng)80相聯(lián)系的振動器系統(tǒng)控制器70、振動器控制系統(tǒng)90、和振動 器95，所述振動器控制系統(tǒng)90構(gòu)造成控制振動器95的操作。
所述振動器系統(tǒng)控制器70可以給構(gòu)造成控制振動器控制系統(tǒng)90的操 作。所述振動器系統(tǒng)控制器70可以將預(yù)定的構(gòu)造和掃描參數(shù)發(fā)送到振動 器控制系統(tǒng)90，以在預(yù)定的時間在振動器95內(nèi)啟動掃描。在一個實施例 中，響應(yīng)于從記錄器源系統(tǒng)控制器20接收希望的啟動掃描時間，所述振 動器系統(tǒng)控制器70將包括希望的啟動掃描時間的啟動命令發(fā)送到振動器定時系統(tǒng)80。所述振動器系統(tǒng)控制器70也可以使得振動器定時系統(tǒng)80 確認(rèn)在振動器95內(nèi)的掃描啟動時間。
在另一實施例中，所述振動器系統(tǒng)控制器70可以構(gòu)造成獲得由振動 器95和振動器控制系統(tǒng)90產(chǎn)生的信號。所獲得的信號可以包括基準(zhǔn)掃描、 所測量的或計算的輸出掃描、在掃描期間執(zhí)行的其它伺服液壓系統(tǒng)傳感器
所述振動器系統(tǒng)70也可以包括中心處理系統(tǒng)(CPU)、存儲裝置和用 于將存儲裝置連接到CPU的總線。所述存儲裝置可以包括通過CPU來執(zhí)行 的、例如程序、指令、部件等一個或更多程序模塊。另外，所述振動器系 統(tǒng)控制器70可以包括便于與操作人員聯(lián)系的操作人員界面。
在一個實施例中，振動器系統(tǒng)控制器70的存儲裝置可以包括一個或 更多程序模塊，所述程序模塊構(gòu)造成接收、存儲、執(zhí)行或傳送來自記錄器 源系統(tǒng)控制器20、振動器定時系統(tǒng)80、振動器控制系統(tǒng)90和振動器95 的通信(或聯(lián)系)。所述通信可以包括掃描啟動次數(shù)、結(jié)構(gòu)、參數(shù)、狀態(tài) 信息和其它數(shù)據(jù)。
在另一實施例中，振動器系統(tǒng)控制器70的存儲裝置可以包括用于控 制振動器控制系統(tǒng)90和振動器定時系統(tǒng)80的程序模塊，從而振動器控制 系統(tǒng)90能夠在預(yù)定時間啟動振動器95中的掃描。在又一實施例中，振動 器系統(tǒng)控制器70的存儲裝置可以進(jìn)一步包括用于測量和確認(rèn)掃描啟動時 間的程序模塊。
在再一實施例中，振動器系統(tǒng)控制器70的存儲裝置可以包括程序模 塊，所述程序模塊構(gòu)造成計算導(dǎo)航信息(navigation information)并將 所述信息發(fā)送給操作人員以便幫助操作人員準(zhǔn)確定位振動器單元。在又一 實施例中，所述程序模塊可以與在一組中操作的其它振動器單元60內(nèi)執(zhí) 行的程序模塊相聯(lián)系，從而可以最優(yōu)化它們的位置模式。在另一實施例中， 振動器系統(tǒng)控制器70的存儲裝置可以包括程序模塊，所述程序模塊被構(gòu) 造用于推測振動器單元60的準(zhǔn)備狀態(tài)以便啟動掃描?？梢愿鶕?jù)振動器95 以及振動器單元60的其它部件的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和位置，來推測振動器單元 60的準(zhǔn)備狀態(tài)。所述程序模塊可以與在一組中操作的其它振動器單元60 內(nèi)執(zhí)行的程序模塊相聯(lián)系，從而可以推測在所述組中的所有單元的準(zhǔn)備狀態(tài)。
在另一實施例中，振動器系統(tǒng)控制器70的存儲裝置可以包括程序模
塊，所述程序模塊構(gòu)造成控制由振動器95和振動器控制系統(tǒng)90產(chǎn)生的信 號的釆集。所述采集信號可以被存儲在振動器系統(tǒng)控制器70內(nèi)以便被其 它程序模塊使用。在又一實施例中，振動器系統(tǒng)控制器70的存儲裝置也 可以包括程序模塊以便分析用于振動器狀態(tài)、掃描性能、定位和準(zhǔn)備狀態(tài) 的采集信號。
振動器定時系統(tǒng)80可以包括第一實時時鐘和第二實時時鐘，所述兩 個實時時鐘可以分別與第一全球定位系統(tǒng)(GPS) 84和第二GPS 86同步。 如此，記錄器定時系統(tǒng)80可以保持準(zhǔn)確的第一實時時鐘和第二實時時鐘。 在以下的段落中將參照圖2更加詳細(xì)地描述記錄器定時系統(tǒng)80的實時時 鐘和其它部件。盡管第一實時時鐘和第二實時時鐘可以分別與第一 GPS 84 和第二GPS 86同步，應(yīng)該理解的是，在其它的實施例中，第一實時時鐘 和第二實時時鐘可以分別與第一GPS 50和第二GPS 55同步。
在一個實施例中，振動器定時系統(tǒng)80可以構(gòu)造成將定時脈沖傳送到 振動器控制系統(tǒng)90?？梢允褂枚〞r脈沖使得容納在記錄器控制系統(tǒng)90內(nèi) 的內(nèi)部處理控制定時振子同步。在另一實施例中，響應(yīng)于從振動器系統(tǒng)控 制器70接收的啟動命令，振動器定時系統(tǒng)80可以構(gòu)造成先于希望的啟動 掃描時間的預(yù)定量的時間給振動器控制系統(tǒng)90提供啟動命令脈沖。所述 一定量的時間取決于記錄器振動器控制系統(tǒng)90開啟振動器95所需要的時 間。在又一實施例中，振動器定時系統(tǒng)80可以構(gòu)造成在啟動振動器95內(nèi) 的掃描循環(huán)的時候從記錄器振動器控制系統(tǒng)90接收時斷脈沖。相應(yīng)地， 振動器定時系統(tǒng)80可以測量(或時間標(biāo)記)接收時間間斷的時間點?？?以通過第一和第二實時時鐘測量時間間斷。然后可以將時間間斷的時間測 量發(fā)送到振動器系統(tǒng)控制器70。
振動器控制系統(tǒng)90可以構(gòu)造成響應(yīng)于接收來自振動器定時系統(tǒng)80的 脈沖，在希望的啟動掃描時間啟動振動器95的掃描循環(huán)。所述振動器95 可以是用于產(chǎn)生通過大地傳播的能量波列的任何地震振動器。盡管只顯示 了一個振動器，應(yīng)該理解的是，振動器單元60可以包括不止一個振動器。
所述地震釆集系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括通過數(shù)據(jù)傳輸機構(gòu)115與采集中心系統(tǒng)10相聯(lián)系的多個采集系統(tǒng)場單元110。每個采集系統(tǒng)場單元110 可以包括一個或更多傳感器，所述傳感器構(gòu)造成測量由振動器95產(chǎn)生的、 和由地球的次表面層反射的信號。所述數(shù)據(jù)傳輸機構(gòu)115可以包括例如電 纜、電源、變送器、接收器等各種電氣部件，以便于采集系統(tǒng)場單元110 與采集中心系統(tǒng)10之間的聯(lián)系。所述數(shù)據(jù)傳輸機構(gòu)115還可以便于采集 中心系統(tǒng)10與振動器系統(tǒng)控制器70之間的聯(lián)系。
圖2圖示了根據(jù)在此所描述的各種技術(shù)的實施例的定時系統(tǒng)的示意 圖。所述定時系統(tǒng)200可以用作記錄器定時系統(tǒng)30或振動器定時系統(tǒng)80。 所述定時系統(tǒng)200可以包括與定時控制器230相聯(lián)系的第一和第二定時模 塊210和220，所述定時控制器230與聯(lián)系界面240相聯(lián)系。定時模塊210 和220每個都可以容納一個實時時鐘，所述實時時鐘可以用于精確地產(chǎn)生 例如啟動命令脈沖的定時信號(timed signal)，和測量例如掃描脈沖的 啟動次數(shù)的外界事件時間。
在一個實施例中，所述第一定時模塊210和所述第二定時模塊220可 以分別與GPS 250和GPS 260同步。因而，每個實時時鐘可以包括與GPS 同步的振子。通過由GPS產(chǎn)生的每秒一次的脈沖振子可以被同步。如此， GPS 250和GPS 260可以分別作為第一定時模塊210和第二定時模塊220 的時間標(biāo)準(zhǔn)。盡管GPS 250和GPS 260被圖示成位于定時系統(tǒng)200的外部， 應(yīng)該理解的是，在一些實施例中， 一個或兩個GPS可以集成在定時系統(tǒng)200 的內(nèi)部。另外，盡管所述實時時鐘在此被描述成與GPS同步，應(yīng)該理解的 是，在一些實施例中，可以使用例如衛(wèi)星技術(shù)、無線電技術(shù)等其它時間同 步系統(tǒng)使得實時時鐘同步。另外，所述GPS 250和GPS 260可以構(gòu)造成將 位置信息提供給聯(lián)系界面240。
如果用于使得實時時鐘同步的時間標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)故障或變得無效，在該實 時定時系統(tǒng)中的振子的獨立的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性可以維持實時時鐘的準(zhǔn)確 性一段時間。所述振子的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性可以取決于時間標(biāo)準(zhǔn)失效的可能 性和要求的準(zhǔn)確性。所述時間標(biāo)準(zhǔn)失效取決于定時系統(tǒng)200相對于衛(wèi)星或 無線電變送器的位置、其它通信的干擾、太陽黑子、以及環(huán)繞定時系統(tǒng)200 的地形、植被、人造建筑物等。
定時控制器230可以構(gòu)造成控制定時模塊210和220的操作。例如，所述定時控制器230可以被構(gòu)造以便控制例如啟動命令脈沖、掃描啟動脈 沖、定時脈沖、定時信息等信號的通路。
所述聯(lián)系界面240可以構(gòu)造成便于定時控制器230與系統(tǒng)控制器270 之間的聯(lián)系。所述聯(lián)系界面240可以構(gòu)造成發(fā)送例如啟動命令脈沖、掃描 啟動脈沖、定時脈沖、定時信息、GPS定位和狀態(tài)信息等信號。所述聯(lián)系 界面240也可以構(gòu)造成接收來自系統(tǒng)控制器270的指令以給定時控制器 230編程，以在預(yù)定時間產(chǎn)生脈沖并測量所述脈沖的定時。在另一實施例 中，聯(lián)系界面240也可以構(gòu)造成從系統(tǒng)控制器270接收指令，從而每一個 定時模塊可以測量由另一定時模塊在預(yù)定時間產(chǎn)生的脈沖的時間。當(dāng)所述 定時系統(tǒng)200被用作記錄器定時系統(tǒng)30 (圖1中所示)時，所述系統(tǒng)控制 器270可以是采集中心系統(tǒng)10、記錄器源系統(tǒng)控制器20和記錄器振動器 控制系統(tǒng)40。當(dāng)所述定時系統(tǒng)200被用作振動器定時系統(tǒng)80 (圖l中所 示)時，所述系統(tǒng)控制器270可以是振動器系統(tǒng)控制器70和振動器控制 系統(tǒng)80。
盡管所述定時系統(tǒng)200在此被描述成具有兩個定時模塊，應(yīng)該理解的 是，在一些實施例中，基于所述定時系統(tǒng)的必要特征，所述定時系統(tǒng)200 可以包括一個定時模塊或多于兩個定時模塊。
圖3A-C圖示了根據(jù)在此描述的各種技術(shù)的實施例的、用于啟動掃描循 環(huán)的方法300的流程圖。在步驟310中， 一個或更多振動器系統(tǒng)控制器70可 以將關(guān)于它們掃描的準(zhǔn)備狀態(tài)的狀態(tài)信息發(fā)送到采集中心系統(tǒng)10中。狀態(tài) 信息可以取決于由振動器定時系統(tǒng)80確定的振動器單元的當(dāng)前位置，由振 動器95提供的其振動器狀態(tài)，和由振動器控制系統(tǒng)90提供的狀態(tài)信息?？?選地，所述狀態(tài)信息也可以被發(fā)送到記錄器源系統(tǒng)控制器20。
在步驟320中，所述采集中心系統(tǒng)IO (或記錄器源系統(tǒng)控制器20)可 以確定在一個或更多振動器中的掃描循環(huán)的希望的啟動時間。在一些實施 例中，所述采集中心系統(tǒng)10可以確定例如用于掃描的特殊振動器、它們的 參數(shù)和啟動次數(shù)、必要的基準(zhǔn)掃描和其啟動時間等其它釆集參數(shù)。
在步驟330中，所述采集中心系統(tǒng)10能夠準(zhǔn)備獲得具有在步驟320中確 定的參數(shù)和啟動時間的地震數(shù)據(jù)。通過記錄器定時系統(tǒng)30由第一GPS 50和 第二GPS 55提供的定時基準(zhǔn)，可以調(diào)節(jié)所述釆集中心系統(tǒng)10內(nèi)的內(nèi)部定時。在步驟331中，所述采集中心系統(tǒng)10可以在采集啟動時間啟動采集。在步
驟332中，所述釆集中心系統(tǒng)10可以確定采集啟動的實際時間。根據(jù)通過 所述記錄器定時系統(tǒng)30由第一GPS 50和第二GPS 55提供的定時基準(zhǔn)來確定 實際時間。在步驟333中，在地震數(shù)據(jù)的采集、處理和記錄期間，所述采 集中心系統(tǒng)10可以分析所述地震數(shù)據(jù)以便確定采集的成功。
在步驟340中，所述記錄器源系統(tǒng)控制器20能夠準(zhǔn)備啟動在記錄器振 動器控制系統(tǒng)40內(nèi)的基準(zhǔn)掃描。在步驟341中，所述記錄器源系統(tǒng)控制器 20可以將參數(shù)發(fā)送到記錄器振動器控制系統(tǒng)40，使得它可以按程序產(chǎn)生基 準(zhǔn)掃描。所述記錄器源系統(tǒng)控制器20也可以將包括希望的啟動掃描時間的 啟動命令信息發(fā)送到所述記錄器定時系統(tǒng)30。在步驟342中，響應(yīng)于接收 啟動命令信息，所述記錄器定時系統(tǒng)30可以發(fā)送啟動命令脈沖到記錄器振 動器控制系統(tǒng)40。在一個實施例中，在先于希望的啟動掃描時間的預(yù)定量 的時間可以發(fā)送所述時間命令脈沖。所述預(yù)定量的時間可以取決于所述記 錄器振動器控制系統(tǒng)40準(zhǔn)備其掃描發(fā)生器在準(zhǔn)確的啟動時間啟動所用的 時間。在一個實施例中，所述記錄器振動器控制系統(tǒng)40可以具有在預(yù)定時 間啟動掃描的能力從而通過與記錄器源系統(tǒng)控制器20的直接聯(lián)系可以簡 化掃描啟動命令。
在步驟343中，響應(yīng)于接收啟動命令脈沖，所述記錄器振動器控制系 統(tǒng)40可以在希望的啟動掃描時間啟動基準(zhǔn)掃描循環(huán)并且在啟動基準(zhǔn)掃描 循環(huán)的時候可以產(chǎn)生時斷脈沖。所述記錄器振動器控制系統(tǒng)40可以將所述 時斷脈沖發(fā)送到記錄器定時系統(tǒng)30。盡管僅僅產(chǎn)生一個基準(zhǔn)掃描，應(yīng)該理 解的是，在一些實施例中，可以產(chǎn)生多個基準(zhǔn)掃描。
在步驟344中，所述記錄器定時系統(tǒng)30的聯(lián)系界面可以將接收的時斷 脈沖發(fā)送到記錄器定時系統(tǒng)30的定時控制器230。所述定時控制器230可以 使用所述記錄器定時系統(tǒng)30的第一定時模塊210以便參考其實時時鐘測量 時間間斷的實際時間?？梢詫⑸鲜鰷y量的時間間斷的實際時間發(fā)送到記錄 器定時系統(tǒng)30的聯(lián)系界面240，聯(lián)系界面240又將所測量的時間間斷的實際 時間發(fā)送到記錄器源系統(tǒng)控制器20。在一個實施例中，所述定時控制器230 可以使用第二定時模塊220以便參考其實時時鐘測量和確認(rèn)時間間斷的實 際時間?？梢詫⒌诙y量的時間間斷的實際時間發(fā)送到聯(lián)系界面240，聯(lián)系界面240又將第二測量的時間間斷的實際時間發(fā)送到記錄器源系統(tǒng)控制 器20。
在步驟345中，基于所測量的掃描啟動時間的實際時間，記錄器源系 統(tǒng)控制器20可以確定基準(zhǔn)掃描發(fā)生定時的成功。所述記錄器源系統(tǒng)控制器 20可以進(jìn)一步收集在基準(zhǔn)掃描發(fā)生期間由記錄器振動器控制系統(tǒng)40發(fā)送
的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。參考和分析所述收集的數(shù)據(jù)，所述記錄器源系統(tǒng)控制 器20可以進(jìn)一步確定掃描的成功。
在一個實施例中，作為步驟340至345的替換物，所述記錄器源系統(tǒng)控 制器20或采集中心系統(tǒng)10可以產(chǎn)生單個或多個數(shù)字基準(zhǔn)掃描。發(fā)生數(shù)字基 準(zhǔn)掃描的系統(tǒng)可以分析數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息以至于可以確定掃描的成功。
在步驟350中，所述記錄器源控制器20能夠在一個或更多振動器控制 系統(tǒng)70內(nèi)準(zhǔn)備啟動掃描。在步驟351中，記錄器源系統(tǒng)控制器20可以將參 數(shù)發(fā)送到振動器系統(tǒng)控制器70以至于它們可以按程序在準(zhǔn)確的啟動掃描 時間發(fā)生準(zhǔn)確掃描。在步驟352中，振動器系統(tǒng)控制器70可以將包括希望 的啟動掃描時間的啟動命令信息發(fā)送到振動器定時系統(tǒng)80。在步驟353中， 響應(yīng)于接收所述啟動命令信息，所述振動器定時系統(tǒng)80可以將時間命令脈 沖發(fā)送到振動器控制系統(tǒng)90。在一個實施例中，在先于希望的啟動掃描時 間的預(yù)定量時間發(fā)送所述啟動命令脈沖。所述預(yù)定量時間可以取決于振動 器控制系統(tǒng)90準(zhǔn)備其掃描發(fā)生器以便在準(zhǔn)確啟動時間啟動所需要的時間 量。在一個實施例中，振動器控制系統(tǒng)90可以具有在預(yù)定時間啟動掃描的 能力以至于通過與振動器系統(tǒng)控制器70的直接聯(lián)系可以簡化掃描啟動命
在步驟354中，響應(yīng)于接收所述啟動命令脈沖，所述振動器控制系統(tǒng) 90可以在希望的啟動掃描時間啟動在振動器95內(nèi)的掃描循環(huán)，并且在啟動 掃描循環(huán)的時候產(chǎn)生時斷脈沖。所述振動器控制系統(tǒng)90可以將時斷脈沖發(fā) 送到振動器定時系統(tǒng)80。在步驟355中，振動器定時系統(tǒng)80可以將所接收 的時斷脈沖發(fā)送到振動器定時系統(tǒng)80的定時控制器230。所述定時控制器 230可以使用振動器定時系統(tǒng)80的第一定時模塊210以便參考其實時時鐘 測量時間間斷的實際時間?？梢詫⑸鲜鰷y量的定時間斷的實際時間發(fā)送到 振動器定時系統(tǒng)80的聯(lián)系界面240，聯(lián)系界面240又將測量的定時間斷的實際時間發(fā)送到振動器系統(tǒng)控制器70。在一個實施例中，定時控制器230可 以使用第二定時模塊220以便參考其實時時鐘測量和確認(rèn)時間間斷的實際 時間。所述第二測量的時間間斷的實際時間可以被發(fā)送到聯(lián)系界面240， 聯(lián)系界面240又將第二測量的時間間斷的實際時間發(fā)送到振動器系統(tǒng)控制 器70。
在步驟356中，振動器系統(tǒng)控制器70可以確定取決于所測量的掃描啟
動時間的時間間斷的實際時間掃描定時的成功，并且將所述數(shù)據(jù)發(fā)送到記 錄器源系統(tǒng)控制器20。在步驟357中，振動器系統(tǒng)控制器70可以收集由振 動器95和振動器控制系統(tǒng)90在掃描期間發(fā)送的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。通過參考 和分析所收集的數(shù)據(jù)，振動器系統(tǒng)控制器70可以進(jìn)一步確定掃描的成功。 振動器系統(tǒng)控制器70可以將所述數(shù)據(jù)和分析發(fā)送到記錄器源系統(tǒng)控制器 20。
在步驟360中，采集中心系統(tǒng)10或記錄器源系統(tǒng)控制器20可以使用所 接收的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和分析以便確定采集的成功。在一個實施例中，由于所 接收的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和分析，采集可以被中止或放棄。
如此，在此描述的各種技術(shù)的實施例使得每個振動器單元能夠在準(zhǔn)確 時間并且與采集系統(tǒng)記錄的信號和由記錄器振動器控制系統(tǒng)產(chǎn)生的基準(zhǔn) 掃描同步地開始每個掃描循環(huán)。盡管已經(jīng)參照確定希望的啟動掃描時間的 采集中心系統(tǒng)10描述了各種技術(shù)，應(yīng)該理解的是，在一些實施例中，可以 由例如振動器系統(tǒng)控制器70、記錄器源系統(tǒng)控制器20和記錄器振動器控制 系統(tǒng)40的地震采集系統(tǒng)100內(nèi)的其它部件確定希望的啟動掃描時間。例如， 替代用于確定希望的啟動掃描時間的采集中心系統(tǒng)IO，振動器系統(tǒng)控制器 70可以確定希望的啟動掃描時間并且將所述時間發(fā)送到記錄器源系統(tǒng)控 制器20，記錄器源系統(tǒng)控制器20然后與采集中心系統(tǒng)10相聯(lián)系以便確定該 時間是否合適。 .
盡管主題在語言上描述為具體到結(jié)構(gòu)特征和/或方法過程，應(yīng)該理解 的是，在所附權(quán)利要求中限定的主題并不必然限于上述的具體特征或過 程。相反，上述的具體特征和過程僅僅作為實施該權(quán)利要求的示例形式。
權(quán)利要求1、一種用于地震采集系統(tǒng)的振動器單元，所述振動器單元包括振動器；與所述振動器相聯(lián)系的控制系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)構(gòu)造成在希望的啟動時間啟動所述振動器內(nèi)的掃描循環(huán)；和與所述控制系統(tǒng)相聯(lián)系的定時系統(tǒng)，其中所述定時系統(tǒng)構(gòu)造成將脈沖發(fā)送到所述控制系統(tǒng)以使得控制系統(tǒng)在希望的啟動時間啟動所述振動器內(nèi)的掃描循環(huán)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的振動器單元，進(jìn)一步包括與所述定時系 統(tǒng)相聯(lián)系的系統(tǒng)控制器，其中所述系統(tǒng)控制器構(gòu)造成將包括希望的啟動時 間的啟動命令發(fā)送到所述定時系統(tǒng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的振動器單元，其中所述控制系統(tǒng)構(gòu)造成 在啟動掃描循環(huán)時將時斷脈沖發(fā)送到所述定時系統(tǒng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的振動器單元，其中所述定時系統(tǒng)構(gòu)造成 測量接收到所述時斷脈沖時的時間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的振動器單元，其中所述定時系統(tǒng)包括與 第一全球定位系統(tǒng)同步的第一實時時鐘和與第二全球定位系統(tǒng)同步的第 二實時時鐘。
6、 一種地震采集系統(tǒng)，所述地震采集系統(tǒng)包括 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的振動器單元；和 記錄器，所述記錄器包括采集控制系統(tǒng)，所述采集控制系統(tǒng)構(gòu)造成確定用于一個或更多振 動器的希望的啟動掃描時間；禾口與采集中心系統(tǒng)相聯(lián)系的系統(tǒng)控制器，其中所述系統(tǒng)控制器構(gòu)造 成從采集中心系統(tǒng)接收希望的啟動掃描時間。
專利摘要本實用新型披露了用于地震采集系統(tǒng)的各種技術(shù)，所述技術(shù)可以包括構(gòu)造成確定用于一個或更多振動器內(nèi)的掃描循環(huán)的希望的啟動時間的采集中心系統(tǒng)，和與所述采集中心系統(tǒng)相聯(lián)系的記錄器源系統(tǒng)控制器。所述記錄器源系統(tǒng)控制器可以構(gòu)造成接收來自所述采集中心系統(tǒng)的希望的啟動時間。所述地震采集系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括與所述記錄器源系統(tǒng)控制器相聯(lián)系的一個或更多振動器單元。每個振動器單元可以構(gòu)造成在希望的啟動時間啟動振動器內(nèi)的掃描循環(huán)。
文檔編號G01V1/22GK201229409SQ20082011952
公開日2009年4月29日 申請日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
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