[發(fā)明專利]一種內(nèi)置電源有線地震儀器及數(shù)據(jù)傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310451852.8
• 申請(qǐng)日: 2013-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103499833A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅福龍;夏穎;甘志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01V1/22
• 分類號(hào): G01V1/22;G01V1/24
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 張少宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種內(nèi)置電源有線地震儀器及數(shù)據(jù)傳輸方法，屬于地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，地震勘探是陸地勘探石油、天然氣、煤炭資源的主要方法,而有線地震儀器又是當(dāng)前地震勘探中的主力,占據(jù)地震儀市場(chǎng)的絕大部分份額。隨著油氣、煤炭資源勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，野外數(shù)據(jù)采集道數(shù)越來(lái)越大，施工地表?xiàng)l件也日趨復(fù)雜，這就要求地震儀器在保證采集數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下，還具有良好的物理特性和排列穩(wěn)定性、可靠安全的數(shù)據(jù)傳輸以及較低的功耗。

為滿足科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，近年來(lái)傳統(tǒng)電池（如干電池、蓄電池等）的性能不斷提高，國(guó)外也涌現(xiàn)出多種新型電池，如美國(guó)Ultralife公司制造的基于物理鍍膜（unrivaled?thinnessPVD）技術(shù)的超薄電池厚度最低可以達(dá)到0.1m。這一全固態(tài)、超薄電池提供一些用戶急需的屬性——持久的安全性（不能燃燒或泄漏）以及史無(wú)前例的電池能量密度（不低于700Wh/L）。美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）的科學(xué)家也提出一種旨在減短電池充電時(shí)間的新技術(shù)理念，其最終目標(biāo)是在使電池能在幾秒鐘內(nèi)完成充電。這項(xiàng)新技術(shù)目前正在研究階段，現(xiàn)在已推出能在10～20秒內(nèi)完成充電的小型電池樣品（使用傳統(tǒng)技術(shù)制造的同樣電池充電時(shí)間為6分鐘），并有望在兩年內(nèi)得到突破。總體來(lái)說(shuō)，新型電池的研發(fā)重點(diǎn)主要集中在小型化、大容量化、充電時(shí)間短和清潔能源等方面。更小、使用時(shí)間更長(zhǎng)、充電時(shí)間更短和更加環(huán)保將會(huì)是電池的發(fā)展方向。電池技術(shù)的不斷進(jìn)步必將為地震勘探儀器的進(jìn)一步發(fā)展提供動(dòng)力和前提條件。

現(xiàn)在廣泛使用的有線地震儀器，如法國(guó)Sercel公司的408UL、428XL，中石油東方地球物理公司控股INOVA公司的Scorpion、G3i等大都采用基于復(fù)用數(shù)據(jù)線和電源線技術(shù)的集中供電方式，即將電源站或者交叉站外接的12V電池（野外施工時(shí)，通常使用12V鉛酸蓄電瓶）的電力通過(guò)數(shù)據(jù)線平均分配給多個(gè)采集站。這種供電方式雖然使得電源管理和野外布線得到了一定的簡(jiǎn)化，但它也帶來(lái)兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是功率損耗問(wèn)題。為滿足現(xiàn)場(chǎng)采集需求，通常是電源站或交叉站將其電源的12V電壓經(jīng)DC轉(zhuǎn)換電路升壓，最終通過(guò)傳輸線對(duì)向采集站提供電壓更高的直流電源。眾所周知，直流電壓經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，會(huì)造成一定的功率損耗。如國(guó)外某地震儀器采用遠(yuǎn)距離傳輸方式為48個(gè)采集站供電時(shí)，在傳輸線上的功率損耗約為1.5W（55米道距），現(xiàn)在國(guó)內(nèi)三維地震勘探采集道數(shù)普遍在萬(wàn)道左右，若采用集中供電方式，每天損耗的功率將是不容忽視的；二是數(shù)據(jù)采集可靠性問(wèn)題。集中供電方式就是一臺(tái)電源站或交叉站為多個(gè)采集站供電。野外采集時(shí)，若由于電瓶低電或者其它原因引起某個(gè)集中供電點(diǎn)不能正常供電，將會(huì)導(dǎo)致該供電段內(nèi)的采集站全部停止工作，丟失數(shù)據(jù)。為了克服這些問(wèn)題，引入一種內(nèi)置電源有線地震儀器，旨在提供一種在重量、功耗、系統(tǒng)可靠性以及在野外使用靈活性等方面更具優(yōu)勢(shì)的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服傳統(tǒng)有線地震儀器集中式供電帶來(lái)的功率損耗和數(shù)據(jù)采集可靠性方面的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種內(nèi)置電源有線地震儀器及數(shù)據(jù)傳輸方法，旨在減輕野外采集設(shè)備總重量，避免由于集中供電而引起的功耗損耗，提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的可靠性及其野外使用靈活性。

一種內(nèi)置電源地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將接收到的地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理、處理、輸出，包括：主控制記錄設(shè)備；交叉站和采集站；若干采集站線性串聯(lián)構(gòu)成采集站串聯(lián)排列；所述交叉站串聯(lián)在該采集站串聯(lián)組中；

所述主控制記錄設(shè)備，包括：控制系統(tǒng)執(zhí)行各種功能命令的服務(wù)器；繪圖儀；磁帶機(jī)；大容量磁盤(pán)陣列；用于野外采集排列的管理和控制，對(duì)接收到的地震勘探數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)和顯示、輸出；

所述交叉站，包括電源管理單元；數(shù)據(jù)傳輸單元；測(cè)試管理單元；命令管理單元；大線接口單元：可選擇性采用內(nèi)置電源或外接電源，站體具有良好的防水密封性能；在網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)采集站具有唯一的序列號(hào)和IP地址；完成采集大線的管理、采集數(shù)據(jù)傳輸（帶冗余糾錯(cuò)和臨時(shí)存儲(chǔ)功能）以及采集站內(nèi)部和野外測(cè)試的管理；

所述交叉站內(nèi)置電源，采用可重復(fù)充電、能量密度大、重量低的電池，安裝于交叉站站體內(nèi)部；電池與電路板采取隔離安裝措施；電池的正負(fù)極分別與交叉站電源管理單元的內(nèi)置電源接口的正、負(fù)極相連；

所述交叉站內(nèi)置電源和外置電源切換通過(guò)電源管理單元中的電源切換電路完成，在電源切換過(guò)程中交叉站穩(wěn)定工作；