[發(fā)明專利]基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的1位模數(shù)轉(zhuǎn)換微震數(shù)據(jù)采集儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410477881.6
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104216004A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號: G01V1/22
• 分類號: G01V1/22;G01V1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微震數(shù)據(jù)采集設(shè)備，特別是涉及一種基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的1位模數(shù)轉(zhuǎn)換微震數(shù)據(jù)采集儀。

技術(shù)背景

高精度數(shù)字地震儀是用來記錄人工或天然地震信號，然后根據(jù)這些地震信號的記錄來尋找油、氣、煤和其他礦產(chǎn)資源的地質(zhì)勘探儀器，并可用于探測地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、進(jìn)行工程及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測等。

地震勘探法目前仍然是在陸地和海洋勘探石油和天然氣的主要手段，同時也是其他礦產(chǎn)資源的重要勘探方法，并廣泛應(yīng)用于研究地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工程勘探和檢測、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測等等方面。其基本方法是在勘探靶區(qū)的地面上埋放數(shù)千乃至上萬只地震波傳感器(即地震檢波器)，然后用炸藥或可控震源激發(fā)人工地震。地震波向地下深處傳播，遇到不同性質(zhì)地層的分界面就會產(chǎn)生反射，地震檢波器拾取到反射波并將其轉(zhuǎn)換成模擬電信號，然后由高精度的數(shù)字地震儀把這些模擬電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號記錄下來。野外勘探接收到的大量數(shù)據(jù)通過室內(nèi)用高速計算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的信號處理和反演計算，才能得到清晰可靠的地下結(jié)構(gòu)圖像，最終確定礦產(chǎn)資源的位置和深度。

目前在石油和天然氣勘探行業(yè)使用的儀器極大部分是從由法國和美國等國家生產(chǎn)的有線遙測地震儀。有線遙測地震儀的特征是完全由有線系統(tǒng)發(fā)送指令和傳送采集數(shù)據(jù)。在目前的野外實際應(yīng)用中占有主導(dǎo)地位，占據(jù)世界地震儀市場的絕大部分份額，常用的有Sercel公司的408/428系列、ION公司的Scorpion和Aries系統(tǒng)和美國WesternGeco公司的Uni?Q系統(tǒng)等。

地震采集系統(tǒng)可分為地震信號的拾取(地震檢波器)、地震信號的傳輸、地震信號的記錄與存儲三部分。國內(nèi)外主要的遙測地震儀均采用24位模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，而沒有采用1位模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的遙測地震儀。本發(fā)明技術(shù)將填補(bǔ)這個空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種可靠性好，單道成本低，載道能力強(qiáng)的基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的1位模數(shù)轉(zhuǎn)換微震數(shù)據(jù)采集儀。其可用于石油勘探、天然氣勘探、煤田勘探、礦產(chǎn)勘探、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)查等方面，是一種檢測天然或人工微震信號、將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并記錄下來的裝置，可用于地震勘探與地震檢測，更具體應(yīng)用于運動車輛、輪船及其他被動震源產(chǎn)生的微震數(shù)據(jù)采集。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的1位模數(shù)轉(zhuǎn)換微震數(shù)據(jù)采集儀是硬件部分由三大單元組成：服務(wù)器S(Server)、主干網(wǎng)MN(Main?Networks)、采集線AL(Acquisition?Line)；主干網(wǎng)MN是由多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點NU(Network?Unit)通過光纜FL(Fiber?Line)串接形成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點鏈NUS(Network?Unit?String)，與服務(wù)器S相連接；服務(wù)器S可以連接一條或多條主干網(wǎng)MN，負(fù)責(zé)對所有野外部件的管理和控制；采集線AL由電源節(jié)點PU(Power?Unit)和采集鏈AS(Acquisition?String)任意串接形成，采集線AL上的任何一個電源節(jié)點PU通過一條百兆網(wǎng)線NL連接到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點NU上，實現(xiàn)與主干網(wǎng)MN的連接；所述采集鏈AS由若干個(為方便野外搬運一般為6個～12個)采集站AU通過電纜連接而成，是野外施工的基本單元；采集站的A/D轉(zhuǎn)換器采用1位模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)。與常規(guī)地震采集儀器相比，優(yōu)勢在于采用1位模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，每個采樣點的數(shù)據(jù)只有1位，傳送的數(shù)據(jù)量只是常規(guī)地震采集儀器的1/24，極大地簡化了數(shù)據(jù)采集儀器的數(shù)據(jù)傳送構(gòu)架和電路結(jié)構(gòu)，明顯增加了儀器的可靠性，有效地降低了每道的成本，使得百萬道級甚至更多道數(shù)的數(shù)據(jù)采集成為可能。具有極大地簡化數(shù)據(jù)采集儀器數(shù)據(jù)傳送構(gòu)架和電路結(jié)構(gòu)，可靠性好，單道成本低，載道能力強(qiáng)，特別適合于運動車輛、輪船及其他被動震源產(chǎn)生的微震數(shù)據(jù)采集的優(yōu)點。

作為優(yōu)化，所述主干網(wǎng)MN是由多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點NU通過光纜FL串接形成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點鏈NUS。

作為優(yōu)化，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點NU由高速數(shù)據(jù)交換模塊SM(Switch?Module)、控制模塊CMNU(Control?Module?in?Network?Unit)、電源模塊PMNU(Power?Module?in?Network?Unit)和GPS模塊等組成；數(shù)據(jù)交換模塊SM為百兆/千兆交換機(jī)模塊，千兆接口分別通過光纜FL連接上一級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點NU和下一級網(wǎng)絡(luò)節(jié)點NU，百兆接口連接電源節(jié)點PU。

作為優(yōu)化，所述采集站AU通過A/D轉(zhuǎn)換器與檢波器G連接，把檢波器的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換器與檢波器G是地震數(shù)據(jù)采集儀器中的關(guān)鍵部件，決定了整個儀器的主要技術(shù)指標(biāo))；