[發明專利]分布式高精度地震信號采集裝置及采集方法

有效

• 申請號: 201610013012.7
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105607113B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 張曉培;張琪;杜立志;牛建軍;翟松濤
• 申請（專利權）人: 吉林大學;上海驕鵬工程技術有限公司;驕鵬科技（北京）有限公司
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 王立文

技術領域

本發明涉及一種適用于混合遙測地震勘探的地震信號采集裝置，尤其是采用了分布式設計方案和高性能有線通訊協議，除了滿足高精度地震信號采集功能以外，還實現地震信號采集裝置之間自動級聯以及高速高可靠性數據通訊。

背景技術：

地震勘探方法作為礦產資源探測的主要方法，隨著科學技術的發展，該方法在解決復雜礦藏地質問題的能力不斷增強。地震勘探儀器是地震勘探方法中的關鍵設備，近60年來地震勘探儀歷經了光點記錄地震儀、模擬磁帶記錄地震儀、數字地震儀、遙測地震儀、全數字遙測地震儀五個發展階段，其設計的理念實現了從集中式到分布式、從有線到無線、從模擬到數字以及目前的高密度全數字采集的轉變。目前地震勘探方法正向著高密度、三維、全波場、高分辨率、超多道地震勘探等方向發展，與之相配套的地震勘探儀器設備也應該向著節點式、單站單道、三分量、全數字、GPS定位與授時、復合數據通訊方式、智能化以及便攜式等方向發展。

早期的地震儀由于受到電子元器件及通訊技術的限制，只能將多通道數據采集單元集中設計到主機內部，通過多芯電纜線與檢波器連接形成所謂集中式地震勘探系統。該系統的優點是設備相對簡單、故障率低、儀器設備的制造成本較低，但其缺點主要體現在設備比較龐大、儀器的帶道能力較差。隨著地震勘探方法技術的發展，集中式多道地震儀已遠遠不能滿足地震勘探要求，采用分布式設計方案已經成為現代地震儀設計的主流，該方案主要得益于電子技術及數字通訊技術領域中取得成果。所謂的分布式是將地震儀拆分成相互獨立的采集單元，每個采集單元也由12道、6道逐漸發展成現在的1道(即單站單道)，多個采集單元利用數據通訊技術相連接組成多道地震勘探儀。采集單元之間的通訊主要有無線通訊技術、有線通訊技術以及有線和無線混合模式三種通訊方式，無線通訊技術雖然可以大大減輕設備的重量，但是由于無線通訊技術受到帶寬度、通訊距離以及需要大量外圍設備配套的等條件的限制，無法滿足地震勘探野外生產需要。目前大多則是采用采用的混合通訊模式，即大量采用有線通訊連接，只是在個別節點(地形復雜地段)采用無線通信技術作為過渡。

采集單元的技術性能是地震系統的關鍵所在，如何實現采集單元的高精度數據采集及采集單元之間高速度、高可靠性數據傳輸是地震儀設計中需要解決的重要問題。

發明內容：

本發明的目的就是針對上述現有技術的不足，提供一種適用于混合遙測地震勘探用分布式高精度地震信號采集裝置；

本發明的另一目的是提供一種適用于混合遙測地震勘探用分布式高精度地震信號采集裝置的采集方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

混合遙測地震勘探用分布式高精度地震信號采集裝置，是由底座4的左右兩端分別接有數傳電纜線3，數傳電纜線3外包有電纜線護套5，底座4上部裝有保護殼6，保護殼6內與底座4之上的空間為采集板艙室2，采集模塊置于采集板艙室2內，保護殼6的上部中間部位設有檢波器輸入插頭1構成。

所述的采集模塊是由主處理器15分別與左側通訊饋電模塊10、右側通訊饋電模塊11、信號發生器模塊12和數據采集模塊13連接，主處理器15經電源管理模塊14分別與左側通訊饋電模塊10和右側通訊饋電模塊11連接構成。

混合遙測地震勘探用分布式高精度地震信號采集裝置的采集方法，包括以下步驟：

A、分布式高精度地震信號采集裝置7之間通過數傳電纜3和航插依次相互連接組成數據采集鏈路；

B、上位機向數據鏈路中發送電源開關指令，左側通訊饋電模塊10或右側通訊饋電模塊11檢測到數據傳輸電纜3上的耦合的電壓后，經過電源管理模塊14將外部電源轉換成工作電壓，啟動CPU主處理器15；

C、上位機向數據鏈路發送叫站指令，通過數傳輸電纜線3及左側通訊饋電模塊10或右側通訊饋電模塊11將該指令傳輸到CPU主處理器15中，CPU主處理器15收集當前采集模塊的物理信息，包括編號、邏輯序號，并進行編碼處理，上傳到數據鏈路中，上位機將接收到的全部數據進行解編后，實現數據采集鏈路上所有分布式高精度地震信號采集裝置7的編碼。

D、上位機向數據鏈路中發送數據采集指令，通過數據傳輸電纜線3、左側通訊饋電模塊10或右側通訊饋電模塊11以廣播的方式傳輸到所有分布式高精度地震信號采集裝置7中的CPU主處理器15中，CPU主處理器15接收到該指令后，立即啟動低速同步頭檢測模式，當整個數據鏈路中的同步通訊建立成功后，啟動數據采集模塊13，將采集到的數據以數據流的方式實時上傳到到上位機中；