[发明专利]有线、无线和无缆三合一数字地震仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种地震仪，特别是涉及一种有线、无线和无缆三合一数字地震仪。

技术背景

高精度数字地震仪是用来记录人工或天然地震信号，然后根据这些地震信号的记录来寻找油、气、煤和其他矿产资源的地质勘探仪器，并可用于探测地球内部结构、进行工程及地质灾害预测等。

地震勘探法目前仍然是在陆地和海洋勘探石油和天然气的主要手段，同时也是其他矿产资源的重要勘探方法，并广泛应用于研究地球内部结构、工程勘探和检测、地质灾害预测等等方面。

用矿产资源地球物理勘探的数字地震仪按照数据传输方式可以分为三类：有线遥测地震仪、无线遥测地震仪、无缆存储式地震仪。

有线遥测地震仪的特征是完全由有线系统发送指令和传送采集数据。在目前的野外实际应用中占有主导地位，占据世界地震仪市场的绝大部分份额，常用的有Sercel公司的408/428系列、ION公司的System IV、Scorpion和Aries II系统、德国DMT公司的Summit系统、美国WesternGeco公司的Uni Q系统等。

利用无线系统发送指令和传送采集数据的仪器称为无线遥测地震仪，一般用于特殊地表条件下施工，也占有一定市场。Fairfield公司的BOX系统和Wireless Seismic公司的Wireless Seismic系统均为无线遥测数字地震仪。但这些仪器均存在由于无线数据传输带宽不足而限制了仪器道数等问题，所以较少投入实际使用。

无缆存储式地震仪是一种特殊类型的地震仪，其特征是：没有大线，没有地震数据传输；每个采集站接收放炮数据后自动存储，再用专门的数据回收系统把所有放炮数据从采集站中取出来；有部分仪器利用无线系统对所用的采集站发送同步放炮等命令，但不接收数据，不监视采集站的工作状态。这种仪器的特点是重量相对较轻、布设简单，但由于没有数据的实时回收，不能实时对数据质量进行监控，还不能被工业界普遍接受。这类仪器的另一个缺点是每道需要单独供电，意味着需要大量的电池管理工作量。目前主要有东方地球物理公司的GPS授时地震仪、中国科学院地质与地球物理研究所的海底地震仪和金属矿勘探无缆存储式地震仪、吉林大学地球探测科学与技术学院的无缆遥测地震仪、美国ION公司的FireFly无缆地震采集系统、法国Sercel公司的Unite系统、美国Ascend Geo公司的Ultra无缆陆地地震采集系统、美国OYO Geospace公司的GSR系统、美国Fairfield公司的Z系统、美国Seismic Source公司的SIGMA系统。

由于油气和矿产勘探的精度要求越来越高、勘探的地表和地下地质构造条件越来越复杂，勘探的面积也越来越大、要求地震仪器的道数越来越多，用上述单一的有线、无线或无缆地震勘探仪器均不能满足复杂地区的油气地震勘探要求。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种有线、无线和无缆三合一数字地震仪。所以我们需要研制有线、无线和无缆“三合一”的数字地震仪器系统。

为实现上述目标，本发明有线、无线和无缆三合一数字地震仪是把有线遥测数字地震仪、无线遥测数字地震仪和无缆数字地震仪三种仪器进行优化和组合，构成了一种全新的数字地震仪系统，分为四大部分：中央控制操作系统(仪器车)CCOS(Central ControlOperation System)以及与其配用的有线遥测采集站AS(Acquisition Station)、无线遥测采集站WAS(Wireless Acquisition Station)和无缆采集站CAS(Cable-less Acquisition Station)。中央控制操作系统CCOS通过网线分别与有线通信根节点RU(Root Unit)、无线通信根节点WRU(Wireless Root Unit)和无缆数据回收单元CDU(Cable-less Data Unit)连接；并通过有线通信根节点RU控制和连接有线遥测采集站，通过无线通信根节点WRU控制和连接无线遥测采集站，通过无缆数据回收单元CDU回收无缆采集站的数据。

本发明为一种基于有线遥测、无线遥测和无缆“三合一”的新型数字地震仪系统，把有线遥测数字地震仪、无线遥测数字地震仪和无缆数字地震仪三种地震仪进行了优化和组合。充分利用了有线遥测、无线遥测和无缆的优势，使得新型数字地震仪系统适用于各种复杂地表和地形，达到了地震勘探测量的施工方案和成本的最佳优化。