[发明专利]用于获取地震数据的无线系统和方法

说明书

本申请是申请号为200780039182.1、申请日为2007年9月13日、发明名称为“用于获取地震数据的无线系统和方法”的专利申请的分案申请。

对相关申请的交叉引用

本申请要求针对2006年9月14日提交的美国临时申请序列号60/844633的在35U.S.C.§119(e)之下的优先权，并且还要求针对2007年3月8日提交的美国非临时专利申请序列号11/683883的在35U.S.C.§120之下的优先权(14.0331)，其全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本发明涉及地震数据获取系统和利用其的方法的领域。更具体地说，本发明涉及用于在陆基地震勘测期间有效收集地震数据的系统和方法。

背景技术

陆地地震(land seismic)获取旨在捕获通过地下(subsurface)传播的声能和弹性能。这种能量可以由诸如振动源(振动器)的一个或多个地面(surface)源生成。振动器生成通过大地传播到不同地下层(subsurface layer)中的压力信号。这里，通过与地下层中的地质构造相互作用而形成弹性波。弹性波以地下层中的局部应力的变化和质点位移为特征，该质点位移基本上处于和波阵面相同的平面中。声波和弹性波还已知为压力波和剪切波。声波和弹性波统称为地震波场。

地下构造可以以诸如密度、可压缩性以及多孔性的物理参数为特征。这些参数值的变化被称为声学差异(contrast)或弹性差异，并且可以表示地下层(其可以包含碳氢化合物)中的变化。当声波或弹性波遭遇声学差异或弹性差异时，一部分波将反射回地面，而另一部分波将传导至地下更深部分中。到达陆地地面的弹性波可以被定位在陆地上的运动传感器(用于测量位移、速度或加速度，如地震检波器、加速计等)测量到。陆地地面处的弹性波测量可以被用于生成地下的详细影像(包括诸如密度、可压缩性、多孔性等的物理特性的定量评价)。这通过对地震数据的恰当处理来实现。

地震传感器单元典型地还包含为数字化并记录地震数据所需的电子装置。在一个已知实施方式中，每一个传感器单元都连接至陆地地震线缆，其经由线缆连接至地面车辆或诸如平台的其它地面设施上的记录仪器。陆地地震线缆提供电力和用于向计量仪器传送记录并数字化的地震信号的手段。陆地地震是保证发现并有效生产碳氢化合物两者的一个重要角色。然而，如现今普遍实行的，陆地地震需要广泛使用线缆来连接传感器网络，以生成地面下层的影像。涉及线缆的诸如运输、敷设以及卷绕的活动可能包括多达总后勤活动的50％。而且，线缆和连接器可能占超过地面设备总成本的30％。涉及线缆和连接器的诸如短路、开路以及断续问题的问题可能缩减多达50％的有效获取时间。线缆可能引入对于现场工作人员(field crews)、其它人以及动物的安全风险，并且可能因留下操作痕迹而破坏环境。而且最终，线缆可能限制按新的和非常规模式敷设传感器的自由度。

在进行陆地地震时已经努力减少使用线缆。例如，在美国专利No.7124028、No.6219620以及No.6070129中公开了无线陆地地震系统和方法。在一些已知实施方式中，将射频信号用于从多个地震检波器向中间收集节点传送地震数据，该中间收集节点接着经由射频无线、线缆或光纤向中央控制站传送收集的数据。在更多新近实施方式(如在‘028专利中公开的)中，没有使用收集节点，而相反，地震检波器包括按逐跳(hop-to-hop)通信方式在地震检波器之间实现短距无线电通信的组件。