具有用于检测一组至少一个模拟地震传感器的断开的构件的采集装置制造方法及图纸

一种采集装置，其包含适应于连接到产生有用地震信号的一组至少一个模拟地震传感器的一对输入端子，以及使得能够检测所述组至少一个模拟地震传感器的部分或完全断开的断开检测构件。所述断开检测构件包含：用于将小电流注入所述组至少一个模拟地震传感器中以产生偏移信号的构件；模数转换器和滤波构件；以及用于分析所述偏移信号的所述经测量值的时间变化并且在满足确定的条件的情况下用于触发告警的构件，或用于将所述偏移信号的所述经测量值传输到远程装置的构件。

【技术实现步骤摘要】
具有用于检测一组至少一个模拟地震传感器的断开的构件的采集装置
本专利技术的领域为地震数据采集领域。更具体来说，本专利技术涉及用于根据包含适应于连接到一组至少一个模拟地震传感器的一对输入端子的采集装置，检测此组至少一个模拟地震传感器的部分或完全断开的技术。本专利技术的特定应用涉及陆上地震数据采集系统。本专利技术可以特别应用于使用地震方法的石油勘探行业，但也可以应用到实施地震数据采集的任何领域。
技术介绍
地震数据采集系统常规地使用包含电子单元的电缆网络，其中地面运动传感器连接到所述电子单元。图1示意性地图示了基于模拟传感器4的使用的根据第一已知解决方案的地震数据采集系统。为了简化的目的，每一个编号4指明模拟传感器以及其对应的外壳和壳体（如下文用图2详细描述）。为了收集地震数据（地球物理数据），将与地面接触的一个或多个震源（图1中未示出）激活以传播全向地震波列。除了其它组成以外，震源还可以由炸药、下落的重物、振动器或海洋环境中的气枪组成。由模拟传感器4来检测由地下的各层反射的波列，所述模拟传感器产生特性化在地下的地质界面上的波的反射的模拟信号。一般使用术语“模拟地震检波器”来称呼模拟传感器4。如图2的实例中所示，所述传感器一般用双导线线路5（或用于串并联配置的三导线线路）互连成传感器群组以形成被称作“模拟地震检波器串”（或“地震检波器串”）33的群集。为此，将每一个模拟地震检波器安装在机械外壳（或套筒）62中。模拟传感器的此机械外壳62按机械公差插入壳体61（一般由塑料制成）内部，所述壳体的形状取决于所研究的区域的类型（沼泽、陆地…）。双导线线路5通常模制到壳体61。串33中的每一者连接到采集装置3上。为此，采集装置3也安装在包含具有两个接点的连接器63的机械外壳中，所述连接器适应于与置于双导线线路5（即，所述串的电缆）上的相同类型的连接器64协作。一般使用术语“数字化单元”来称呼采集装置3。所述采集装置以无线方式或通过电缆网络（例如四导线线路）互连，对来自传感器群组的模拟信号执行模数转换，并且通过中间收集装置2（也使用术语“集线器装置”来称呼）将所得的数字地震数据发送到中央记录系统1（也使用术语“中央数据处理单元”来称呼）。中央记录系统1通常随记录车携带。采集装置3还执行其它功能，尤其是：与中央记录系统1的同步、地震信号的处理，以及与数字网络的介接（即，将地震数据传送到中央记录系统1，接收及处理从中央记录系统1接收的命令）。用于形成地震检波器串33的模拟地震检波器的布置取决于有用信号电平、噪声电平，以及所需的空间滤波的电平，前述三者自身取决于土壤类型并且在一个任务到另一个任务之间变化。一般惯例是以串联和/或并联方式组装多个地震检波器以形成地震检波器串33，这是因为：●以串联方式连接的地震检波器允许放大信号（信号越弱，所串联的地震检波器的数目Ns必须越大；然而，数目Ns不应过大，不能使输入过载）；●以并联方式连接的地震检波器允许得到低阻抗并且不受电噪声影响。多个地震检波器的串联或并联配置允许对噪声进行滤波（越想要对噪声进行滤波，所串联的地震检波器的数目Ns和/或所并联的地震检波器的数目Np必须越大；极限是成本与性能之间的折衷）。在第一实例中，地震检波器串33包含Ns个串联的地震检波器。此地震检波器串33的电阻为：Rstring＝Rgeo×Ns，其中Rgeo为一个地震检波器的电阻。在第二实例中，地震检波器串33包含Np个并联的地震检波器。此地震检波器串33的电阻为：Rstring＝Rgeo/Np。在第三实例中，地震检波器串33包含Np个并联的分支，每一个分支包含Ns个串联的地震检波器。此地震检波器串33的电阻为：Rstring＝Rgeo×Ns/Np。可以考虑到地震检波器串的许多其它实例。出于实施的简易性和速度的原因，前述连接器63、64（用于将每一个地震检波器串33连接到采集装置3）不具有锁紧环。为了实现空间滤波，连接到采集装置（通过一个或若干个地震检波器串）的一组地震检波器（模拟地震传感器）通常部署在数百m2上，并且因此受到众多机械约束（车辆、动物…）以及气候约束，所述约束会引起所有或部分地震检波器串的无意断开，或者引起将地震检波器连接在一起并且将其连接到采集装置的电缆的断裂。因此有必要为系统操作者提供一个解决方案以远程监测地震检波器串的正确连接，以允许维护或发出关于由采集装置产生的数据的不良质量的警告。在全部数据的处理期间可以使用此警告信息。现在用图3和4描述已知的解决方案，其中地震检波器串33连接到采集装置3，并且采集装置以采集模式（图3）或以测试模式（图4）配置。在此实例中，地震检波器串33包含以并联方式连接的五个地震检波器4。采集装置3包含：●一对输入端子38a、38b，地震检波器串33连接到所述输入端子；●用于对噪声进行滤波的无源滤波器34；●模数转换器（ADC）35；●处理器36（例如微处理器或微控制器）；●电流产生器37a、37b（因为其仅用于测试模式中，所以仅在图4中示出）。在图3中图示的采集模式中，输入端子38a、38b之间的电压U表示由地震检波器串33的一组地震检波器4产生的模拟有用地震信号。来自地震检波器的所述有用信号不包含偏移信号。处理器36处理由此模拟有用地震信号的滤波（通过无源滤波器34）及模数转换（通过ADC35）产生的信号310，并且产生数字有用地震信号39。在图4中图示的测试模式中，由电流产生器37a、37b将电流I注入地震检波器串33中。输入端子38a、38b之间的电压U表示模拟测试信号，所述模拟测试信号取决于等效电阻Req：U=Req*I，其中Req电阻等效于Rstring与Rin的并联，其中Rstring为地震检波器串33的整组地震检波器4的电阻，并且Rin为采集装置3的输入电阻：处理器36处理由此模拟测试信号的滤波（通过无源滤波器34）及模数转换（通过ADC35）产生的信号41，并且产生Rstring的值40（因为I和Rin是已知的，所以可以推断出Rstring的值）。上述已知解决方案（图3和4中图示）具有下文详细描述的若干缺点。因为对电阻Rstring（通过电流注入）的测量干扰地震检波器（因为注入的电流I覆盖了来自地震检波器的有用地震信号），所以不能在操作中（即，在采集期间）进行此测量。因此，对电阻Rstring的测量通常一天仅执行两次并且在地震数据采集系统处于两次地震采集之间的备用状态时进行。然而，采集系统日益用于连续采集（24h/24h），这使得不允许执行规则的电阻测试以连续检测所有或部分地震检波器串33的任何意外断开（这将导致地震信号质量的急剧降级）。由于电阻Rstring根据温度的变化以及由于电阻值的不等性，因此已知的解决方案会产生假告警，并且只有通过将由给定采集装置（例如，一个地震检波器串连接到所述采集装置）获得的电阻值与由其它采集装置（例如，另一个地震检波器串连接到所述采集装置中的每一者）获得的经测量电阻值的平均值进行比较，才能提供良好的结果。在已知解决方案中，进行了对电阻Rstring的绝对测量。此绝对测量必须精确以辨别所连接的地震检波器的正确数目。因此，为了具有对噪声的良好的鲁棒性，有必要注入高电平电流。举例来说，如果考虑具有具六个并联的地震检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采集装置，其包含适应于连接到产生有用地震信号的一组至少一个模拟地震传感器的一对输入端子，以及使得能够检测所述组至少一个模拟地震传感器的部分或完全断开的断开检测构件，其中所述断开检测构件包含：用于将小电流注入所述组至少一个模拟地震传感器中以产生偏移信号的构件，所述偏移信号部分取决于所述组至少一个模拟地震传感器的电阻并且被添加到所述有用地震信号，所述偏移信号侵占所述采集装置的仅一部分工作范围；模数转换器和滤波构件，所述模数转换器和滤波构件用于对在所述对输入端子处测量的电压进行转换及滤波，以获得所述偏移信号的经测量值；以及：用于分析所述偏移信号的所述经测量值的时间变化并且在满足确定的条件的情况下用于触发告警的构件，或用于将所述偏移信号的所述经测量值传输到远程装置的构件，所述远程装置适应于分析所述偏移信号的所述经测量值的时间变化并且在满足确定的条件的情况下触发告警。

【技术特征摘要】
2013.01.21 EP 13305072.41.一种采集装置，其包含适应于连接到产生有用地震信号的一组至少一个模拟地震传感器的一对输入端子，以及使得能够检测所述组至少一个模拟地震传感器的部分或完全断开的断开检测构件，其中所述断开检测构件包含：用于将电流注入所述组至少一个模拟地震传感器中以产生偏移信号的构件，所述偏移信号部分取决于所述组至少一个模拟地震传感器的电阻并且被添加到所述有用地震信号，所述偏移信号侵占所述采集装置的仅一部分工作范围；模数转换器和滤波构件，所述模数转换器和滤波构件用于对在所述对输入端子处测量的电压进行转换及滤波，以获得所述偏移信号的经测量值；以及：用于分析所述偏移信号的所述经测量值的时间变化并且根据所述偏移信号的所述经测量值的所述时间变化的所述分析触发告警的构件，或用于将所述偏移信号的所述经测量值传输到远程装置的构件，所述远程装置适应于分析所述偏移信号的所述经测量值的时间变化并且根据所述偏移信号的所述经测量值的所述时间变化的所述分析触发告警。2.根据权利要求1所述的采集装置，其中所述用于进行滤波的构件包含具有截止频率的数字高通滤波器，所述截止频率使得能够分离分别低于所述截止频率及高于所述截止频率的所述偏移信号和所述有用地震信号。3.根据权利要求1所述的采集装置，其中所述用于进行滤波的构件包含无限脉冲响应数字滤波器。4.根据权利要求1所述的采集装置，其中所述偏移信号的所述经测量值的所述时间变...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰罗姆·莱恩，
申请(专利权)人：瑟塞尔公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR