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    用于 管理 地震 系统 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201310153628.0

    申请日:

    2013.04.27

    公开号:

    CN103376467A

    公开日:

    2013.10.30

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01V 1/38申请日:20130427|||公开
    IPC分类号: G01V1/38; G01V1/22 主分类号: G01V1/38
    申请人: 瑟塞尔公司
    发明人: 雷诺·迪迪尔
    地址: 法国卡尔克富
    优先权: 2012.04.27 EP 123054827
    专利代理机构: 北京派特恩知识产权代理事务所(普通合伙) 11270 代理人: 武晨燕;张颖玲
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201310153628.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.04.12|||2015.02.11|||2013.10.30

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种用于管理多船地震系统的方法,所述多船地震系统包括:第一船,其具有记录系统并且牵引至少一个拖缆集成式地震传感器;第二船,其包括执行爆破的至少一个震源。所述第二船经由无线电链路将多个爆破预测系列或每次爆破的爆破数据发送给所述第一船,并根据所述预测来启动所述震源。如果通过对接收到的爆破预测系列进行分析,所述第一船检测出其尚未接收到有关至少一次已执行爆破的所述爆破数据,那么其将请求发送给所述第二船,并且接收作为响应的遗漏爆破数据。针对每次已执行爆破,所述系统根据相关爆破数据来选择地震数据,并且将所选择的地震数据与所述相关爆破数据组合,以获得组合数据,通过对所述组合数据进行解译,能够获得海底表示。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种用于管理多船地震系统的方法,所述多船地震系统包括:第一船,所述第一船具有记录系统并且牵引至少一个拖缆集成式地震传感器;以及第二船,所述第二船包括执行爆破的至少一个震源,所述地震传感器所获得的地震数据由所述记录系统进行记录,所记录的地震数据与有关所述爆破的爆破数据组合起来,以获得组合数据,通过对所述组合数据进行解译,能够获得海底表示,其中所述方法包括:
    所述第二船经由无线电链路将多个爆破预测系列发送给所述第一船,所述系列及时连续更新,每个系列都包括计划用于接下来的N次爆破的时刻,其中N≥2;
    对于每次爆破,所述第二船根据所述预测来启动所述至少一个震源,并且经由所述无线电链路将有关所述爆破的爆破数据发送给所述第一船;
    为了记录地震数据,所述第一船以非连续方式并且根据最后接收到的爆破预测系列来启动所述记录系统,或者以连续方式启动所述记录系统;
    如果通过对接收到的爆破预测系列进行分析,所述第一船检测出自己尚未接收到有关至少一次已执行爆破的所述爆破数据,那么所述第一船将请求发送给所述第二船,并且接收作为响应的遗漏爆破数据;
    针对每次已执行爆破以及相关爆破数据,根据所述相关爆破数据来选择地震数据,并且将所选择的地震数据与所述相关爆破数据组合,以获得所述组合数据。

    2.  根据权利要求1所述的方法,其中有关给定的已执行爆破的所述爆破数据包括:
    所述给定的已执行爆破的真实时间;
    已执行所述给定的已执行爆破的所述至少一个震源的位置;以及
    与所述至少一个震源中所包括的至少一支枪相关并且用于执行所述给定的已执行爆破的数据。

    3.  根据权利要求1所述的方法,其中针对每次已执行爆破,所述第一船从最后接收到的爆破预测系列中获得计划用于所述已执行爆破的时刻,并且在所述计划时刻的时刻函数处启动所述第一船中所包括的至少一个设备。

    4.  根据权利要求1所述的方法,其中所述系列中所包括的爆破预测的数目N是可变的,并且是所述第二船的速度的函数。

    5.  根据权利要求1所述的方法,其中所述第一船执行根据所述相关爆破数据来选择地震数据的所述步骤,以及将所述所选择的地震数据与所述相关爆破数据组合以获得所述组合数据的所述步骤。

    6.  根据权利要求1所述的方法,其中所述记录系统是非连续记录系统,
    其中针对每次已执行爆破,所述第一船从所述最后接收到的爆破预测系列中获得计划用于所述已执行爆破的时刻,并且在所述计划时刻启动所述非连续记录系统,
    并且其中针对每次已执行爆破,选择地震数据的所述步骤包括:根据所述爆破数据中所包括的所述已执行爆破的真实时间,选择由所述非连续记录系统从所述计划时刻开始记录的地震数据。

    7.  根据权利要求6所述的方法,其中针对每次已执行爆破,选择地震数据的所述步骤包括以下步骤:
    确定以下项之间的时移:所述第二船执行所述已执行爆破的所述真实时间,以及所述第一船从所述最后接收到的爆破预测系列中获得的计划用于所述已执行爆破的所述时刻;
    根据所述已执行爆破的所述真实时间以及所述时移,在由所述非连续记录系统从所述计划时刻开始记录的地震数据中选择地震数据。

    8.  根据权利要求6所述的方法,其中如果所述第二船检测出所述无线电链路是不可以使用的,那么所述第二船会停止生成新更新的爆破预测系列,并且根据最后生成的爆破预测系列执行接下来的爆破,直到所述无线电链路可以再次使用为止。

    9.  根据权利要求1所述的方法,其中所述记录系统是使用公共时钟来使时 间戳数据与所述所记录的地震数据相关联的连续记录系统,
    其中所述第二船使用所述公共时钟来确定所述爆破数据中所包括的每次已执行爆破的真实时间,
    并且其中针对每次已执行爆破,选择地震数据的所述步骤包括:根据所述已执行爆破的所述真实时间以及与所述所记录的地震数据相关联的所述时间戳数据,在所记录的地震数据中选择地震数据。

    10.  一种存储程序的非瞬时计算机可读载体媒介,当所述程序由计算机或处理器执行时,所述程序使得所述计算机或所述处理器执行一种用于管理多船地震系统的方法,所述多船地震系统包括:第一船,所述第一船具有记录系统并且牵引至少一个拖缆集成式地震传感器;以及第二船,所述第二船包括执行爆破的至少一个震源,所述地震传感器所获得的地震数据由所述记录系统进行记录,所记录的地震数据与有关所述爆破的爆破数据组合起来,以获得组合数据,通过对所述组合数据进行解译,能够获得海底表示,所述方法包括:
    所述第二船经由无线电链路将多个爆破预测系列发送给所述第一船,所述系列及时连续更新,每个系列都包括计划用于接下来的N次爆破的时刻,其中N≥2;
    对于每次爆破,所述第二船根据所述预测来启动所述至少一个震源,并且经由所述无线电链路将有关所述爆破的爆破数据发送给所述第一船;
    为了记录地震数据,所述第一船以非连续方式并且根据最后接收到的爆破预测系列来启动所述记录系统,或者以连续方式启动所述记录系统;
    如果通过对接收到的爆破预测系列进行分析,所述第一船检测出自己尚未接收到有关至少一次已执行爆破的所述爆破数据,那么所述第一船将请求发送给所述第二船,并且接收作为响应的遗漏爆破数据;
    针对每次已执行爆破以及相关爆破数据,根据所述相关爆破数据来选择地震数据,并且将所选择的地震数据与所述相关爆破数据组合,以获得所述组合数据。

    11.  一种多船地震系统,其包括:第一船,所述第一船具有记录系统并且 牵引至少一个拖缆集成式地震传感器;以及第二船,所述第二船包括执行爆破的至少一个震源,所述地震传感器所获得的地震数据由所述记录系统进行记录,所记录的地震数据与有关所述爆破的爆破数据组合起来,以获得组合数据,通过对所述组合数据进行解译,能够获得海底表示,其中:
    所述第二船适用于经由无线电链路将多个爆破预测系列发送给所述第一船,所述系列及时连续更新,每个系列都包括计划用于接下来的N次爆破的时刻,其中N≥2;
    所述第二船适用于针对每次爆破根据所述预测来启动所述至少一个震源,并且经由所述无线电链路将有关所述爆破的爆破数据发送给所述第一船;
    所述第一船适用于以非连续方式并且根据最后接收到的爆破预测系列来启动所述记录系统,或者以连续方式启动所述记录系统,从而记录地震数据;
    所述第一船适用于通过对接收到的爆破预测系列进行分析,检测出自己尚未接收到有关至少一次已执行爆破的所述爆破数据;
    如果所述第一船检测出自己尚未接收到有关至少一次已执行爆破的所述爆破数据,那么所述第一船适用于将请求发送给所述第二船,并且接收作为响应的遗漏爆破数据;
    所述系统适用于针对每次已执行爆破以及相关爆破数据,根据所述相关爆破数据来选择地震数据,并且将所选择的地震数据与所述相关爆破数据组合,以获得所述组合数据。

    说明书

    说明书用于管理多船地震系统的方法
    技术领域
    本发明涉及地球物理数据采集。
    更确切而言,本发明涉及海上地震采集,这种海上地震采集需要若干艘船,以对海底地壳进行成像。
    具体而言,本发明涉及一种用于管理多船地震系统的方法,所述多船地震系统包括:第一船(也称作“监听船(listener vessel)”),其具有记录系统并且牵引至少一个拖缆集成式地震传感器;以及第二船(也称作“爆破船(shooter vessel)”),其包括在确定的时刻执行爆破的至少一个震源。所述方法包括以下步骤:由记录系统来记录地震传感器所获得的地震数据;以及将所记录的地震数据(第一文件)和有关爆破的爆破数据(第二文件)进行组合,以获得组合数据(第三文件),通过对所述组合数据进行解译,能够获得海底表示(seabed representation)。
    实际上,多船地震系统通常包括两艘以上的船,例如,其中有若干艘爆破船以及若干艘监听船。此外,一些船既可以作为爆破船又可以作为监听船。然而,下文中仅考虑一对船的简单情况,所述一对船包含一艘爆破船和一艘监听船。事实上,任何复杂多船系统都可以分解成多个前述类型的简单情况,这是因为:
    ●尽管存在若干艘爆破船,但是这些爆破船可以在同一时间爆破;
    ●尽管存在若干艘监听船,但是每艘监听船的工作方式都与爆破船相同;
    ●尽管一艘船既可以作为爆破船又可以作为监听船,但是这艘船每次只可以具有一种工作状态。
    本发明尤其可以应用于石油勘探业,但也可以应用于在海上环境中使用地球物理数据采集网络的任何领域。
    背景技术
    为了在勘测区域中执行海上地震采集,通常使用震源(枪、振动源等)和地震传感器。传感器安置在电缆中,称作拖缆或线性天线。若干根拖缆一起使用,便形成数以千计传感器的阵列。震源和拖缆均由船来牵引。船一般牵引一根或多根拖缆,并且可以配备(或不配备)震源。
    为了在海上环境中收集地球物理数据,启动由至少一艘爆破船牵引的一个或若干个浸没式震源,以产生单脉冲或连续扫过的能量。每个震源所产生的信号穿过地壳的各层,并且反射信号被至少一艘监听船所牵引的拖缆中的传感器(水听器)捕获。
    随后,记录系统将所有传感器在几秒钟的时间段(称作记录长度)内收集到的数据存储成数据集(通常是SEG-D格式的文件)。对SEG-D文件中包含的地震数据进行解译,以便计算出地壳的3D图像。
    每次采集时的震源和地震传感器的理论位置在称作“预定表(preplot)”的特定文档中有所描述:越是遵照预定表的要求,地壳的成像质量就越高。多亏人们所熟知的测量手段(GPS、RGPS、声响装置、罗盘、深度传感器等),得以知晓所有设备(水听器和枪)的实际位置。
    采集过程是由综合导航系统(INS)来控制和监测的,所述综合导航系统的作用为:根据预定表中的几何结构,计算传感器和震源的位置,驱使船沿着它们的采集路径航行;以及启动震源以在所需位置执行地震采集。
    通过交换空间事件(称作靶心)与时间事件(称作爆破(shots)),可以实现(震源与传感器之间的)这种时间和空间同步,其中空间事件给出了每艘船应处的位置(这样就给出了传感器和震源的位置),而时间事件给出了启动震源的时间。
    为了进一步提高地震成像的质量,目前以多船操作的方式执行地震勘测,以对地壳进行宽方位照明。在此情况下,起始脉冲经由无线电调制解调器线传输到参与勘测的一艘或多艘船。在多船操作过程中,一种已知的解决方案为, 将爆破管理集中到一艘特定的船上,该船称作主船(master vessel)。例如,此主船牵引多根地震拖缆并且还牵引一个或多个震源(例如,枪)。
    所有船的位置信息都发送到此主船,主船继而根据预定表来生成所有船的空间和时间事件。信息流通过无线信道得到实时交换,然而,由于存在衰减、各船之间的距离较长、路径较多并且存在浮动障碍物,因此这种交换并非百分之百可靠。
    参考图1,该图示意性地示出了这种多船海上地震采集的一个实例。
    如上文所述,为了简单起见,考虑一对船的简单情况,所述一对船包含牵引震源G2(例如,枪)的爆破船V2以及牵引多根拖缆S1的监听船V1。此外,假设监听船V1是主船,而爆破船V2是从属船。主船V1的移动平行于从属船V2。拖缆S1包含地震信号接收传感器(例如,水听器),用于从震源G2接收信号反射。
    震源G2由位于从属船V2上的震源控制器来控制。拖缆S1所接收的信号由地震记录器记录在主船V1上。
    震源G2所发出信号的信号反射需要在拖缆S1处得到记录。为此,对于准确的数据采集而言,使得监听船(在此实例中为主船)上的记录系统与爆破船(在此实例中为从属船)上的震源同步是极为重要的。然而,尽管任意给定船上的记录系统能与同一艘船上的震源准确同步,但是让位于监听船上的记录系统与位于爆破船上的震源精确协调经证实是难以实现的。
    当主船上的记录系统经设定以记录来自从属船上的震源的地震反射时,便会发生该问题的一个实例。主船向从属船的震源传输爆破命令。主船计算机向从属船震源发出爆破命令的时刻与从属船实际引发爆破的时刻之间存在较小但明显的时延。造成此时延的原因为,计算机、无线电传输以及各船之间的接收链路中存在固有的时延。
    任何震源的实际引爆时刻,以及任何特定反射被拖缆接收的时刻均称作“事件(events)”,这些事件必需同步。所属领域的技术人员还应认识到,其他事件之间的同步在多船地震勘探过程中同样至关重要。此类其他事件的实例包含: 特定船越过海底特定点的时刻,特定船上的震源的启动时刻,等等。
    根据典型系统,VHF无线电链路用于在两艘船(主船与从属船)之间传输事件,其中,例如,锁相环(PLL)电路用于检测在无线电链路上传输的事件?;诩扑愠龅氖毖?,在特定时刻,无线电链路两端会产生“引爆”和“起爆信号(time break)”命令,这样就有希望使记录器在与震源的引爆时刻大约相同的时刻开始记录。然而,此系统需要操作稳定的无线电传输链路,并且所述系统还需要定期校准。校准通常是“离线”执行的,因此多次校准之间可能产生计时误差,这些计时误差未被检测出来。
    在地震勘测过程中,例如,当两艘船航行于诸如近海平台等中的金属屏障的两侧时,两艘船(或更多艘船)之间的无线电链路可能丢失或出现故障(断开)。
    如果无线电链路在爆破命令传输到从属船的震源时丢失或出现故障,爆破命令将不会被接收到,爆破就不会发生,并且所述船将错过一个需要数据的地点。
    因此,无线通信(无线电链路)的此类丢失会妨碍主船精确了解其他船的位置,并且/或者会妨碍其他船接收时间和空间事件,从而使得爆破在时间和/或空间上不够精确或导致爆破未发生。这样就改变了地壳的图像。
    发明内容
    本发明的目标
    在至少一个实施例中,本发明尤其旨在克服现有技术的这些缺陷。
    更具体而言,本发明的至少一个实施例的一个目标在于,提供一种用于管理多船地震系统的技术(包含爆破和记录操作),即使暂时丢失了船之间的无线电链路,所述多船地震系统也可以继续以所需时间和空间精确度进行操作。
    本发明的至少一个实施例的另一个目标在于,提供易于实施且成本较低的此类技术。
    本发明的至少一个实施例的又一个目标在于,提供可以使用非连续记录系 统或连续记录系统来实施的此类技术。
    发明内容
    本发明的一个特定实施例提出了一种用于管理多船地震系统的方法,所述多船地震系统包括:第一船,所述第一船具有记录系统并且牵引至少一个拖缆集成式地震传感器;以及第二船,所述第二船包括执行爆破的至少一个震源,所述地震传感器所获得的地震数据由所述记录系统进行记录,所记录的地震数据与有关所述爆破的爆破数据组合起来,以获得组合数据,通过对所述组合数据进行解译,能够获得海底表示,所述方法的特征在于,所述方法包括:
    -所述第二船经由无线电链路将多个爆破预测(shot prediction)系列发送给所述第一船,所述系列及时连续更新,每个系列都包括计划用于接下来的N次爆破的时刻,其中N≥2;
    -对于每次爆破,所述第二船根据所述预测来启动所述至少一个震源,并且经由所述无线电链路将有关所述爆破的爆破数据发送给所述第一船;
    -为了记录地震数据,所述第一船以非连续方式并且根据最后接收到的爆破预测系列来启动所述记录系统,或者以连续方式启动所述记录系统;
    -如果通过对接收到的爆破预测系列进行分析,所述第一船检测出自己尚未接收到有关至少一次已执行爆破的爆破数据,那么所述第一船将请求发送给所述第二船,并且接收作为响应的遗漏爆破数据;
    -针对每次已执行爆破以及相关爆破数据,根据所述相关爆破数据来选择地震数据,并且将所选择的地震数据与所述相关爆破数据组合,以获得所述组合数据。
    因此,此特定实施例依赖于一种全新的发明方法,在所述方法中,即使第一船与第二船之间的无线电链路不可以使用(暂时丢失无线电链路),第一船与第二船中的每一者也都能够继续自己的操作(第二船的爆破操作以及第一船的记录操作)。
    多亏接收到了爆破预测系列(来自第二船),第一船可以按照后验方式检测出无线电链路的中断,并且使用请求/响应机制从第二船获得遗漏的爆破数据 (即,与无线电链路中断期间发生的一次或多次爆破相关的爆破数据)。
    如下文详细描述,在无线电链路中断期间,第一船继续记录地震数据(可能存在两种情况:使用非连续记录系统或使用连续记录系统)。
    根据特定特征,有关给定的已执行爆破的爆破数据包括:
    -所述给定的已执行爆破的真实时间;
    -已执行所述给定的已执行爆破的所述至少一个震源的位置;以及
    -与所述至少一个震源中所包括的至少一支枪相关并且用于执行所述给定的已执行爆破的数据。
    根据特定特征,针对每次已执行爆破,第一船从最后接收到的爆破预测系列中获得计划用于所述已执行爆破的时刻,并且在所述计划时刻的时刻函数(instant function)处启动所述第一船中所包括的至少一个设备。
    因此,即使第一船与第二船之间的无线电链路不可以使用(暂时丢失无线电链路),第一船也能够继续执行除记录操作以外的操作。例如,所述至少一个设备是声学控制器(如下文详细描述)。
    根据特定特征,系列中所包括的爆破预测的数目N是可变的,并且是第二船的速度的函数。
    因此,例如,可以让无线电链路中断的容许持续时间保持恒定(在此实例中,当第二船的速度增大时,每个系列中预测的数目应增大)。
    根据特定特征,第一船执行根据所述相关爆破数据来选择地震数据的所述步骤,以及将所述所选择的地震数据与所述相关爆破数据组合以获得所述组合数据的所述步骤。
    因此,所述组合数据被第一船获得,例如,在地震勘测过程中获得。在一个变体中,选择步骤和组合步骤(或仅仅是组合步骤)可以在第一船的外部执行,例如,在地震勘测之后执行。
    在第一实施方案中,所述记录系统是非连续记录系统。针对每次已执行爆破,第一船从最后接收到的爆破预测系列中获得计划用于所述已执行爆破的时刻,并且在所述计划时刻启动所述非连续记录系统。针对每次已执行爆破,选 择地震数据的所述步骤包括:根据所述爆破数据中所包括的所述已执行爆破的真实时间,选择由所述非连续记录系统从所述计划时刻开始记录的地震数据。
    多亏接收到最后的爆破预测系列(在无线电链路中断之前),第一船仍旧可以了解启动非连续记录系统的时间。
    根据此第一实施方案的特定特征,针对每次已执行爆破,选择地震数据的所述步骤包括以下步骤:
    -确定以下项之间的时移:所述第二船执行所述已执行爆破的真实时间,以及所述第一船从所述最后接收到的爆破预测系列中获得的计划用于所述已执行爆破的所述时刻;
    -根据所述已执行爆破的所述真实时间以及所述时移,在由所述非连续记录系统从所述计划时刻开始记录的地震数据中选择地震数据。
    因此,可以对无线电链路中断期间可能出现在以下项之间的时移进行补偿:
    ●第二船用以确定爆破时间(启动震源的时刻)的已更新预测。所述预测的更新原因为,例如,第二船的速度是不恒定的;以及
    ●第一船用以确定记录时间(启动记录系统的时刻)的未更新预测(即,无线电链路中断之前接收到的最后预测系列)。
    根据此第一实施方案的特定特征,如果第二船检测出所述无线电链路是不可以使用的,那么第二船会停止生成新更新的爆破预测系列,并且根据最后生成的爆破预测系列执行接下来的爆破,直到无线电链路可以再次使用为止。
    这样能够减小前述时移。
    在第二实施方案中,所述记录系统是使用公共时钟来使时间戳数据与所记录的地震数据相关联的连续记录系统。第二船使用所述公共时钟来确定所述爆破数据中所包括的每次已执行爆破的真实时间。针对每次已执行爆破,选择地震数据的所述步骤包括:根据所述已执行爆破的所述真实时间以及与所述所记录的地震数据相关联的所述时间戳数据,在所记录的地震数据中选择地震数据。
    在此第二实施方案中,针对每次已执行爆破,第一船并不使用自己接收到的最后爆破预测系列(在无线电链路中断之前)来选择要与爆破数据组合的正 确地震数据。
    在另一个实施例中,本发明涉及一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括程序代码指令,用于当所述程序在计算机或处理器中执行时实施上述方法(在不同实施例中的任一实施例中)。
    在另一个实施例中,本发明涉及一种存储程序的非瞬时计算机可读载体媒介,当所述程序由计算机或处理器执行时,所述程序使得所述计算机或所述处理器执行上述方法(在不同实施例中的任一实施例中)。
    在另一个实施例中,本发明涉及一种多船地震系统,所述多船地震系统包括:第一船,所述第一船具有记录系统并且牵引至少一个拖缆集成式地震传感器;以及第二船,所述第二船包括执行爆破的至少一个震源,所述地震传感器所获得的地震数据由所述记录系统进行记录,所记录的地震数据与有关所述爆破的爆破数据组合起来,以获得组合数据,通过对所述组合数据进行解译,能够获得海底表示:
    -所述第二船适用于经由无线电链路将多个爆破预测系列(TP、TP′、TP″)发送给所述第一船,所述系列及时连续更新,每个系列都包括计划用于接下来的N次爆破的时刻,其中N≥2;
    -所述第二船适用于针对每次爆破根据所述预测来启动所述至少一个震源,并且经由所述无线电链路将有关所述爆破的爆破数据(FTB、SP、GH)发送给所述第一船;
    -所述第一船适用于以非连续方式并且根据最后接收到的爆破预测系列来启动所述记录系统,或者以连续方式启动所述记录系统,从而记录地震数据;
    -所述第一船适用于通过对接收到的爆破预测系列进行分析,检测出自己尚未接收到有关至少一次已执行爆破的所述爆破数据;
    -如果所述第一船检测出自己尚未接收到有关至少一次已执行爆破的所述爆破数据,那么所述第一船适用于将请求发送给所述第二船,并且接收作为响应的遗漏爆破数据;
    -所述系统适用于针对每次已执行爆破以及相关爆破数据,根据所述相关 爆破数据来选择地震数据,并且将所选择的地震数据与所述相关爆破数据组合,以获得所述组合数据。
    附图说明
    -图1已结合现有技术进行论述,所示为包括爆破船和监听船的多船地震系统的简化实例;
    -图2是爆破船和监听船中所包含的功能块的示意图,所述爆破船和监听船属于根据本发明一个特定实施例的多船地震系统;
    -图3和图4都是使用根据本发明第一实施例的方法的地震勘测的示意性表示,分别示出了无线电链路正常工作(图3)和出现故障(图4)的情况;
    -图5和图6都是使用根据本发明第二实施例的方法的地震勘测的示意性表示,分别示出了无线电链路正常工作(图5)和出现故障(图6)的情况。
    具体实施方式
    图2所示的特定实施例中,多船地震系统包括爆破船V2和监听船V1。
    如上文所述,为了便于说明,可以仅考虑这种一对船(包含一艘爆破船和一艘监听船)的简单情况,因为任何复杂的多船系统都可以分解成多个这种类型的简单情况。
    爆破船V2包括:
    -综合导航系统INS2,其用于为预先确定的“预定表”中的每个爆破点确定引爆时间;
    -无线电通信系统R2,其设计成经由无线电链路来至少与监听船V1交换数据;
    -时钟参考CR2,其与第二船的GPS时钟(未图示)同步;
    -震源G2,其包括(例如)一支或多支枪;
    -枪控制器GC2,其能够向震源G2发出命令并生成爆破数据。借助于综合导航系统INS2发送的二进制电信号,枪控制器GC2发出命令,以引发爆破。 每次爆破都是在信号发生改变之后引发的。在引发爆破时,枪控制器GC2的二进制输出信号被用来确定真实爆破时间(也称作FTB,即“现场起爆信号(Field Time Break)”)。在每次爆破之后,枪控制器GC2生成有关枪的信息(压力、被启动的枪、深度),这些信息聚集在“枪头(gun header)”(也称作GH)中。枪控制器GC2向综合导航系统INS2提供有关每次爆破的爆破数据,即,真实爆破时间FTB以及枪头GH。
    监听船V1包括:
    -综合导航系统INS1;
    -无线电通信系统R1,其设计成经由无线电链路来至少与爆破船V2交换数据;
    -时钟参考CR1,其与第一船的GPS时钟(未图示)同步;
    -拖缆S1上的多个地震传感器SS1(例如,水听器);
    -定位系统PS1(GPS、DGPS、RGPS),其使得综合导航系统INS1能够计算出拖缆S1上的所有地震传感器SS1的位置;
    -声学控制器AC1,其控制声学调制解调器并且使得综合导航系统INS1能够计算出所有地震传感器SS1的位置;
    -地震记录器SR1,其设计成记录包含来自地震传感器SS1的地震数据的文件(在下文的描述中,所述文件也称作“第一文件”)。地震记录器SR1由综合导航系统INS1所发送的二进制信号来启动。地震记录器SR1补充得到爆破船所传输以及综合导航系统INS1所收集的额外数据(枪头GH、真实爆破时间FTB、震源的位置SP)。
    在进行地震勘测时,能够确定事件和操作的确切时间以及能够在不同的操作之间建立确切的时间关系是极为重要的。具体而言,必不可少的是,使得发送给监听船V1的地震记录器SR1的二进制信号与发送给爆破船V2的枪控制器GC2的二进制信号完全同步。
    在每次爆破之后,监听船V1上生成两种文件:
    ●第一文件,其包含地震拖缆S1的地震传感器SS1所提供的地震数据; 以及
    ●第二文件,称作RH文件(即,“记录头(record header)”),其包含与爆破船V2上的爆破相关的信息(枪头GH、真实爆破时间FTB以及爆破时的震源位置SP)。
    这些第一和第二文件随后进行组合,以形成完整的第三文件(也称作SEG-D文件)。
    在一次地震勘测过程中,监听船V1的综合导航系统INS1记录有关地震传感器网络的所有信息:位置信息(通过GPS、DGPS或RGPS获得)、压力信息(通过压力传感器获得)、深度信息(通过深度传感器获得)、有关声学模式以及有关爆破时间的信息等。这些信息记录在LOG文件中(例如,遵循Ukooa P294规范),所述LOG文件用于确定特定爆破时间的传感器位置。
    随后,为了获得完整的海底表示,使SEG-D文件与LOG文件相关联。
    现在参考图3和图4,图3和图4示出了根据本发明第一实施例的方法。在图3中,监听船V1与爆破船V2之间的无线电链路正常工作(即,可以使用)。在图4中,此无线电链路出现故障(即,不可以使用)。须注意,图3和图4示意性地图示了时间轴上的一系列操作。
    图3示意性地图示了在正常条件(无线电链路在监听船V1与爆破船V2之间正常工作)下以及非连续记录模式(假设地震记录器SR1是非连续记录系统,必须在每次爆破时启动以开始进行记录)下,对爆破操作以及记录操作执行的管理。
    现将详细描述由监听船V1和爆破船V2执行的步骤。
    爆破船V2知道自身位置、自身速度以及预定表,它会定期(例如,每隔一秒)计算出一系列爆破预测(TP、TP′、TP″),所述爆破预测包括计划用于接下来的N次爆破的时刻。例如,N=30,并且连续的爆破预测系列TP、TP′、TP″可以标记为:
    ●TP(T0(shot1),T0(shot2),T0(shot3)...T0(shotN))
    ●TP′(T0′(shot1),T0′(shot2),T0′(shot3)...T0′(shotN))
    ●TP″(T0″(shot1),T0″(shot2),T0″(shot3)...T0″(shotN))
    每隔一秒,爆破船V2会将具有时间戳(计算的时间)的新预测系列发送到监听船V1。
    在图3所示的实例中,假设最后的第一爆破时间是T0″(shot1),即,标记为TP″的系列所给出的时间。因此,在T0″(shot1)处,爆破船V2的综合导航系统INS2将启动信号31发送给枪控制器GC2,以便所述枪控制器执行引爆(即,进行第一爆破)。在第一爆破之后,枪控制器GC2向综合导航系统INS2提供消息32,消息32包含爆破时间FTB和枪头GH。随后,综合导航系统INS2经由无线电链路将消息33发送给监听船V1的综合导航系统INS1,消息33包含有关第一爆破的数据,即,爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置(SP)。
    之前已接收到最后预测系列TP″的监听船V1可以作出决定,以在T0″(shot1)处将启动信号34发送给地震记录器SR1,以便所述地震记录器开始记录。地震记录器SR1生成第一文件30,第一文件30包含来自地震传感器SS1的地震数据,并且所述数据与T0″(shot1)的时间戳数据(时间标签)函数相关联。
    在T0″(shot1)加上预定义时延D(可能是正的或负的)处,综合导航系统INS1将启动信号35发送给声学控制器AC1(以更新地震传感器的位置),以及/或者发送给进行质量控制等所需的任何设备(例如,重力仪、磁力仪等)。
    此外,监听船V1的综合导航系统INS1计算出记录头RH文件(第二文件)并将该RH文件发送给地震记录器SR1,所述RH文件包括之前接收到的有关第一爆破的数据(爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置SP)。此记录头RH在消息36中发送到地震记录器SR1。
    最后,通过将第一文件30与第二文件(RH文件)组合,地震记录器SR1生成(箭头37所表示的操作)有关第一爆破的非常完整的SEG-D文件(第三文件)。
    在一个变体中,将第一文件与第二文件组合并非由地震记录器SR1来执行,而是由监听船V1的另一设备来执行(例如,在地震勘测过程中执行),或者由不位于监听船V1上的设备来执行(例如,在勘测之后执行)。
    如图3中所示,在第一爆破的时间(T0″(shot1))过去之后,随后会开始新的循环(以准备第二爆破)。此新循环的开始对应于爆破船V2发送新的一组连续预测系列,所述预测系列标记为:
    ●TPn(T0n(shot2),T0n(shot3),T0n(shot4)...T0n(shotN))
    ●TPn+1(T0n+1(shot2),T0n+1(shot3),T0n+1(shot4)...T0n+1(shotN))
    ●TPn+2(T0n+2(shot2),T0n+2(shot3),T0n+2(shot4)...T0n+2(shotN))
    在图3所示的实例中,假设最后的第二爆破时间是T0n+2(shot2),即,标记为TPn+2的系列所给出的时间。此新循环的其他步骤将不再描述。
    图4示意性地图示了在非正常条件(无线电链路未在监听船V1与爆破船V2之间正常工作)下以及前述非连续记录模式下,对爆破操作以及记录操作执行的管理。
    在图4所示的实例中,无线电链路出现故障的时间段由阴影区域410来表示?;痪浠八?,假设监听船V1未接收到爆破预测系列TP″到TPn-1。在无线电链路出现故障之前接收到的最后一个系列是TP′,并且在无线电链路再次正常工作之后接收到的第一个系列是TPn。
    现将详细描述由监听船V1和爆破船V2执行的步骤。
    如图3中所示,假设最后的第一爆破时间是T0″(shot1),即,标记为TP″的系列所给出的时间。因此,在T0″(shot1)处,爆破船V2的综合导航系统INS2将启动信号31发送给枪控制器GC2,以便所述枪控制器执行引爆(即,进行第一爆破)。在第一爆破之后,枪控制器GC2向综合导航系统INS2提供消息32,消息32包含爆破时间FTB和枪头GH。随后,综合导航系统INS2经由无线电链路将消息33发送给监听船V1的综合导航系统INS1,消息33包含有关第一爆破的数据,即,爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置(SP)。
    只知道最后接收到的预测系列TP′(而不是TP″)的监听船V1作出决定,以在T0′(shot1)(而不是T0″(shot1))处将启动信号44发送给地震记录器SR1,以便所述地震记录器开始记录。地震记录器SR1生成第一文件40,第一文件40包含来自地震传感器SS1的地震数据,并且所述数据与T0′(shot1)(而不是 T0″(shot1))的时间戳数据(时间标签)函数相关联。
    在T0″(shot1)加上预定义时延D(可能是正的或负的)处,综合导航系统INS1将启动信号45发送给声学控制器AC1(以更新地震传感器的位置),以及/或者发送给进行质量控制等所需的任何设备(例如,重力仪、磁力仪等)。
    在此阶段,监听船V1的综合导航系统INS1无法计算出RH文件(第二文件),因为它没有接收到消息33,而消息33包括有关第一爆破的数据(爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置SP)。
    当监听船V1的综合导航系统INS1接收到新的预测系列(在图4所示的实例中为TPn)时,它检测出自己尚未接收到有关第一爆破的爆破数据。随后,综合导航系统INS1将请求RD1发送给(箭头47)爆破船V2的综合导航系统INS2,并接收作为响应的消息RD2(箭头48),所述消息RD2包含有关第一爆破的遗漏爆破数据(爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置SP)。
    如果在无线电链路出现故障期间已经执行了若干次爆破(而非如图4的实例中所示的仅一次爆破),那么爆破船V2的综合导航系统INS2会发送消息RD2,所述消息RD2包含有关所有这些爆破的遗漏爆破数据(爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置SP)。
    在图4所示的实例中,在接收到消息RD2(箭头48)之后,监听船V1的综合导航系统INS1计算出RH文件(第二文件)并将该RH文件发送给地震记录器SR1,所述RH文件包括之前接收到的有关第一爆破的数据(爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置SP)。此记录头RH在消息46中发送到地震记录器SR1。
    最后,通过将第一文件40与第二文件(RH文件)(这两者都与第一爆破相关)组合,地震记录器SR1生成(箭头49所表示的操作)有关第一爆破的非常完整的SEG-D文件(第三文件)。为了执行这种组合,地震记录器SR1会选择有关第一爆破的第一文件40(从T0′(shot1)开始记录),选择依据是第一爆破的真实时间(地震记录器SR1在消息46中接收到的RH文件中所包括的信息FTB)。
    然而,由于在无线电链路出现故障期间已完成第一爆破(或任何其他爆破), 因此以下项之间存在时移Δt:
    ●爆破船V2所执行的第一爆破的真实时间(如上文详细描述,综合导航系统INS2在T0″(shot1)处将启动信号31发送给枪控制器GC2);以及
    ●监听船V1的综合导航系统INS1所接收到的最后一个爆破预测系列TP′中计划用于第一爆破的时刻T0′(shot1)。
    该时移可以大约为:Δt=T0′(shot1)-T0″(shot1)
    由于存在该时移,因此,有关第一爆破的第一文件(地震数据记录)可能不完整并且不正确。因此,在使第一文件与第二文件(这两者都与第一爆破相关)同步时必须考虑到时移Δt。为此,知道Δt的值,便可求出第一文件中与第一爆破的确切时间相关联的部分(在从T0′(shot1)开始记录的地震数据中选择地震数据)。第一文件的这一部分与第二文件(RH文件)进行组合,以建立完整的第三文件(SEG-D文件)。
    在一个变体中,将第一文件(或根据时移Δt而选择的第一文件的一部分)与第二文件组合并非由地震记录器SR1来执行,而是由监听船V1的另一设备来执行(例如,在地震勘测过程中执行),或者由不位于监听船V1上的设备来执行(例如,在勘测之后执行)。
    根据另一个变体,如果爆破船检测出无线电链路是不可以使用的,那么爆破船会停止生成新更新的爆破预测系列,并根据最后生成的爆破预测系列(检测出无线电链路出现故障之前的最后一个系列)执行接下来的爆破,直到无线电链路可以再次使用为止。因此允许在监听船V1和爆破船V2上使用相同的预测(如果无线电链路中断被立即检测出来)或大体相同的预测(如果在执行了一次爆破之后才被检测出来)。
    根据另一个变体,系列中所包括的爆破预测的数目N是可变的并且是爆破船速度的函数。例如,针对无线电链路中断的给定最长持续时间,爆破船V2的综合导航系统INS2确定每一个系列中的爆破预测的数目N,确定依据是爆破船的速度以及连续爆破点之间的距离。
    现在参考图5和图6,图5和图6示出了根据本发明第二实施例的方法。 在图5中,监听船V1与爆破船V2之间的无线电链路正常工作(即,可以使用)。在图6中,此无线电链路出现故障(即,不可以使用)。须注意,图5和图6示意性地图示了时间轴上的一系列操作。
    图5示意性地图示了在正常条件(无线电链路在监听船V1与爆破船V2之间正常工作)下以及连续记录模式(假设地震记录器SR1是只启动一次的连续记录系统,即,地震记录器SR1不必在每次爆破时启动)下,对爆破操作以及记录操作执行的管理。
    现将详细描述由监听船V1和爆破船V2执行的步骤。
    爆破船V2的操作如上文参考图3所述的第一实施例所述那样(对于第一循环,参看预测系列TP、TP′和TP″以及消息31、32和33)。
    第二实施例与第一实施例的不同之处在于监听船V1的操作,因为地震记录器SR1是连续记录系统。
    地震记录器SR1连续地将地震传感器SS1所提供的地震数据记录在连续的全局第一文件50中。此全局第一文件50中的每个地震数据或每个地震数据组都与时间标签(时间戳)相关联。这些时间标签来自与GPS时钟同步的时钟参考CR2,所述GPS时钟是监听船V1和爆破船V2的公共时基。
    此外,并且如图3所示的第一实施例,监听船V1的综合导航系统INS1计算出记录头RH文件(第二文件)并将该RH文件发送给地震记录器SR1,所述RH文件包括之前接收到的有关第一爆破的数据(爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置SP)。此记录头RH在消息36中发送到地震记录器SR1。
    同样如图3所示的第一实施例,在T0″(shot1)加上预定义时延D(可能是正的或负的)处,综合导航系统INS1将启动信号35发送给声学控制器AC1。
    监听船V1的地震记录器SR1从记录头文件(第二文件)连续地复原真实爆破时间FTB。针对每个真实爆破时间,地震记录器SR1从全局第一文件50选取(选择)与等于真实爆破时间FTB的时间标签相关联的地震数据或地震数据组。因此,地震记录器SR1为每次爆破生成特定记录(特定第一文件)。
    随后,通过将特定第一文件与第二文件(RH文件)组合,地震记录器SR1 生成(箭头57所表示的操作)有关每次爆破的非常完整的第三文件(SEG-D文件)。
    在一个变体中,将第一文件与第二文件组合并非由地震记录器SR1来执行,而是由监听船V1的另一设备来执行(例如,在地震勘测过程中执行),或者由不位于监听船V1上的设备来执行(例如,在勘测之后执行)。
    图6示意性地图示了在非正常条件(无线电链路未在监听船V1与爆破船V2之间正常工作)下以及前述连续记录模式下,对爆破操作以及记录操作执行的管理。
    如图4所示的实例,无线电链路出现故障的时间段由阴影区域410来表示。
    现将详细描述由监听船V1和爆破船V2执行的步骤。
    爆破船V2的操作如上文参考图5所述的第一实施例所述那样(对于第一循环,参看预测系列TP、TP′和TP″以及消息31、32和33)。
    第二实施例与第一实施例的不同之处在于监听船V1的操作,因为地震记录器SR1是连续记录系统。
    当无线电链路出现故障时,监听船V1的地震记录器SR1不能够(通过消息33)接收到来自爆破船V2的真实爆破时间FTB。
    如上文所述,监听船V1能够连续地将来自爆破船V2的有关未启动的地震数据记录在连续的全局第一文件50中。此全局第一文件50中的每个地震数据或每个地震数据组都与时钟参考CR2所提供的时间标签(时间戳)相关联,所述时钟参考CR2与GPS时钟同步(所述GPS时钟是监听船V1和爆破船V2的公共时基)。
    在此阶段,监听船V1的综合导航系统INS1无法计算出RH文件(第二文件),因为它没有接收到消息33,而消息33包括有关第一爆破的数据(爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置SP)。
    当监听船V1的综合导航系统INS1接收到新的预测系列(在图6所示的实例中为TPn)时,它检测出自己尚未接收到有关第一爆破的爆破数据。随后,综合导航系统INS1将请求RD1发送给(箭头47)爆破船V2的综合导航系统 INS2,并接收作为响应的消息RD2(箭头48),所述消息RD2包含有关第一爆破的遗漏爆破数据(爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置SP)。
    如果在无线电链路出现故障期间已经执行了若干次爆破(而非仅如图6的实例中所示那样),那么爆破船V2的综合导航系统INS2会发送消息RD2,所述消息RD2包含有关所有这些爆破的遗漏爆破数据(爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置SP)。
    在图6所示的实例中,在接收到消息RD2(箭头48)之后,监听船V1的综合导航系统INS1计算出RH文件(第二文件)并将该RH文件发送给地震记录器SR1,所述RH文件包括之前接收到的有关第一爆破的数据(爆破时间FTB、枪头GH以及震源位置SP)。此记录头RH在消息46中发送到地震记录器SR1。
    由于在无线电链路出现故障期间已完成多次爆破,因此监听船V1的地震记录(由地震记录器SR1进行的记录)的开始时间不应与爆破船V2上的爆破时间(真实爆破时间)完全相同。但是在此情况下,与非连续记录模式相反,不需要使第一文件的数据与第二文件的数据(具有确切爆破时间)同步。事实上,针对每个真实爆破时间,地震记录器SR1从全局第一文件50选取(选择)与等于真实爆破时间FTB的时间标签相关联的地震数据或地震数据组。因此,地震记录器SR1为每次爆破生成特定记录(特定第一文件)。
    随后,通过将特定第一文件与第二文件(RH文件)组合,地震记录器SR1生成(箭头57所表示的操作)有关每次爆破的非常完整的第三文件(SEG-D文件)。
    在一个变体中,将第一文件与第二文件组合并非由地震记录器SR1来执行,而是由监听船V1的另一设备来执行(例如,在地震勘测过程中执行),或者由不位于监听船V1上的设备来执行(例如,在勘测之后执行)。
    在上文所述的第一和第二实施例中,用于执行图3和图4(第一实施例)以及图5和图6(第二实施例)中所示步骤的各种功能块可以同样得到良好实施,实施方式为:
    ●执行一组计算机指令,所述指令由PC型装置、DSP(数字信号处理 器)或微控制器等可再编程计算机器来执行;否则
    ●通过专用硬件机器或特定组件来实施,所述组件为,例如,FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)或任何其他硬件???。
    如果用于定义方法的算法在可再编程计算机器中实施,那么对应程序(即,指令组)可以存储在可拆卸的非瞬时计算机可读载体媒介(例如,软盘、CD-ROM或DVD-ROM)或不可拆卸的非瞬时计算机可读载体媒介中。
    如上文所述(参看图3到图6),在执行爆破时,一般试图生成第三文件(SEG-D文件,每个SEG-D文件都与爆破相关,并且是通过将第一文件与第二文件(RH文件)组合来获得),因为管理起来更加简单。然而,存在一些情况(误差、处理约束),在这些情况中,第三文件的生成可以部分以后验方式来执行并且完成(或者完全以后验方式来执行)。例如,对于在连续记录模式下(参看图5和图6)生成SEGD文件而言,可以避免实时生成每次爆破的SEGD文件?;痪浠八?,保存“全局第一文件”50中的所有数据,以便以后验方式生成对应的SEGD文件。有利地,这样能够考虑到与每次爆破相关联的每段持续时间(长度记录)之前或之后的物理现象。因而促进了此过程?!  ∧谌堇醋宰ɡ鴚ww.www.4mum.com.cn转载请标明出处

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