NO177166B - Fremgangsmåte og anordning for initialisering av innsamlingsapparater for seismikk-data - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for initialisering av innsamlingsapparater for data, spesielt seismiske data, og en anordning for å iverksette dette.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen anvendes særskilt når det gjelder initialisering av innsamlingsapparater for seismiske data, slik de benyttes i våre dagers seismiske undersøkelsessystemer. Et svært høyt antall geofoner eller hydrofoner anbringes langs den seismiske profil som skal studeres.

Disse sensorene, som kan bli fordelt over lengder på flere kilometer, er knyttet sammen med innsamlingsapparater. Seismiske bølger som er sendt ned i bakken og reflektert av de forskjellige underjordiske diskontinuiteter, mottas ved hjelp av sensorene. Signalene som mottas blir samlet inn, digitalisert og lagret i innsamlingsapparatene. Når mottakings- og registreringsperioden er avsluttet, samordnes alle data i et seismisk laboratorium ved at laboratoriet i rekkefølge beordrer alle innsamlingsapparater til å overføre dit alle data de har tatt opp hver for seg. Overføringen kan foretas via en transmisjonskabel som forbinder alle innsamlingsapparatene med det seismiske laboratoriet, eller via en kortbølge-link.

Et system med blanding av kortbølge-link eller kabel-overføring er beskrevet i de publiserte franske patentsøknader nr. 2 511 772 og 2 538 561, samt i fransk patentsøknad EN 86/07930. Dette systemet er tilpasset innsamlingsapparater som er anordnet for å motta ordre fra et sentralt styrings- og registreringssystem og for å overføre data dit via radio, dersom ikke en transmisjonskabel er forbundet med den. Når dette er tilfelle, slås radiosende/mottakings-anordningen automatisk av, og ordre og data utveksles da gjennom transmisjonskabelen. Innsamlingsapparatene og deres spesielle sendeinnretninger er anbrakt i forseglede esker, i noen tilfeller med tilknyttede bøyer, hvilke esker er plassert på bakken med en viss avstand fra hverandre, og er forbundet med de seismiske mottakerne. De er godt egnet til å ta opp data under seimsiske undersøkelsesoperasjoner i vanskelige områder, som kan være svært fuktige områder: innsjøer, sumpområder o.s.v., områder hvis terreng og/eller vegetasjon gjør overføring via kortbølge-link problematisk, eller områder hvor det finnes svært restriktive bestemmelser vedrørende radio-sendinger. En eller flere relestasjoner kan benyttes mellom det sentrale laboratoriet og esker eller bøyer som er umulige å få direkte adgang til, for å forenkle samordningen av de seismiske data.

De forskjellige innsamlings-eskene utfører svært komplekse oppgaver, både når det gjelder seismisk data-innsamling og overføring av disse data til det sentrale laboratoriet. Data som kommer fra sensorene blir aller først forsterket og filtrert. Deretter blir de samplet og digitalisert, hvorpå de lagres. Resultatet som oppnås med denne innsamlingskjeden avhenger av datasamplings-frekvensen og av karakteristikkene til de elektroniske lavpass- og høypassfiltrene som kjeden omfatter. Når registreringsperioden er avsluttet, sendes svært ofte ordre og data som angår en eske via en kortbølge-link. Radio-bærebølgens frekvens avhenger av lokale telekommunikasjons-bestemmelser, og også av posisjonen til esken i det seismiske mottakings-systemet som er anbrakt på bakken. Avhengig av om esken kan nås direkte fra den sentrale kortbølgestasjonen eller om den bare kan nås via en relestasjon, kan kommunikasjonsfrekvensen være forskjellig.

De store variasjonene når det gjelder operasjonsforhold som et seismisk mottakingssystem må arbeide under, gjør det nødvendig å benytte innsamlingsesker som enkelt kan tilpasses forholdene. Det må være mulig å sette startbetingelser for apparatene etter at eskene er utplassert, på nettopp det sted hvor de skal befinne seg, og under optimale betingelser når det gjelder pålitelighet og hurtighet.

Det er enkelt å foreta initialisering av datainnsamlingseskene på tørt land. En eller flere operatører som er utstyrt med styringsbokser går ganske enkelt til det sted hvor innsamlingseskene er plassert. Hver av eskene er forsynt med en lett tilgjengelig kontakt, som operatøren frigjør for så å koble til en kabel som er forbundet med hans initialiserings-boks.

Det er noe helt annet når det seismiske mottakings- og overføringssystemet er installert i vanskelige områder. Dette er mer spesielt tilfelle i sumplands-områder, hvor svært ofte de bøyene som holder eskene bare kan nås ved hjelp av båt. En god forbindelse fra en styringsboks via kabel til hver innsamlingseske vanskeliggjøres her på grunn av tetningsanordningene som beskytter de elektroniske kretsene og deres adgangsområder mot vann.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det frembrakt en fremgangsmåte for initialisering av innsamlingsapparater for seismiske data, hvor innsamlingsapparatene er fordelt langs en seismisk undersøkelsesprofil og hvor hvert innsamlingsapparat er anordnet for å motta signaler som avgis fra sensorer, for å behandle og registrere signalene og for, på ordre fra et sentralt laboratorium, å overføre dit data som står i relasjon til signalene, over en gitt transmisjonskanal. Fremgangsmåten kjennetegnes ved at det benyttes et transmisjonssystem med lysstråler, hvilket transmisjonssystem er uavhengig av den gitte transmisjonskanal og har en første, bærbar lysstråle-styreenhet med kort rekkevidde, og flere sekundærenheter som henholdsvis er knyttet til de forskjellige innsamlings-apparater, for å sende infrarøde stråler modulert av signaler som skal sendes, og for å motta demodulerte, infrarøde lyssignaler. Så forflyttes den første, bærbare styreenheten til nærheten av hver av innsamlingsapparat-enhetene i rekkefølge, funksjonsparametere overføres fra den bærbare enheten til sekundærenheten tilknyttet hver av innsamlingsapparatene, en om gangen på sekvensiell basis, og reaksjonssignaler overføres fra hver av sekundærenhetene tilbake til den bærbare enheten, som bekrefter mottak av funksjonsparametere som er overført av den bærbare enheten før den bærbare enheten flyttes, idet funksjonsparametrene angår posisjonen for data-innsamlingsapparatene i den seismiske profilen og/eller funksjoner oppnådd i disse.

Oppfinnelsen omfatter også en anordning for initialiser ing av innsamlingsapparater for seismiske data, hvor innsamlingsapparatene er fordelt langs en seismisk undersøk-elsesprofil og hvor hvert innsamlingsapparat er anordnet for å motta signaler som avgis fra,sensorer, for å behandle og registrere signalene, og for, på ordre fra et sentralt laboratorium, å overføre dit de mottatte signalene over en gitt transmisjonskanal under styring av et programmerbart behandlingsorgan. Anordningen kjennetegnes ved at den omfatter et lysstråle-transmisjonssystem som er uavhengig av den gitte transmisjonskanal, innbefattende en første, bærbar lysstråle-styreenhet med kort rekkevidde; et lysstråle-transmis jonselement som er innrettet for å sende infrarøde stråler modulert av initialiserings-signaler som skal overføres; et lysmottakende element innrettet for å modulere infrarøde lyssignaler, og et programmerbart behandlingsorgan forsynt med grensesnitt-kretser mellom behandlingsorganet og lystransmisjons- og det mottakende elementet; flere sekundære styreenheter henholdsvis tilknyttet de forskjellige innsamlings-apparater og hvert innbefattende et lystrans-mis jonselement innrettet for å sende modulerte, infrarøde signaler, et lysmottakende element for å motta initialiseringssignalene som kommer fra den første styreenheten; og grensesnittkretser for å forbinde transmisjonselementet og det lysmottakende elementet i den sekundære styreenheten med det programmerbare behandlingsorganet i nevnte innsamlingsapparat.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og anordningen for utførelse av fremgangsmåten muliggjør at datainnsamlingsesker kan initialiseres hurtig, uansett bruksforhold, og uten å måtte etablere fysisk forbindelse mellom dem og primær-styreenheten. Initialiserings-operasjonene er enkle og pålitelige.

De kan utføres av en operatør som passerer i nærheten (i en båt dersom bruksområdet er neddykket) og holder i sin hånd en initialiserings-boks som inneholder primærstyre-enheten.

Den valgte overføringstypen gir god immunitet mot variasjoner i tilstedeværende lys og mot uønsket støy, samt svært god selektivitet, hvilket tillater at hver enkelt innsamlingseske kan initialiseres spesielt, uten risiko for å initialisere flere esker.

Andre trekk for fordeler ved fremgangsmåten vil fremgå ved å lese den følgende beskrivelse av en foretrukket utførelse, som skal gis som et ikke-begrensende eksempel, og som illustreres ved hjelp av de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en initialiseringseske som inneholder den

første infrarøde sender/mottakerenheten,

Fig. 2 viser et blokkdiagram over den første infrarøde

sender/mottakerenheten,

Fig. 3 viser et blokkdiagram over et senderelement for en

modulert infrarød stråle, og

Fig. 4 viser et blokkdiagram for et mottakerelement for en modulert infrarød stråle.

Inne i en (eller hver) initialiseringseske B (figur 1) er det anbrakt en primærenhet (figur 2) som omfatter en sender 1 for infrarøde stråler og en mottaker 2 for infrarøde stråler som er forbundet via to grensesnitt-elementer 3, 4 med en mikrodatamaskin 5. Sistnevnte omfatter en mikroprosessor 6 som står i kommunikasjon med en RAM 7 og en ROM 8. Disse to lagrene inneholder programmer og data for å meddele funksjonsparametere til hver innsamlingseske. Et tastatur 9 benyttes til å utløse de forskjellige dataoverførings-operasjonene eller til å utføre tester. Ved hjelp av en fremvisnings-innretning eller display-enhet 10 kan de ordre eller data som sendes eller mottas under hver initialiseringsprosess kontrolleres. Et batteri 11 mater mikrodatamaskinen 5 og elementene 1 og 2 for sending og mottaking av infrarøde stråler. Sikring av data som inneholdes i RAM-lageret tilveiebringes ved en permanent forbindelse 12 mellom lageret og batteriet 11.

Mikrodatamaskinen 5 omfatter en kontakt 13, som en kabel kan kobles til for å gi forbindelse med et utvendig organ 14.

Sending av infrarøde signaler foregår ved å amplitude-modulere en infrarød stråle ved hjelp av et modulasjonssignal. Dette signalet dannes av en bærer med frekvens fl (for eksempel 100 KHz) hvilken bærer frekvensmoduleres av en hjelpe-bærer ved en mye lavere frekvens f2 (for eksempel 1200 Hz), hvilken hjelpe-bærer igjen fasemoduleres av signalene som skal overføres. Denne modulasjonstypen har flere fordeler.

Modulasjon ved hjelp av et bæresignal på en veldefinert frekvens tillater at god immunitet kan oppnås mot variasjonene i det tilstedeværende lys som kan observeres under vanlige operasjonsforhold. Frekvensmodulasjon ved hjelp av en hjelpe-bærer som selv er fasemodulert, gjør at de overførte signalene er svært ufølsomme overfor parasittiske signaler. Siden det ikke frembringes noe likespennings-signal ved deteksjon av signaler som overføres på denne måten, forenkles de elektroniske mottakerkretsene, og det kan benyttes elektroniske moduler med svært lite strømforbruk og lav forsyningsspenning. Dette er en viktig fordel, ettersom innsamlingseskene mates fra et akkumulatorbatteri, og det er ønskelig å tøye eskenes uavhengige funksjon så langt som mulig.

Senderenheten 1 for infrarøde stråler (figur 3) omfatter en inngangs/utgangs-krets i serie som er anordnet for å omdanne til form av en bit-rekkefølge de digitale ord som representerer de data som skal overføres og som tilveiebringes fra mikroprosessoren 6.

Hver digital beskjed omfatter en identifiserings-innledning dannet av et sett av påfølgende biter, fulgt av flere ord. Begynnelsen på hvert av disse markeres ved en såkalt start-bit. Hvert ord følges av en paritets-bit og avsluttes av to såkalte stopp-biter.

De digitale ordene fra inngangs/utgangs-kretsen 3 føres så til en fasemodulator 15, som er innrettet for å variere fasen til et signal med frekvens f2 som funksjon av det logiske nivået til de påfølgende bitene. Signalet fra fasemodulatoren føres så til en frekvensmodulator 16. Det fasemodulerte signalet f2 frekvensmodulerer et signal med frekvens fl. Det kombinerte signalet fra frekvensmodulator 16 føres så til styreinngangen på et senderelement 17 som omfatter en lysutsendende diode med utstråling i det infrarøde området.

De infrarøde lyssignalene som mottas, passerer gjennom et svært selektivt høyfrekvens-filter 19 sentrert omkring frekvensen fl, hvilket resulterer i avvisning av de parasittiske signalene som mer spesielt står i sammenheng med variasjoner i den omgivende belysning. Fra utgangen av filter 19 føres signalene til en frekvensdemodulator 20. Signalet med frekvens f2 fra frekvensdemodulator 20 føres så til en fasedemodulator 21, for eksempel av programmerbar logisk sekvenser-type, hvilken fasedemodulator detekterer demodu-lerende digitale ord. Ved deteksjon av minst en del av innledningen som er karakteristisk for de overførte digitale ordene, sender fasedemodulatoren 21, via inngangs/utgangs-kretsen 4, et logisk signal som indikerer ankomst av et overført ord til mikroprosessoren 6. Sistnevnte beordrer som svar på dette inngangs/utgangs-kretsen 4 til å ta dette ordet i betraktning, og som svar beordres overføring ved hjelp av senderenheten 1 av et aksept-ord og et kontroll-ord for kontroll av hva slags beskjed det er som overføres.

Hver innsamlingseske omfatter en senderenhet slik som 1 (figur 3) og en mottakerenhet slik som 2 (figur 4) som står i kommunikasjon med mikroprosessoren 6 som håndterer alle data-innsamlings-gjøremål og overføring av disse data til det sentrale registrerings-laboratoriet via inngangs/utgangs-elementer av samme type som elementene 3, 4.

Både retningsdiagrammet og rekkevidden til de infrarøde sender- og mottakerelementene velges slik at datautvekslingene er selektive. Når man tar i betraktning avstandene langs den seismiske profilen hvor innsamlingseskene er anbrakt, kan en og bare en innsamlingseske nås under en initialiserings-operasjon. Dette forenkler beskjedene og dekodingen av disse i en slik grad at det ikke foretas noen adressekontroll i den innsamlingsesken som mottar data over den optiske banen.

Overføringen av data mellom initialiserings-esken og innsamlingseskene kan angå både permanente parametere og variable parametere.

Blant de første er for eksempel:

- frekvensen som data mottatt fra de seismiske sensorene må samples med, - transmisjonsfrekvensene som må benyttes til radio-sendinger. I ovennevnte franske patentsøknad EN 86/07930 som angår et radio-transmisjonssystem, er det beskrevet innsamlingsesker som omfatter signalgeneratorer hvis frekvens avhenger av bestemte parametere. En forbindelse med infrarøde stråler tillater påvirkning av disse parametrene, og således at radiosendingenes frekvens kan settes som funksjon av lokale bestemmelser eller av bruksforholdene i det område som under-søkes, - filterfrekvensene i den seismiske innsamlingskjeden i den initialiserte innsamlingsesken. De seismiske signalene som plukkes opp fra bakken føres til høypass-filteret og lavpass-filteret hvis filterkarakteristikker kan forandres ved valg av passende parametere, - det fysiske identifikasjonsnummer for hver innsamlingseske. Ved hjelp av en test kan operatøren på et hvilket som helst tidspunkt identifisere esken uten å måtte åpne den. Eksempelvis kan de permanente parametrene signalpåtrykkes innsamlingseskene før den seismiske ekspedisjonen drar til under-søkelsesområdet .

Når en innsamlingseske anbringes i terrenget, kan for eksempel en operatør introdusere midlertidige parametere som angår eskens virkelige posisjon. Dette kan dreie seg om eskens rekketall i settet av alle esker som er fordelt langs den seismiske profilen som skal undersøkes, dens relative koordinater i forhold til de andre eller dens absolutte koordinater, vannstanden dersom den skal arbeide i et neddykket område, signaler for synkronisering av hver innsamlingseskes klokke med klokken til initialiserings-esken, o.s.v. Denne listen er selvfølgelig ikke begrensende.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for initialisering av innsamlingsapparater for seismiske data, hvilke innsamlingsapparater er fordelt langs en seismisk undersøkelsesprofil, hvor hvert innsamlingsapparat er anordnet for å motta signaler som avgis fra sensorer, for å behandle og registrere signalene og for, på ordre fra et sentralt laboratorium, å overføre dit data som står i relasjon til signalene, over en gitt transmisjonskanal,karakterisert vedat et transmisjonssystem med lysstråler benyttes, hvilket transmisjonssystem er uavhengig av den gitte transmisjonskanal og har en første, bærbar lysstråle-styreenhet med kort rekkevidde, og flere sekundærenheter som henholdsvis er knyttet til de forskjellige innsamlingsapparater, for å sende infraråde stråler modulert av signaler som skal sendes, og for å motta demodulerte, infrarøde lyssignaler; den første, bærbare styreenheten forflyttes til nærheten av hver av innsamlingsapparat-enhetene i rekkefølge; funksjonsparametere overføres fra den bærbare enheten til sekundærenheten tilknyttet hver av innsamlingsapparat-enhetene, en om gangen på sekvensiell basis, og reaksjonssignaler overføres fra hver av sekundærenhetene tilbake til den bærbare enheten, som bekrefter mottak av funksjonsparametere som er overført av den bærbare enheten før den bærbare enheten flyttes, idet funksjonsparametrene angår posisjonen for data-innsamlingsapparatene i den seismiske profilen og/eller funksjoner oppnådd av disse.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat retning og rekkevidde for den første enhet og sekundærenhetene velges slik at overføringen av de infrarøde strålene er selektiv og at ingen adressekontroll foretas av hver datainnsamlingsenhet som mottar infrarøde lyssignaler.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat de overførte parametere innbefatter data som er målt tidligere i feltet og som angår en faktisk posisjon for hver av sekundærenhetene som er egnet til å skjelne hver av enhetenes faktiske posisjon fra de andre enhetenes posisjoner.

4. Anordning for initialisering av innsamlingsapparater for seismiske data, hvilke innsamlingsapparater er fordelt langs en seismisk undersøkelsesprofil, hvor hvert innsamlingsapparat er anordnet for å motta signaler som avgis fra sensorer, for å behandle og registerere signalene, og for, på ordre fra et sentralt laboratorium, å overføre dit de mottatte signalene over en gitt transmisjonskanal under styring av et programmerbart behandlingsorgan, karakterisert vedat anordningen omfatter et lysstråle-transmisjonssystem som er uavhengig av den gitte transmisjonskanal, innbefattende en første, bærbar lysstråle-styreenhet med kort rekkevidde; et lysstråle-transmisjonselement som er innrettet for å sende infrarøde stråler modulert av initialiserings-signaler som skal overføres; et lysmottakende element innrettet for å demodulere infrarøde lyssignaler, og et programmerbart behandlingsorgan forsynt med grensesnitt-kretser mellom behandlingsorganet og lystransmisjons- og det mottakende elementet; flere sekundære styreenheter henholdsvis tilknyttet de forskjellige innsamlingsapparater og hvert innbefattende et lystransmisjonselement innrettet for å sende modulerte, infrarøde signaler, et lysmottakende element for å motta initialiseringssignalene som kommer fra den første styreenheten ; og grensesnittkretser for å forbinde lystransmisjons-elementet og det lysmottakende elementet i den sekundære styreenheten med det programmerbare behandlingsorganet i nevnte innsamlingsapparat.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert vedat transmisjonselementene i hver av de nevnte første eller sekundære styreenhetene innbefatter genereringsmidler for å generere et bæresignal som er frekvensmodulert med et andre signal med variabel fase som avhenger av de data som skal overføres; en infrarød lyskilde; og midler for å modulere lys som genereres av nevnte kilde med det frekvensmodulerte bæresignalet.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert vedat genereringsmidlene innbefatter i seriekoplet forbindelse, en fasemodulator innrettet for å variere fasen for et hjelpebæresignal med frekvens f2 som funksjon av de signaler som skal overføres, og en frekvensmodulator innrettet for å modulere frekvensen fl for et bæresignal som funksjon av hjelpebæresignalet.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert vedat fasemodulatoren er forbundet med det tilsvarende behandlingsorgan ved hjelp av et inngangs/utgangs-element innrettet for å transformere digitale ord til en bit-sekvens.

8. Anordning ifølge krav 4, karakterisert vedat hvert mottakerelement innbefatter, forbundet i seriekopling, midler for å motta de infrarøde strålene og for å detektere modulasjons-signaler i disse, en frekvens-demodulator for å detektere det variable fasesignalet, en fasedemodulator for å gjenopprette bit-sekvensene som modulerer fasen for det andre hjelpebærer-signalet ved en frekvens f2 og for å detektere i disse bit-sekvensene begynnelsen av hvert av de overførte digitale ord, idet deteksjonssignalet overføres til det tilsvarende behandlingsorganet.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert vedat fasedemodulatoren er forbundet med det tilsvarende behandlingsorgan via et inngangs/utgangs-element innrettet for å rekonstituere de overførte digitale ordene fra de mottatte bit-sekvenser, på ordre fra det tilsvarende behandlingsorganet.

10. Anordning ifølge krav 6, karakterisert vedat behandlingsorganet i den første styreenheten innbefatter en mikrodatamaskin tilknyttet et styre-tastatur og et fremvisningselement, idet mikrodatamaskinen er forsynt med innganger for tilkopling av eksterne apparater.