节点在新一代地震勘探采集仪器中的应用

节点在新一代地震勘探采集仪器中的应用

万涛

东方地球物理勘探有限责任公司 河北涿州 072750

摘要：地震勘探采集仪器是一种十分重要的作业设备，同时更新速度相对较快，一般几年时间就可能推出新一代的产品。近年来，节点技术取得了较大的发展和进步，并逐渐在各个领域中得到应用，取得了较好的应用效果。很多器材供应商在新一代地震勘探采集仪器的开发设计当中，都开始应用节点技术，进一步提升了设备的质量和性能。

关键词：节点技术；新一代；地震勘探采集仪器

美国Geospace公司，在2007年推出了GSR无线节点仪器，是一种新型盲采式无线节点仪器，BP公司对该设备高度认可，通过融合ISS技术，在实际项目中实践应用，取得了极为理想的效果。此后，Fairfield开发了Z-Land节点仪器，也逐渐得到了应用。CGG物探设备供应商Sercel，也通过对节点的应用，基于传统的仪器理念，设计开发508XT新型设备，满足了实时QC的要求，使得节点在新一代地震勘探采集仪器中，得到了更好的应用。

1节点和ISS技术的融合

ISS技术是由英国著名地质学者Dave Howe教授发明的。ISS技术是指不同震源独立地进行扫描工作，但是根据不同震源的扫描信号来保持采集记录同步的一种技术。Dave Howe提出ISS技术的同时，各个采集仪器生产商都声称可以连续激活记录地震数据。在BP公司的推动下，2009年由Western Gecon(西方物探公司)使用节点采集设备在利比亚做了一个7万VP的无线节点ISS实验。

节点技术，就是每个节点单元作为一个独立采集单元，该单元由检波器串、采集存储模块和电池模块组成，最后生成的原始数据存储在本地。2012年在伊拉克鲁曼拉油田，第一次大规模使用GSＲ无线节点ISS技术。GSＲ无线节点的采集单元由GSＲ采集站、锂电池和检波器串组成，如图1所示。每一个GSＲ采集站是一个独立的采集单元，内部有一个4GB的特制内存卡。野外铺设之前，必须在室内通过下载单元和服务器设定采集参数和采集模式。一般情况下，有连续采集和特定时段采集两种工作模式。BP公司在利比亚和伊拉克鲁曼拉项目都要求采用连续采集模式，4GB的内存和强大的锂电池续航能力，足够满足ISS技术模式下设备利用率的要求。

2主要节点仪器性能分析

在当前应用了节点技术的新一代地震勘探采集仪器中，主要的形式均为无线模式。除了GSR无线节点仪器之外，Fairfield公司推出了ZLandNode陆地采集设备，以及Sercel的Unite系统。在这些无线节点仪器当中，对于节点单元重量、防盗功能、实时QC数据回传功能、数据回收方式、外置检波器兼容能力、节点单元续航能力与供电方式、节点单元内存容量等指标，均要加以注意。其中，ZLand节点仪器主要是陆地无线采集设备，结构中融合了检波器、记录模块、锂电池等部分，无线节点内部具有2GB的容量，采用了GS-1型检波器，CT-30芯体。不过和GSR、Unite等设备相比，ZLand设备在锂电池待机能力、内存储容量等方面略逊一筹。不过，该设备通过高度集成，实现了对节点技术的良好诠释。在前期节点野外放样中，都对GSR无线节点模式加以借鉴，因而对GISMAP、GeoXT的应用，都和GSR无线节点施工流程相类似。

Sercel是比较著名的欧洲大陆采集设备的开发商，其开发的UniteRAU，节点仪器，也得到了较为良好的应用。该设备的优势较为明显，其内容存量足够大，达到了8GB之多，在全世界范围内也首屈一指。其供电方式更为灵活，采用了备用内置电池，也可根据用户需求使用外部电池。其具有灵活的数据回收方式，不但能够和其它节点设备一样，采用站体整体回收连线下载的方式，也可以采用Harcester与CAN的连接，对野外1km范围内的节点数据加以回收。该设备能够和传统有线采集设备428XL联合使用，满足不同人群的使用需求。另外，设备的供电能力、内存能力十分强大，能够确保在野外环境中，保持较长的连续工作时间。这些不同的无线节点仪器，能够对不同层次物探需求加以满足。如果单从劳动量、操作难度上来说，GSR显然更具优势，特别是经过具体项目实践，也证明其记录时间长、重量轻、操作简单等应用优势。

3节点在新一代地震勘探采集仪器中的应用

在2013年，Sercel公司推出了新一代地震勘探仪器，508XT，仪器应用X-Tech构架，改变了传统仪器的理念，对节点技术进行了应用，以期达到1百万道以上的带道能力。在该设备当中，实现了有线设备、无线设备Unite的良好融合，实现了理想的混用模式。同时，对428XL的便捷功能加以继承，极大的简化了野外设备。在508XT系统当中，没有设置独立的电源站、交叉站等设备，由CX-508地面设备，实现了数传单元、数据存储、野外控制等功能。系统应用了节点技术，CX-508实际上就是1个节点单元，其内部的内存冗余达到了4GB。在每个CX-508中，通过排列均能够管控74道DSUI-508，或64道FDU-508。另外CX-508不但能够对节点单元进行管理，同时可发挥交叉站的功能，提升光缆交叉线的传输速率，达到1Gbps以上。此外，由于结合了CX-508单元、节点技术，在大线传输中，能够达到40Mbps的速率。

通过应用了节点技术，赋予了508XT大线数据传输冗余性能，如果仪器车连接线缆不畅通，其冗余可在4ms采样率条件下，在CX-508内存中存储数据，最多能够对15天连续数据量加以存储。另外，CX-508与无线电台技术的融合，能够满足在有线数据不畅通的情况下，利用CX-508无线连接实时QC。在508XT当中，注重零等待时间，CX-508作为野外节点单元，分别具有Acquisition、Standby、Testing等模式。基于实际生产需求，分别设置阶段性采集、连续性采集的模式，无需由于仪器车搬点、大线故障等停止工作。508XT和其它节点仪器相同，都比较依赖GPS，在UniteRau、CX-508等地面设备中，都配备了GPS功能，GPS不但可满足同步采集要求，在RAU当中，还可发挥防盗的功能。508XT能够混合使用有线、无线RAU，在无线设备中，利用CX-508，对实时QC信息加以实现，如果有线排列失联，CX-508会对无线工作模式启动，通过无线模式回传除地震采集数据之外的实时QC电瓶管理等信息，在这种工作模式下，CX-508无线能够达到1km的最大回传距离。

结语：

地震勘探采集仪器是一种很重要的作业设备，发展较为迅速，应用专业性较强。随着节点技术的发展，其开始在地震勘探采集仪器中应用，发挥了较为理想的作用。通过运用节点技术，从过去盲采转变为实时QC，节电理念的融入也推动了采集设备有线模式和无线模式的联用。

参考文献：

[1]聂明涛，张慕刚，丁冠东，等.GSR无线节点采集技术在地震勘探中的应用[J].石油管材与仪器，2016,2(4):68~71.

[2]王伟，张健，刘新元.NAS技术在新一代大型地震仪器ES109中的应用[J].石油管材与仪器，2012,26(3):73~75.