Модуль сбора данных и кабельный соединитель

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе сейсморазведочных работ при поиске месторождений углеводородов. Заявлен модуль сбора данных, содержащий две антенны для передачи данных, ручку (44) и основную часть (2), которая включает в себя цепь (6) связи для передачи данных с помощью по меньшей мере одной из антенн, устройство ввода для ввода указанных данных в цепь (6) связи, содержащее входной интерфейс (8) для ввода сейсмических измерений, выполненный с возможностью соединения по меньшей мере с одним сейсмическим датчиком. В соответствии с изобретением основная часть (2) модуля содержит жесткий верхний кожух (40), содержащий по меньшей мере две стойки (41, 42) для защиты антенн, размещенных внутри стоек (41, 42), содержащих нижнюю часть (411, 421), прикрепленную к корпусной части (43) верхнего кожуха (40), и верхнюю часть (412, 422), причем ручка прикреплена по меньшей мере к одной из верхних частей (412, 422) стоек (41, 42), но не соединена с антеннами. Технический результат: повышение механической прочности модуля сбора данных. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к сейсмическим датчикам для разведки нефти в грунте, в частности к модулю сбора данных.

Уровень техники

Каждый конкретный сейсмический модуль, как известно, имеет в своем составе средства ввода сейсмических измерений, предназначенные для соединения по меньшей мере с одним сейсмическим датчиком для измерения по меньшей мере одной сейсмической характеристики грунта.

Сейсмические датчики измеряют искусственную сейсмическую ответную волну, отраженную различными слоями грунта последовательно в ответ на подачу заданной искусственной сейсмической волны запроса (колебания грунта), посланной на поверхность грунта источником, управляемым оператором.

Сейсмическим датчиком служит, например, сейсмограф или акселерометр, имеющий достаточную чувствительность для измерения ответной волны, отраженной от земли.

При отслеживании колебаний грунта каждый модуль собирает сейсмические данные, соответствующие измерениям сейсмического датчика. Затем эти сейсмические данные, а также другие данные, такие, например, как данные о контроле качества, при необходимости оцифровываются. Далее эти данные передаются на базовую станцию для дальнейшей обработки.

Передача этих данных на базовую станцию производится либо с помощью проводной связи (например, кабельной), либо радиосвязи. Также каждый модуль может записывать эти данные на месте. Передача данных на базовую станцию осуществляется с помощью проводной или радиосвязи посредством мобильной базы, перемещаемой оператором по отношению к каждому модулю.

При проведении разведки нефти на относительно обширном участке земли, который может измеряться несколькими квадратными километрами, оператор распределяет большое количество отдельных модулей по всей этой зоне, собирая сейсмические данные в таком месте на местности, где помещен каждый сейсмический модуль. Затем на основании этих сейсмических данных составляется картография грунта, соответствующего указанной зоне, которая используется для определения возможного наличия нефти.

Следовательно, существует необходимость использовать и предварительно собирать данные от всех модулей.

Для этой цели известны различные типы устройств.

Из документа US 6219620 известно сейсмическое устройство накопления данных ячеистого типа. В этом устройстве местность разделяется на определенное количество ячеек, причем каждая ячейка содержит узел доступа к указанной ячейке, и определенное количество блоков сейсмографа. Блоки сейсмографа передают цифровые данные с помощью беспроводной телеметрии в диапазоне 2,4 GHz в соответствующий узел доступа, и узлы доступа ячеек передают данные в центральный блок управления через широкополосные каналы в беспроводной телеметрии.

Однако основное ограничение, накладываемое на такой тип регистрирующего модуля, заключается в относительно высокой стоимости.

На самом деле обычно стоимость регистрирующих модулей увеличивается в основном за счет того, что регистрирующий модуль с антенной не снабжен кабелем. Следовательно, каждый регистрирующий модуль должен иметь свое собственное электропитание, в большинстве случаев автономную батарею и возможность соединения с другой запасной батареей, причем эти батареи являются дорогостоящими. Из-за этого стоимость беспроводного регистрирующего модуля выше, чем те сейсмические регистрирующие модули, которые соединены друг с другом кабелем и требующие только одну батарею для примерно каждых 50 сейсмических датчиков.

Второе ограничение относится к беспроводной передаче данных (сейсмических и других) в полосе, которая должна быть свободной от использования. Действительно, предпочтительно избегать, насколько это возможно, передачу данных беспроводным способом в полосе частот, требующей разрешения на использование, таких, например, как абонентская полоса около 250 MHz. Запрос на использование такой абонентской полосы требует на самом деле много административных этапов, которые замедляют процесс проведения разведочной операции. Следовательно, это предпочтительно, чтобы регистрирующие модули с антенной работали в свободной полосе, например в полосе от 2,4 до 2,48 GHz или в полосе от 5,4 до 5,8 GHz. Но при этом недостаток состоит в том, что антенны, предусмотренные для этих частот, имеют малое усиление и малую высоту, что может быть помехой всякий раз, когда регистрирующий модуль расположен в зоне, где условия передачи данных являются трудными, особенно когда антенны модуля сбора данных закрыты чрезмерно высокой земной поверхностью или, в более общем смысле, когда присутствуют препятствия на линии связи между двумя антеннами.

Также известны регистрирующие модули, использующие беспроводную передачу данных оператору, монитор которых находится около датчика с целью загрузки локально записанных данных в модуль. Третье ограничение, налагаемое на это устройство, в частности, состоит в том, что оператор должен передвигаться к каждому близлежащему модулю, чтобы снимать данные, собранные последним, что занимает много времени и является хлопотным.

Известны также модули, имеющие поворотные или передвижные антенны с целью замены в случае повреждения, хотя их недостатком является то, что соединение их антенн непрочно.

В практической работе регистрирующие модули должны допускать многократное использование для работы на другом участке земли и, следовательно, должны быть стойкими по отношению к влиянию внешней агрессивной среды.

Регистрирующие устройства с беспроводной передачей могут применяться в любого рода окружающей среде. Однако же в неблагоприятных условиях среды, таких как леса или города, радиоволны отражаются деревьями или зданиями, находящимися около передатчиков и приемников. Радиосигнал, обнаруженный в приемнике, подвержен определенным изменениям на расстояниях, близких к длине полуволны (6 см при 2,4 GHz). Следовательно, диапазон системы сбора снижен. Метод разнесенного приема антенн применяется так, что линия радиосвязи между передатчиком и приемником не подвергается этим изменениям и обладает хорошим качеством. Это подразумевает оснащение приемника и/или передатчика по меньшей мере двумя антеннами, расположенными с промежутками, равными по меньшей мере одной длине полуволны. Выбор этого расстояния должен быть таким, чтобы сигналы от различных антенн были бы насколько возможно декоррелированы. Поэтому когда одна из антенн испытывает существенное ослабление сигнала, другая антенна имеет наибольший шанс принимать более сильный сигнал. Тогда приемник выбирает, например, антенну, имеющую наиболее сильный уровень. Качество сигнала повышается, а также повышается и класс устройства. Вот почему регистрирующие модули оснащены несколькими антеннами.

В документе FR 2889389 описана схема сбора сейсмических данных, содержащая узлы, имеющие две антенны, из которых по меньшей мере одна является подвижной и установлена на фиксирующем устройстве в корпусной части, откуда она может быть удалена. С целью сбора сейсмические данные должны быть переданы от узла к узлу посредством беспроводной связи между антеннами одних узлов и посредством кабельной связи между другими узлами. В варианте, указанном в этом документе, узел содержит рукоятку, прикрепленную к фиксирующим средствам, расположенным на удаленных от точки прикрепления концах антенн соответственно. В документе указывается, что данная рукоятка имеет следующие достоинства: ручная переноска узла, ручная сборка/демонтаж узла, удобство в работе и восстановлении узлов механическими средствами, а также удобство хранения путем подвешивания. В документе также указывается, что наличие этой рукоятки между антеннами повышает механическую работоспособность антенн.

Однако на практике это не так.

В действительности антенны являются непрочными и ломаются, когда узел устанавливается в грунт. Механическая прочность антенн увеличивается только благодаря тому, что их соединяет рукоятка. Но когда пользователь берет узел с помощью рукоятки и вставляет узел в грунт, опираясь на эту рукоятку, антенна не имеет достаточной механической прочности, чтобы выдерживать прилагаемую внешнюю силу.

Кроме того, модули сбора данных могут быть подвергнуты воздействию многочисленных агрессивных внешних факторов перед использованием на местности. В действительности и чаще всего модули сбора данных выгружаются из грузового автомобиля или вертолета и складываются на землю так, чтобы специалисты могли распределить их по различным позициям на земле. Следовательно, необходимо, чтобы эти внешние разрушающие воздействия не повредили антенны.

Помимо этого, должна быть возможность использования огромного разнообразия антенн, чтобы приспособить к предпочтительным диапазонам и частотным полосам. После установки модуля сбора данных в определенное положение на земле антенна должна иметь возможность функционировать в соответствии с техническими требованиями, предоставляющими диапазон в пределах частотной полосы, для которого рассчитаны размеры антенны.

Цель изобретения - решить проблемы, присущие прототипу, с помощью предлагаемого модуля сбора данных, предназначенного для установки в заданное положение относительно земли и имеющего интерфейс для соединения с по меньшей мере одним сейсмическим датчиком, а также предохраняющего антенны от разрушения в любых ситуациях, и особенно тщательно как в случае ударов во время транспортировки датчика, так и в тот момент, когда модуль устанавливается в определенное положение относительно земли при его внедрении в грунт.

Раскрытие изобретения

Для достижения этой цели изобретение предлагает модуль сбора данных, причем модуль содержит по меньшей мере две антенны, первую и вторую, для передачи данных, ручку и основную часть, вмещающие в себя:

- цепь связи по меньшей мере для передачи данных с помощью по меньшей мере одной первой или второй антенны;

- входное устройство для ввода указанных данных в цепь связи, содержащее входной интерфейс для ввода результатов сейсмических измерений, причем входной интерфейс предназначается для соединения с по меньшей мере одним сейсмическим датчиком, осуществляющим сейсмические измерения по меньшей мере одной сейсмической величины.

Данный модуль примечателен тем, что основная часть входит в состав жесткого верхнего кожуха, содержащего по меньшей мере первую и вторую стойки для защиты первой и второй антенны соответственно, причем первая и вторая антенны помещаются во внутренней части первой и второй стойки соответственно, первая стойка содержит первую нижнюю часть, прикрепленную к корпусной части в верхнем жестком кожухе, и первую верхнюю часть, вторая стойка содержит вторую нижнюю часть, соединенную с корпусной частью верхнего жесткого кожуха, и вторую верхнюю часть, при этом ручка прикрепляется к по меньшей мере одной первой или одной второй верхней части стойки без соединения с первой и второй антеннами.

Благодаря изобретению кожух служит и для удержания антенн в заданном положении относительно земли, и для защиты электронной схемы и антенн, и для того, чтобы держать и зажимать ручку, и как элемент жесткости.

В соответствии с вариантом реализации изобретения первая и вторая стойки выполнены как единое целое с ручкой и корпусной частью.

В результате это приводит к усилению жесткости и более простому изготовлению за счет устранения нескольких этапов при сборке.

В варианте реализации изобретения указанные данные являются данными, включающими в себя:

- сейсмические данные, соответствующие указанным сейсмическим величинам,

- данные управления контролем качества,

- данные глобальной системы (GPS) определения местоположения,

- данные отметок времени, полученные с помощью GPS.

Таким образом, модуль может беспроводным способом отправлять и получать большое разнообразие данных через одну и ту же цепь связи и одни и те же антенны. Следовательно, модуль выполняет функцию циркуляции всех данных, связанных с данными сейсмических измерений.

В варианте реализации изобретения ручка соединена с первой и второй верхними частями стоек.

В варианте реализации изобретения по меньшей мере одна из нижних частей расширяется в направлении от верхней части к корпусной части.

Вследствие этого устойчивость стоек модуля к ударам возрастает за счет усиления соединения стоек с остальной частью модуля, что облегчает его изготовление. Кожух, содержащий стойки, может изготавливаться как единое целое из пластмассы литьем под давлением.

В варианте реализации изобретения по меньшей мере одна из нижних частей по меньшей мере одной из стоек содержит наклонную плоскость, обращенную к другой стойке.

Вследствие этого устойчивость стоек модуля к ударам возрастает за счет усиления соединения стоек с остальной частью модуля, что облегчает изготовление.

В варианте реализации изобретения стойки расположены в определенном направлении между их нижней частью и их верхней частью, первая и вторая антенны выполнены в виде соответственно первой и второй печатных схем, расположенных в определенном направлении на первой и второй частях электроизоляционной пластины, которая содержит третью часть с третьей печатной схемой, в другой плоскости относительно первой и второй частей пластины, причем третья печатная схема соединяется электрически с первой и второй печатными схемами.

Это приводит к использованию технологии изготовления антенн с печатными схемами, которая предусматривает защиту от ударов.

В варианте реализации изобретения третья часть пластины согнута относительно первой и второй части пластины в две, первую и вторую, более тонкие зоны пластины, причем третья печатная схема электрически соединяется с первой и второй печатными схемами посредством печатной схемы на первой и второй более тонких зонах.

Это приводит к использованию такой технологии изготовления антенн с согнутыми печатными схемами, которая предусматривает защиту от ударов.

В варианте реализации изобретения третья часть пластины отделена от первой и второй частей пластины, причем третья печатная схема электрически соединяется с первой и второй печатными схемами с помощью по меньшей мере одного электрического соединителя.

В варианте реализации изобретения основная часть содержит снизу заостренный конец для установки в грунт.

В варианте реализации изобретения основная часть содержит основание для установки на земле.

В варианте реализации изобретения корпусная часть в верхнем кожухе помещается над цепью связи.

Таким способом защищена электроника.

В варианте реализации изобретения по меньшей мере одна из нижних частей служит в качестве элемента жесткости для их стоек.

Благодаря этому возрастает ударная прочность данного модуля.

В варианте реализации изобретения жесткий верхний кожух имеет на своей наружной поверхности по меньшей мере одну соединительную деталь для соединения с соответствующей частью кабельного соединителя, по меньшей мере одна первая или вторая из стоек содержит над корпусной частью опорную поверхность, которая является изолирующей и выполнена из материала, позволяющего пропускать электромагнитные сигналы от антенн, и использующуюся как опора изолирующей части кабельного соединителя, содержащего третью антенну, прикрепленную к телу кабеля соединителем, при этом опорная поверхность служит как механический ограничитель для изолирующей части соединителя и как дистанционирующее устройство, когда соответствующая часть соединителя укреплена на соединительной части, находящейся на жестком верхнем кожухе, для поддержания заданного расстояния при электромагнитном взаимодействии между первой и/или второй антенной указанной стойки и третьей антенной с целью обмена данными между ними.

Таким образом, кожух выполняет также функцию закрепления кабельного соединителя обмена данными.

В варианте реализации изобретения крепежный элемент, расположенный на жестком верхнем кожухе, имеет на своей наружной поверхности по меньшей мере одно из: выемку, выступ или ребро.

Таким образом, кожух содержит механические части, позволяющие легко устанавливать соединитель на модуле с возможностью замены.

В варианте реализации изобретения крепежный элемент располагается на нижней части стоек.

Таким образом, стойка выполняет функцию присоединения кабельного соединителя обмена данными.

В варианте реализации изобретения крепежный элемент помещается на боковой стенке корпусной части, расположенной на расстоянии от верхней поверхности последней, соединенной со стойками.

В варианте реализации изобретения притом что первая стойка расположена на левой стороне и вторая стойка расположена на правой стороне, опорная поверхность расположена на левой стороне первой стойки или на правой стороне второй стойки, обращена наружу относительно другой из указанных стоек, первый крепежный элемент расположен спереди по отношению к стойкам и второй указанный отдельный крепежный элемент расположен сзади по отношению к стойкам.

В варианте реализации изобретения в составе жесткого верхнего кожуха содержится часть, которая расположена в удалении от ручки и на удалении от первой и второй антенн и в которой находится бесконтактный зарядный элемент.

Также изобретение предлагает кабельный соединитель для присоединения к модулю сбора данных, как описано выше, причем соединитель содержит соединительную часть на по меньшей мере другой соответствующей соединительной части, расположенной на жестком верхнем кожухе модуля сбора данных, причем соединитель содержит изолирующую часть, заключающую в себе третью антенну, прикрепленную к телу кабеля с соединительной частью соединителя, причем изолирующая часть выполнена из материала, пропускающего электромагнитные сигналы от антенн, и служит в качестве механического ограничителя для изолирующей опорной поверхности по меньшей мере одной стойки, когда соединительная часть, расположенная на соединителе, закреплена на другой соединительной части, расположенной на жестком верхнем кожухе, для того чтобы сохранять заданное расстояние при электромагнитном взаимодействии между первой и/или второй антенной указанной стойки и третьей антенной при обмене данными между ними.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет более понятно при рассмотрении последующего описания, данного исключительно в виде не ограничивающего рамки изобретения примера со ссылкой на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 представлен первый вариант выполнения модуля сбора данных, имеющего острый конец для установки в грунт, вид в перспективе;

на фиг.2 - установочный острый наконечник в соответствии с фиг.1, увеличенный вид в перспективе;

на фиг.3 - второй вариант выполнения модуля сбора данных, имеющего основание для размещения на грунте, вид в перспективе;

на фиг.4 - верхняя часть модуля, показанного на фиг.3, вид в перспективе;

на фиг.5 - вариант выполнения схемы внутри модуля в соответствии с изобретением, вид в перспективе;

на фиг.6 - части схемы, показанной на фиг.5, увеличенный вид в перспективе;

на фиг.7 - кабельный соединитель, предназначенный для объединения с одной из антенн модуля, показанного на фиг.1, вид в перспективе;

на фиг.8 - кабельное соединение между двумя модулями, показанными на фиг.1 и фиг.2, вид в перспективе;

на фиг.9 - кабельный соединитель, предназначенный для объединения с одной из антенн модуля, показанного на фиг.3 и 4, вид в перспективе;

на фиг.10 и 11 - блок-схема электронных частей модуля в соответствии с изобретением в различных вариантах выполнения.

Осуществление изобретения

Представленный на чертежах модуль 1 сбора данных в соответствии с изобретением содержит основную часть 2, заключающую в себе все электронные части модуля. Блок-схемы электронных частей модуля 1 в обоих примерах его выполнения представлены на фиг.10 и 11. Эта основная часть 2 имеет определенную нижнюю часть 3, которая предназначена, например, для установки модуля в определенном направлении относительно земли, и верхнюю часть 4, прикрепленную неподвижно к нижней части 3, например, болтами 400; эта нижняя часть 3 называется третьей частью 3.

В вариантах выполнения, изображенных на фиг.1 и 2, нижняя часть 3 снабжена нижней ножкой 31, заканчивающейся нижним установочным острым наконечником или острием 310 ножки 31 для установки в грунт.

В вариантах выполнения, изображенных на фиг.3 и 4, нижняя установочная часть 3 содержит основание 32, например, плоское, которое можно поставить на грунт.

На чертежах нижняя часть 3 находится под верхней частью 4 в направлении залежи GRD (земля) модуля 1, на земле или вдавлена в грунт, указанное направление чаще всего вертикальное или по существу вертикальное сверху вниз, как в вариантах, изображенных на чертежах, то есть с убывающей вертикальной составляющей, причем это вертикальное направление противоположно возрастающему вертикальному направлению Z. Если установочную часть 3 предполагается опускать в грунт или установочную часть 3 предполагается поместить на грунт, то в этом случае модуль 1 называется наземным сейсмическим модулем.

Модуль 1 сбора данных снабжается входным интерфейсом 8 для ввода сейсмических измерений; интерфейс предполагается соединять по меньшей мере с одним сейсмическим датчиком CAP, обеспечивающим сейсмические измерения по меньшей мере одной сейсмической величины, например грунта. Интерфейс 8 электрически установлен между схемой 6 передачи данных и сейсмическим датчиком или сейсмическими датчиками.

Сейсмический датчик предполагается помещать на землю или в грунте. Измерительным сейсмическим датчиком является, например, сейсмоприемник для измерения скорости распространения акустической сейсмической волны в грунте или акселерометр для измерения сейсмического ускорения в грунте. Измерительный сейсмический датчик имеет достаточную чувствительность для обнаружения и измерения искусственной сейсмической волны, причем эта сейсмическая волна представляет собой ответную реакцию слоев грунта на искусственную сейсмическую волну, создаваемую путем колебаний грунта управляемым источником возбуждения, известным в области разведки нефти. Подобные измерительные сейсмические датчики, таким образом, имеют большую чувствительность, чем обычные вибрационные датчики, применяемые, например, на инструментальных станках или автомобилях.

Сейсмический датчик CAP может быть размещен в основной части 2, в этом случае модуль 1 сбора сейсмических данных содержит сейсмический датчик CAP, включенный в состав модуля 1, как показано, например, на фиг.10. Таким образом, в одном варианте осуществления изобретения сейсмический датчик помещается в нижней части 3 корпусной части 2, как, например, на фиг.1 и 2, где измерительный сейсмический датчик размещается в ножке 31, чтобы располагаться на грунте, когда заостренный наконечник 310 вставляется в грунт. В этом случае интерфейс 8 ввода сейсмических измерений размещается полностью в основной части 2 и образует, например, электрическое соединение в указанной основной части 2 между сейсмическим датчиком CAP и цепью 6 связи данных, осуществляющей связь с устройствами, находящимися вне основной части 2 и вне модуля 1.

Сейсмический датчик может быть размещен вне корпуса 2, в этом случае модуль 1 сбора сейсмических данных не содержит сейсмический датчик и соединение между сейсмическим датчиком и модулем 1 сбора данных должно производиться во время установки модуля на земле. Таким образом, в одном варианте выполнения измерительный сейсмический датчик посылает данные сейсмических измерений на входной интерфейс 8 с помощью соответствующих соединительных средств, как, например, в случае, представленном на фиг.3, где входной интерфейс 8 содержит соединитель 62, находящийся в основной части 2, и предусмотрено отверстие 34 доступа на боковой стенке 33 нижней части 3 для прохода одного или более соединительных кабелей 81, здесь не показанных, чтобы соединить внешний сейсмический датчик или датчики с соответствующим соединителем 62 через отверстие 34. В этом случае измерительный сейсмический датчик или датчики являются, например, одним или более сейсмоприемниками, которые вставляются в грунт вне модуля 1 во время установки на местности для измерения сейсмической акустической волны в земле.

Модуль 1 может быть одним из следующих типов: модуль 1 с одним или более цифровыми сейсмическими датчиками в основной части 2 (фиг.10), модуль 1 с одним или более аналоговыми сейсмическими датчиками в основной части 2 (фиг.10), модуль 1 с одним или более цифровыми сейсмическими датчиками за пределами основной части 2 (фиг.11), модуль 1 с одним или более аналоговыми датчиками за пределами основной части 2 (фиг.11) или с комбинацией аналоговых сейсмических датчиков и цифровых сейсмических датчиков в положениях, указанных выше.

Модуль сбора данных содержит схему 6 передачи данных, соединенную электрически по меньшей мере с двумя, первой и второй, антеннами 51, 52 по меньшей мере для подачи и/или приема через первую и/или вторую антенны 51 и 52 сейсмических данных, соответствующих сейсмическим измерениям, когда такие сейсмические измерения подаются на интерфейс 8. Очевидно, что целесообразно иметь такую конструкцию схемы передачи данных, которая бы содержала более двух антенн.

Антенны 51 и 52 электрически соединены с вспомогательной схемой 9, в свою очередь, соединенной электрически со схемой 6 передачи данных, например, по меньшей мере с помощью другого электрического соединителя 91, располагаемого под вспомогательной схемой 9. Эта вспомогательная схема 9 также называется верхней схемой 9, поскольку она большей частью расположена выше других. Следовательно, вспомогательная схема 9 служит опорой для антенн 51 и 52.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения антенны 51 и 52 соединены электрически напрямую со схемой 6 передачи данных.

Результаты измерений, полученные от сейсмических датчиков и принятые интерфейсом 8, преобразуются схемой 6 передачи данных в цифровые сейсмические данные, называемые вторичными данными.

Эти вторичные данные подаются наружу с помощью передающей схемы 6 к другому модулю сбора данных, подобному модулю 1, и так от модуля к модулю для сбора данных от следующих один за другим сейсмических датчиков с помощью центрального дистанционного накопительного блока (не показан). В результате, схема 6 передачи модуля 1 и антенны 51 и 52 также служат для приема данных снаружи, поданных другим подобным модулем сбора данных, причем данные, полученные схемой 6, называются первичными данными, а схема 6 также называется схемой 6 для передачи вторичных данных и для приема первичных данных.

Схема 6 передачи данных соединяется с первой антенной 51 и второй антенной 52, которые служат для передачи сигналов, соответствующих вторичным сейсмическим данным схемы, и которые служат для приема сигналов, соответствующих первичным данным, при беспроводной передаче вторичных данных и беспроводного приема первичных данных.

Конечно, данные, посылаемые и/или получаемые антеннами и схемой 6 передачи данных, могут содержать не только сейсмические данные. Например, эти данные содержат любые следующие данные: сейсмические данные от сейсмодатчика, данные контроля качества, данные контроля зарядки аккумуляторной батареи, данные определения местоположения и времени с помощью GPS, данные, относящиеся к рабочему состоянию модуля. Следовательно, модуль 1 может не только посылать и/или получать сейсмические данные через антенны 51 и 52, а может посылать и/или получать данные другого характера, как, например, упомянутые выше. Сейсмические данные могут быть использованы позже, когда они записаны на месте в памяти модуля 1. Данные контроля качества используются, например, для получения информации о качестве окружающей модуль среды (шум окружающей среды, например), чтобы решить, продолжать или нет это измерение далее.

Таким образом, средства ввода данных в схему 6 передачи данных содержат входной интерфейс 8 для ввода сейсмических измерений сейсмического датчика или сейсмических датчиков в том смысле, что данные, переданные или принятые антеннами и схемой 6 передачи данных, могут быть не этими сейсмическими данными, соответствующими указанным измерениям, и схема 6 передачи данных может иметь одно или более других входных устройств, отличающихся от интерфейса 8 ввода сейсмических измерений, для ввода других данных, отличных от сейсмических.

Вследствие наличия входного интерфейса 8 ввода сейсмических измерений модуль 1 называется сейсмическим модулем 1, хотя, конечно, может передавать и принимать данные, отличные от сейсмических, при этом не передавая и не принимая сейсмических данных.

В соответствии с изобретением верхняя часть 4 образована жестким верхним кожухом 40 и содержит первую стойку 41, заключающую в себе антенну 51, и вторую стойку, заключающую в себе вторую антенну 52. Верхний кожух 40 выполнен из электроизоляционного материала. Кожух 40 выполнен из материала, позволяющего пропускать электромагнитные сигналы от антенн 51 и 52. Например, верхний кожух 40 выполнен из пластика. Часть 3, например, также может иметь форму нижнего кожуха, прикрепленного к верхнему кожуху.

Первая стойка 41 содержит первую нижнюю часть 411, соединяющуюся с корпусной частью 43 верхнего кожуха 40, расположенной над схемой 6 передачи данных, и первую верхнюю часть 412. Вторая стойка 42 содержит вторую нижнюю часть 421, соединенную с корпусной частью 43 верхнего кожуха 40, и вторую верхнюю часть 422. Ручка 44 прикрепляется к по меньшей мере одной первой верхней части 412 или к одной второй верхней части 422 стоек 41, 42 без соединения с первой и второй антеннами 51, 52.

Таким образом, усилие, воздействующее на ручку 44, отводится от антенн 51, 52 посредством кожуха 40.

Ручка 44 изготовлена, например, из электроизоляционного материала и не содержит металлических частей.

В иллюстрируемом варианте осуществления изобретения ручка 44 прикрепляется к первой верхней части 412 стойки 41 и ко второй верхней части 422 стойки 42 и, например, находится между первой верхней частью 412 и второй верхней частью 422. В иллюстрируемом варианте реализации первая и вторая стойки 41, 42 изготовлены как единое целое с ручкой 44 и с корпусной частью 43, образуя жесткий кожух 40. Например, ручка 44 может быть в форме сплошного стержня, составляющего единое целое с материалом стоек 41 и 42.

Стойки 41 и 42 расположены в определенном направлении между их нижними частями 411, 421 и их верхними частями 412, 422, причем антенны 51 и 52 также располагаются полностью в этом определенном направлении, которым в иллюстрируемом варианте является направление GRD (земля), чтобы диаграмма электромагнитного луча была поперечно направленной к этому определенному направлению, то есть в горизонтальной плоскости, когда это определенное направление является вертикальным или имеет вертикальную составляющую.

Ручка 44 прикрепляется к, по меньшей степени, одной первой или второй верхней части 412, 422 стоек 41, 42, не будучи соединенной с первой и второй антеннами 51, 51, благодаря тому факту, что стойки 41, 42 формируют жесткий чехол 41, 42, соответственно закрывающий антенны 51, 52, причем этот жесткий чехол 41, 42 является вытянутым в определенном направлении.

Таким образом, антенны 51, 52 защищены во время манипулирования с регистрирующим модулем 1.

Действительно, модули сбора 1 подвергаются многочисленным механическим воздействиям во время их складирования, транспортировки и во время их использования на грунте. В частности, когда модуль 1 сбора данных устанавливается на грунте, то благодаря кожуху 40 антенны 51, 52 защищены от поломки при воздействии внешнего усилия на ручку 44, когда наконечник 310 опускается в грунт или когда основание 32 устанавливается на грунте, или в более общем смысле при установке нижней части 3 модуля 1 на грунте или в грунт, благодаря тому факту, что ручка 44 составляет единое целое с кожухом 40 и, в свою очередь, с частью 3, ножкой 31, наконечником 310 или основанием 32. Это предохраняет от поломки антенны, когда модули 1 сбора данных ударяются во время их транспортировки и складирования. Вследствие этого срок службы модуля 1 сбора данных увеличивается.

Таким образом, жесткий чехол 41, 42, формируемый стойками, имеет внутренний канал для размещения в нем антенн 51, 52.

Следовательно, схема 6 и антенны 51, 52 могут быть любого вида, включая хрупкие, которые не выдерживали бы усилий, воздействующих на ручку 44, в отсутствие верхнего кожуха 40 и стоек 41 и 42.

Антенны 51, 52 и схема 6 выполняются, например, в виде печатной схемы (РСВ).

Назначение формы нижних частей 411 и 421 - придавать жесткость стойкам 41 и 42, тем самым избегая изгибания стоек, а следовательно, и антенн. Например, стойки имеют в составе широкие части 411, 421 на месте соединения с корпусной частью 42.

Например, нижние части 411, 421 (или по меньшей мере одна из нижних частей 411, 421) расширяются в нижней части в направлении от верхней части 412, 422 к корпусной части 43, то есть в направлении земли GRD.

Например, нижние части 411, 421 (или по меньшей мере одна из нижних частей 411, 421) содержат наклонную плоскость соответственно 4110, 4210, направленную навстречу по отношению другой из стоек 41, 42, причем наклонные плоскости 4110 и 4210 в этом случае находятся внутри пространства, образованного ручкой 44, стойками 41, 42 и корпусной частью 43.

В варианте, изображенном на фиг.5 и 6, первая и вторая антенны 51 и 52 представлены в виде, соответственно, первой и второй печатных схем 51, 52, расположенных в определенном направлении на первой и второй частях 71 и 72 электроизоляционной панели 7. Панель 7 содержит третью часть 73, посредством которой печатная схема соединяется электрически с первой и второй печатными схемами 51, 52. Третья часть 73 панели находится в другой плоскости по отношению к первой и второй частям 71 и 72 панели, причем третья часть 73 панели находится, например, в секущей плоскости относительно первой и второй 71, 72 частей панели и, например, перпендикулярно. Третья часть 73 панели находится в корпусной части 43, например, под его верхней поверхностью 430 между стойками 41 и 42.

Как показано на фиг.5 и 6, третья часть 73 панели 7 согнута относительно первой и второй частей 71, 72 панели в две, первую и вторую, утонченные зоны 74, 75 панели 7. Печатная соединительная схема находится на каждой из зон 74, 75 для обеспечения соединения печатной схемы 51, образующей антенну 51, и печатной схемы 52, образующей антенну 52, к вспомогательной схеме 9, расположенной на третьей части 73. Эти зоны 74, 75 выполнены, например, с помощью фрезерования изолирующей панели, причем изолирующая панель должна подходить для сгибания до определенной толщины.

В варианте, который не представлен, третья часть 73 панели 7 отделена от первой и второй частей 71, 72 панели 7, то есть части 71, 72 и 73 образованы тремя отдельными печатными схемами. Вспомогательная схема 9 соединяется с первой и второй печатными схемами 51, 52 посредством электрического соединителя.

Вспомогательная схема 9 также содержит на верхней поверхности третьей части 73 электронный GPS модуль 61 для синхронизации и получения временных меток, во-первых, принятых данных и, во-вторых, отправленных данных, в частности, присваивание этим данным времени приема или отправления, причем этим временем могут быть, например, часы, минуты, секунды, микросекунды. Этот GPS модуль 61 содержит свою собственную, четвертую, антенну 610 для связи с глобальной системой определения местоположения GPS с помощью спутников, причем эта антенна 610 помещается, например, на верхней поверхности 611 GPS модуля 61, которая ориентирована вертикально вверх в направлении Z, когда модуль 1 устанавливается на грунте по вертикали в направлении GRD, причем GPS антенна 610 ориентирована на верхнюю поверхность 430 корпусной части 43.

В варианте осуществления изобретения, изображенном на фиг.7, 8 и 9, кожух 40 содержит на своей наружной поверхности по меньшей мере одну часть 413, 423 для присоединения соответствующей части 123 кабельного соединителя 100. Соединитель 100 может быть подвижно укреплен на крепежном элементе 413 или 423. Кабельный соединитель 100 содержит третью антенну (не показана), прикрепленную к кабелю 102 с помощью части 123. Соединитель 100 содержит вторую корпусную часть 103, присоединенную к кабелю 102, к соединительной части 123 и к части 101, содержащей третью антенну, электрически соединенную с кабелем с помощью соединительных средств, находящихся в корпусной части 103. Кабель 102 является, например, коаксиальным кабелем. Третья антенна, помещенная внутри части 101, является, например, антенной в виде симметричного вибратора.

По меньшей мере одна из стоек первая или вторая 41, 42, например изображенные на фиг.7 две стойки 41, 42, содержит над корпусной частью 43 изолирующую опорную поверхность 414, 424, чтобы установить изолирующую часть 101, помещающуюся на кабельном соединителе 100. Изолирующая опорная поверхность 414, 424 служит как механический ограничитель для изолирующей части 101 соединителя 100 и как дистанционирующее устройство, когда соответствующая часть 123 соединителя 100 закреплена на соединительной части 413, 423, помещенной на кожухе 40, чтобы сохранять заданное расстояние при электромагнитном взаимодействии между первой и/или второй антенной 51, 52 указанной стойки и третьей антенной для обмена данными между ними. Изолирующая опорная поверхность 414, 424 выполнена из материала, позволяющего пропускать электромагнитные сигналы от антенн. Изолирующая часть 101 выполнена из материала, позволяющего пропускать электромагнитные сигналы от антенн.

Крепежные элементы 413, 423, помещаемые на кожухе 40, содержат на своей наружной поверхности по меньшей мере один из следующих элементов: выемку, выступ, ребро 413, 423. В примере, показанном на чертежах, соединительная часть 413, 423 образована ребром 413, 423.

В варианте осуществления изобретения, как, например, показано на фиг.3, 4 и 9, крепежный элемент 413, 423 расположен на нижней части 411, 421 стоек 41, 42. На этих чертежах ребро 413, 423 доходит до верхней поверхности 430 корпусной части 43.

В другом варианте, как, например, показано на фиг.1, 7 и 8, крепежный элемент 413, 423 расположен на корпусной части 43 на боковой стороне 431 корпусной части, находящейся на расстоянии от верхней поверхности 430, соединенной со стойками 41, 42.

В ранее представленных вариантах осуществления изобретения первая стойка 41 расположена слева и вторая стойка 42 расположена справа относительно направления GRD (земли). Опорная поверхность 414 помещается на левой стороне первой стойки 41 и обращена наружу по отношению к другой стойке 42. Опорная поверхность 424 помещается на правой стороне второй стойки 42 и обращена наружу по отношению к другой стойке 41. Имеются один первый крепежный элемент 413, расположенный спереди по отношению к стойке 41, и другой первый крепежный элемент 413, расположенный сзади по отношению к стойке 41. Имеются также один второй крепежный элемент 423, расположенный спереди, по отношению к стойке 42, и другой второй крепежный элемент 423, расположенный сзади по отношению к стойке 42. Переднее и заднее направления рассматриваются в направлении оси X, перпендикулярном направлению GRD, и поперек направления оси Y, проходящей между стойками 41, 42. Можно поместить кабельный соединитель 100 на каждую стойку 41 и 42. Корпусная часть 103 соединителя 100 также снабжена второй ручкой 104, расположенной на стороне, удаленной от поверхности 424 и напротив стороны 1010 части 101, вплотную прилегающей к поверхности 424, таким образом, чтобы дать возможность одновременно ввести в плотный контакт друг с другом части 123 и 423 или 413 и поддерживать часть 101 вплотную с поверхностью 424 или 414.

Часть 123 кабельного соединителя 100 имеет, например, форму зажима, который сжимает соответственно переднюю часть ребра 423 и заднюю часть ребра 423 передней частью 123 и еще задней частью 123. Часть 123 соединителя 100 имеет, например, форму, стыкующуюся с частью 423, содержащей, например, стыковочную выемку 1230 (фиг.7) на ребре 423. Ребро 423 и выемка 1230 расширяются к нижней части, например, сверху донизу, для того чтобы соединитель 100 сдвигался по ребру 423 сверху вниз. Конечно, ребро 423 могло бы быть выемкой, и часть 123 могла бы иметь ребро 1230. Конечно, соединитель, подобный кабельному соединителю 100, мог бы укрепляться на другом крепежном элементе 413.

Часть 123 соединителя 100 могла бы, естественно, закрепляться на другом крепежном элементе 413.

На фиг.8 изображено устройство 200 кабельного соединения между двумя модулями 1а и 1b сбора данных, подобными вышеописанному модулю 1. Соединительное устройство 200 содержит кабель 102, имеющий на первом конце 201 первый соединитель 100a, соединенный с кабелем 102, и на втором конце 202 второй соединитель 100b, соединенный с кабелем 102. Далее буква «а» прибавляется к ссылочным обозначениям соединителя 100 и модуля 1, описанных выше, для соединителя 100a и модуля 1а, и буква «b» прибавляется к ссылочным обозначениям соединителя 100 и модуля 1, описанных выше, для соединителя 100b и модуля 1b. Соединители 100a и 100b аналогичны соединителю 100, описанному выше, и прикреплены соединительными частями 123а, 123b соответственно к частям 423а, 423b, чтобы установить части 101а, 101b вплотную с поверхностями 424а и 414b соответственно. Конечно, модуль 1а может быть любым из вышеописанных примеров выполнения модуля 1, и модуль 1b может быть любым из вышеописанных примеров выполнения модуля 1, при этом модуль 1а может являться другим вариантом выполнения по отношению к модулю 1b.

Таким образом, пользователь имеет возможность устанавливать кабель 102 подвижным образом на модуль 1 без прямого контакта с концами кабеля, чтобы посылать на модуль 1b с модулем 1а в собранном состоянии данные, распространяемые антенной 52а стойки 42а модуля 1а, которые затем будут передаваться беспроводным способом на антенну части 101а соединителя 101а и оттуда через кабель 102 к антенне части 100b, затем к антенне 51b стойки 41b модуля 1b. Таким образом, соединитель 100 устраняет необходимость прикрепления наконечников кабеля 102 к модулю 1, причем функция наконечников кабеля 102 передавать электрические сигналы отделена от функции механического соединения, обеспечиваемой частью 123 соединителя 100, тем самым избегая износа кабеля вследствие того факта, что усилия, приложенные к соединительной части 123, не передаются на кабель 102 как во время установки на модуле 1, так и в любых ситуациях при транспортировке и хранении кабеля 102.

В иллюстрируемом варианте во избежание проблем с ручкой 44 и антеннами 51, 52 модуль 1 сбора данных содержит бесконтактный элемент зарядки аккумуляторной батареи, который помещается в корпусной части 432 кожуха 40. Блок питания модуля 1 может помещаться в основную часть 2, например, в корпусную часть 43, как, например, показано на фиг.1, или, например, в нижней части 3, как изображено на фиг.3, или, как вариант, может устанавливаться вне основной части 2. Батарея соединена с помощью средств электрического соединения со схемой 6 передачи данных, с сейсмическим датчиком и электронными частями модуля 1 с целью подачи к ним электроэнергии. Бесконтактный элемент зарядки батареи является, например, магнитоиндукционным элементом. Часть 432 корпусной части 43, содержащая бесконтактный зарядный элемент, является, например, магнитоиндукционной. Часть 432 корпусной части 43, заключающая в себе бесконтактный зарядный элемент, содержит, например, элемент 4320 для механического соединения с внешним зарядным устройством с целью установки с возможностью съема внешнего зарядного устройства на этот элемент 4320 механического соединения. Когда внешнее зарядное устройство установлено на элементе 4320 механического соединения, то внешнее зарядное устройство бесконтактным способом генерирует зарядный ток в зарядном элементе, расположенном в части 432, посредством магнитной индукции. Часть 432 удалена от стоек 41 и 42 так, чтобы не помешать установке подвижным образом кабельного соединителя 100, и располагается, например, на боковой стенке 433, но не на стенке 431, на которой помещены соединительные элементы 413 и 423, например, на правой или на левой стороне корпусной части 43 на плоскости, соединяющей стойки, находящиеся во фронтальной плоскости.

Из вышесказанного следует, что возможны другая стойка или другие стойки, использующиеся без антенны. С одной стороны, на самом деле, это может быть стойка, которая содержит антенну, или имеет выемку или выступ и т.п. для антенны, с другой стороны.

1. Модуль сбора данных, содержащий по меньшей мере две антенны, первую и вторую антенны (51, 52), для передачи данных, ручку (44) и основную часть (2), содержащую цепь (6) связи по меньшей мере для передачи данных посредством по меньшей мере одной из указанных первой и второй антенн (51, 52), устройство ввода для ввода указанных данных в цепь (6) связи, содержащее входной интерфейс (8) для ввода сейсмических измерений, причем входной интерфейс (8) выполнен с возможностью соединения по меньшей мере с одним сейсмическим датчиком, предоставляющим сейсмические измерения по меньшей мере одного сейсмического параметра, при этом указанная основная часть (2) содержит жесткий верхний кожух (40), содержащий по меньшей мере первую и вторую стойки (41, 42) для защиты соответственно первой и второй антенн (51, 52), причем первая и вторая антенны (51, 52) размещены внутри первой и второй стойки (41, 42) соответственно; первая стойка (41) содержит первую нижнюю часть (411), прикрепленную к корпусной части (43) жесткого верхнего кожуха (40), и первую верхнюю часть (412); а вторая стойка (42) содержит вторую нижнюю часть (421), соединенную с корпусной частью (43) жесткого верхнего кожуха (40), и вторую верхнюю часть (422); и ручку (44), прикрепленную к первой верхней части и/или второй верхней части (412, 422) стоек (41, 42), причем ручка не соединена с первой и второй антеннами (51, 52).

2. Модуль по п.1, в котором первая и вторая стойки (41, 42) выполнены за одно целое с ручкой (44) и указанной корпусной частью (43).

3. Модуль по п.1 или 2, в котором указанные данные являются данными, содержащими: сейсмические данные, соответствующие указанным сейсмическим измерениям; данные контроля качества; данные глобальной системы определения местоположения; данные временных меток GPS.

4. Модуль по п.1 или 2, в котором ручка (44) соединена с первой и второй верхними частями (412, 422) стоек (41, 42).

5. Модуль по п.1 или 2, в котором по меньшей мере одна нижняя часть (411, 421) расширяется в направлении от верхней части (412, 422) к корпусной части (43).

6. Модуль по п.1 или 2, в котором по меньшей мере одна нижняя часть (411, 421) по меньшей мере одной из стоек (41, 42) содержит наклонную пластину (4110, 4210), обращенную к другой стойке (41, 42).

7. Модуль по п.1 или 2, в котором стойки (41, 42) между нижней частью (411, 421) и верхней частью (412, 422) являются вытянутыми в определенном направлении, первая и вторая антенны (51, 52) выполнены в виде соответственно первой и второй печатных схем, проходящих в указанном определенном направлении и расположенных на первой и второй частях (71, 72) электроизолирующей пластины (7), при этом пластина содержит третью часть (73) с третьей печатной схемой, причем третья часть (73) расположена в другой плоскости относительно первой и второй частей (71, 72) пластины, а третья печатная схема электрически соединена с первой и второй печатными схемами (51, 52).

8. Модуль по п.7, в котором третья часть (73) пластины (7) согнута относительно первой и второй частей (71, 72) пластины (7) на двух, первом и втором, утонченных участках (74, 75) пластины (7), при этом третья печатная схема электрически соединена с первой и второй печатными схемами (51, 52) с помощью печатной схемы на первом и втором утонченных участках (74, 75).

9. Модуль по п.7, в котором третья часть (73) пластины (7) отделена от первой и второй частей (71, 72) пластины (7), при этом третья печатная схема электрически соединена с первой и второй печатными схемами (51, 52) с помощью по меньшей мере одного электрического соединителя.

10. Модуль по п.1 или 2, в котором указанная основная часть (2) содержит нижний заостренный конец (310) для установки в грунт.

11. Модуль по п.1 или 2, в котором указанная основная часть (2) содержит основание (32) для установки в определенное место на земле.

12. Модуль по п.1 или 2, в котором по меньшей мере одна из нижних частей (411, 421) служит в качестве элемента жесткости для соответствующих стоек (41, 42).

13. Модуль по п.1 или 2, в котором жесткий верхний кожух (40) содержит на наружной поверхности по меньшей мере один крепежный элемент (413, 423) для прикрепления соответствующей части (123) кабельного соединителя (100); по меньшей мере одна из первой и второй стоек (41, 42) содержит над корпусной частью (43) опорную плоскость (414, 424), которая является изолирующей, выполнена из материала, позволяющего пропускать электромагнитные сигналы от антенн, и служит в качестве опоры изолирующей части (101) кабельного соединителя (100), содержащего третью антенну, прикрепленную к кабелю (102), прочно связанному с соединителем (100), причем опорная плоскость (414, 424) выполняет функцию механического ограничителя для изолирующей части (101) соединителя (100) и функцию дистанционной прокладки, когда соответствующая часть (123) соединителя (100) укреплена на указанном крепежном элементе, расположенном на жестком верхнем кожухе (40), для поддержания заданного расстояния при электромагнитном взаимодействии между первой и/или второй антенной (51, 52) указанной стойки и третьей антенной для обеспечения передачи данных между ними.

14. Модуль по п.13, в котором крепежный элемент (413, 423), расположенный на жестком верхнем кожухе (40), содержит на наружной поверхности выемку, и/или выступ, и/или ребро (413, 423).

15. Модуль по п.13, в котором крепежный элемент (413, 423) расположен на нижней части (411, 421) стоек (41, 42).

16. Модуль по п.13, в котором крепежный элемент (413, 423) расположен на боковой стенке (431) корпусной части (43), находящейся на расстоянии от верхней поверхности (430) корпусной части, соединенной со стойками (41, 42).

17. Модуль по п.13, в котором, при расположении первой стойки (41) слева, а второй стойки (42) справа, опорная плоскость (423, 424) расположена с левой стороны первой стойки (41) или с правой стороны второй стойки (42) так, чтобы она была обращена наружу относительно другой из указанных стоек (41, 42); первый указанный крепежный элемент (413, 423) расположен спереди относительно стоек (41, 42), а второй указанный отдельный крепежный элемент (413, 423) расположен сзади относительно стоек(41, 42).

18. Модуль по п.1 или 2, в котором корпусная часть (43) жесткого верхнего кожуха (40) содержит часть (432), которая отдалена от ручки (44), от первой и второй антенн (51, 52) и содержит бесконтактный зарядный элемент.

19. Кабельный соединитель для закрепления на модуле сбора данных по любому из пп.1-18, содержащий крепежный элемент (123) по меньшей мере на другом соответствующем крепежном элементе (413, 423), расположенном на жестком верхнем кожухе (40) модуля (1) сбора данных, причем соединитель (100) содержит изолирующую часть (101), заключающую в себя третью антенну, прикрепленную к кабелю (102), прочно связанному с крепежным элементом (123) соединителя, причем изолирующая часть (101) изготовлена из материала, способного пропускать электромагнитные сигналы от антенн, и служит механическим ограничителем для изолирующей опорной плоскости (414, 424) по меньшей мере одной из стоек (41, 42), когда крепежный элемент (123), расположенный на соединителе (100), крепится на другом крепежном элементе (413, 423), находящемся на жестком верхнем кожухе (40), для поддержания заданного расстояния при электромагнитном взаимодействии между первой и/или второй антенной (51, 52) указанной стойки и третьей антенной для передачи данных между ними.