[实用新型]一种用于井下多节点采集系统时间同步的补偿装置

说明书

本实用新型涉及一种用于井下多节点采集系统时间同步的补偿装置。所述井下多节点采集系统由地面系统和井中系统构成，补偿装置设置在井中系统的采集短节中，主要由晶振计数模块、延时设定模块和脉冲补偿模块构成。本实用新型在地面端设置延时测量模块，有效避免了晶振在井下高温环境中的漂移所引起的累计误差；利用GPS模块产生的PPS秒脉冲信号实现井下地震仪器的同步采集，使用本实用新型提出的补偿装置，能将电缆延时产生的同步误差从微秒级提升到纳秒级；不限制采集节点的数量，能对所有采集节点的延时做出精确测量及补偿。

技术领域

本实用新型属于测井技术领域，涉及一种地球物理勘探中的地震数据采集系统，尤其涉及一种高温井下多节点地震信号采集系统的同步误差精确测量和补偿装置。

背景技术

在地球物理勘探领域中，采用井地联合监测的方法进行微地震定位时，需要保证定位的精度，要求井中设备和地面设备的采集时间严格同步。地面监测仪器可利用GPS授时来保证不同采集节点的采集时间一致，而井中仪器同地面设备由几千米的测井电缆相连接，信号经过电缆传输的过程会有延时产生，导致井中仪器和地面仪器的采集时间产生误差。

US6002339公开了一种地震勘探系统采集地震信号的时间同步方法。但此实用新型是针对陆地上的勘探系统，且采用无线通信的形式，同步过程比较复杂。

US20100198561AI公开了一种节点采集地震信号的同步方法。但该方法为了达到同步采集的目的，需要在各个节点中设置专门的存储器去存储地震数据，同步协议复杂，且同步精度不高。

CN102508297A公开了一种多节点同步采集时间误差的精确测量和校正方法及装置。此专利用于海底拖缆地震勘探系统中，但需要在每一个节点内置一个高精度时钟。而晶振在井下高温环境中易产生累积误差，导致时钟计时不准确。

CN106499389A公开了一种井间电磁测井仪收发时钟同步系统及方法，此专利虽然实现了一定程度的时间同步，但是同步精度不高，且额外需要标准时钟及驱动模块，实现方法复杂。

此外，针对采集链路，还能利用锁相环和IEEE1588协议来同步不同采集节点间的时钟。但是，锁相环适用于传输距离较短的环境，并不适用于长电缆的数据传输。而IEEE1588协议需要基于网络通讯协议，会浪费数据传输的有限带宽。

综上，上述方法应用在井中仪器时都存在着一定的制约，难以满足井中设备和地面设备间采集时间的严格同步，因此需要做出一些针对性的设计和补偿。

发明内容

本实用新型的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于井下多节点采集系统时间同步的补偿装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于井下多节点采集系统时间同步的补偿装置，所述井下多节点采集系统由地面系统和井中系统构成，其特征在于：所述补偿装置设置在井中系统的采集短节中，主要由晶振计数模块、延时设定模块和脉冲补偿模块构成；

所述晶振计数模块经延时设定模块与脉冲补偿模块连接，高温晶振分别与晶振计数模块和脉冲补偿模块连接；所述晶振计数模块通过计数器以地面系统中GPS模块产生的PPS秒脉冲为门控信号对晶振脉冲进行计数，并将计数值传送至延时设定模块；延时设定模块根据晶振计数模块测量的计数值，判定延时补偿的方向及脉冲数量，将补偿值传送至脉冲补偿模块；脉冲补偿模块接收延时设定模块传送的设定值，并对模块进行使能，当有新的PPS秒脉冲到达后，开始根据设定值进行计数，计数完成后发出同步脉冲使能AD开始采集。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、将延时测量模块设置在地面系统中，有效避免了晶振在井下高温环境中的漂移所引起的累计误差；