近日，中國(guó)石化科技部對(duì)石油物探技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱物探院）主導(dǎo)完成的“智能節(jié)點(diǎn)采集系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用”成果進(jìn)行了鑒定，認(rèn)為該成果有效解決了當(dāng)前地震全節(jié)點(diǎn)采集生產(chǎn)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸難題，填補(bǔ)了油氣勘探野外施工無(wú)控盲采的技術(shù)空白，推動(dòng)了新一代無(wú)線通信技術(shù)在地震采集行業(yè)中的發(fā)展，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

近年來(lái)，隨著高密度地震勘探的實(shí)施，現(xiàn)有全節(jié)點(diǎn)采集時(shí)缺少實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和質(zhì)控手段的問(wèn)題越來(lái)越突出，而傳統(tǒng)有線數(shù)字地震儀的關(guān)鍵技術(shù)一直掌握在國(guó)外廠商手中。為實(shí)現(xiàn)技術(shù)自主可控，物探院歷經(jīng)千辛萬(wàn)苦，終于啃下了這塊“硬骨頭”。

滿足野外應(yīng)用需求

實(shí)現(xiàn)全節(jié)點(diǎn)采集、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及作業(yè)質(zhì)控，第一個(gè)要跨越的“山頭”就是研制布設(shè)于地面的一道道智能節(jié)點(diǎn)地震儀。為推進(jìn)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，物探院迅速成立研發(fā)團(tuán)隊(duì)，第一時(shí)間奔赴山東濟(jì)南商河勘探現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研。

時(shí)值隆冬，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在雪地中布點(diǎn)測(cè)試，圍繞儀器埋深、極端天氣下使用條件、便捷回收和充電等問(wèn)題展開(kāi)“頭腦風(fēng)暴”，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整與改版，最終完成了智能節(jié)點(diǎn)儀的工業(yè)設(shè)計(jì)及原型樣機(jī)開(kāi)發(fā)?！霸跇訖C(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們進(jìn)行了多次高低溫、耐腐蝕性、電磁干擾等滾動(dòng)測(cè)試。”物探院軟件所技術(shù)研發(fā)室負(fù)責(zé)人洪承煜說(shuō)，“只有充分做好前期的場(chǎng)內(nèi)測(cè)試，才能保證野外應(yīng)用滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。”

節(jié)點(diǎn)儀的埋置地點(diǎn)多在沙漠、戈壁等地，地質(zhì)條件復(fù)雜，常遇到高溫、積水、腐蝕等問(wèn)題。研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對(duì)不同地質(zhì)環(huán)境的施工需求，在研發(fā)自主定制通信協(xié)議技術(shù)、地震采集精確時(shí)間同步技術(shù)、智能節(jié)點(diǎn)低功耗控制技術(shù)基礎(chǔ)上，成功研制出防塵、防摔、耐腐蝕、耐寒、耐高溫、散熱性好的第一代Smart Point 5G智能節(jié)點(diǎn)地震儀。

數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)傳輸

有了設(shè)備還不夠，5G節(jié)點(diǎn)儀采集到的數(shù)據(jù)要完成實(shí)時(shí)傳輸還需要一套完備的系統(tǒng)來(lái)支撐。研發(fā)團(tuán)隊(duì)“趁熱打鐵”，研發(fā)出基于5G的智能節(jié)點(diǎn)地震采集系統(tǒng)，不僅能有效降低成本，而且在提高施工效率、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)回收及質(zhì)量控制等方面具有突出優(yōu)勢(shì)。

該系統(tǒng)由5G核心網(wǎng)絡(luò)、智能化軟件系統(tǒng)、野外營(yíng)地、人機(jī)施工系統(tǒng)、5G節(jié)點(diǎn)儀和云端平臺(tái)構(gòu)成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)儀中都裝備了5G模組用于通信和數(shù)據(jù)傳輸。“打個(gè)比方，5G節(jié)點(diǎn)采集系統(tǒng)就像是‘核心網(wǎng)’，各個(gè)節(jié)點(diǎn)儀是插進(jìn)地里的一部部‘手機(jī)’，云端平臺(tái)則充當(dāng)‘基站’，可以經(jīng)由它們實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)采集系統(tǒng)和大地之間的‘通話’，實(shí)時(shí)精準(zhǔn)地傳回地震采集數(shù)據(jù)?！蔽锾皆很浖L(zhǎng)宋志翔介紹，“應(yīng)用該系統(tǒng)，我們就有了油氣勘探的‘千里眼’，可以遠(yuǎn)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行質(zhì)量控制，有助于高效采集數(shù)據(jù)?！?/p>

為了讓5G節(jié)點(diǎn)儀能有更好的網(wǎng)絡(luò)通路，物探院還形成了面向節(jié)點(diǎn)采集系統(tǒng)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研制出了野外5G組網(wǎng)技術(shù)與裝備，打通了基于5G通信的控制流程和數(shù)據(jù)通路。“我們定制開(kāi)發(fā)的5G通信設(shè)備具備小型化、可移動(dòng)、低功耗等優(yōu)勢(shì)，非常適用野外作業(yè)場(chǎng)景，而且研發(fā)的野外組網(wǎng)技術(shù)方法和專業(yè)軟件，也能良好支持5G通信基站部署地理位置設(shè)計(jì)?！蔽锾皆很浖?G組網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)人林慶富說(shuō)。

5G技術(shù)迭代升級(jí)

在多次的實(shí)踐應(yīng)用中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)5G節(jié)點(diǎn)儀還存在有纜監(jiān)控成本高、部分復(fù)雜區(qū)域布設(shè)困難等問(wèn)題。為更好地完成地震數(shù)據(jù)采集任務(wù)，他們研制出整體性能更佳的第二代產(chǎn)品，形成了面向采集生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的稀疏觀測(cè)排列測(cè)網(wǎng)監(jiān)控、全節(jié)點(diǎn)采集實(shí)時(shí)質(zhì)控技術(shù)，以及實(shí)用化的增量式質(zhì)控、有纜監(jiān)測(cè)線替代和環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)等多項(xiàng)特色方法與流程，實(shí)現(xiàn)了地震采集過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，滿足了中心機(jī)儀器指揮系統(tǒng)“即放即所得”的應(yīng)用需求，使全節(jié)點(diǎn)采集技術(shù)邁向?qū)崟r(shí)可控、實(shí)時(shí)可視、實(shí)時(shí)可評(píng)階段。

截至今年5月，第二代5G節(jié)點(diǎn)儀已完成了1.5萬(wàn)道生產(chǎn)，7個(gè)月內(nèi)在野外完成了6個(gè)以上項(xiàng)目的實(shí)時(shí)質(zhì)控試驗(yàn)，與之前的采集流程相比，在特定探區(qū)獲得完整數(shù)據(jù)所需的質(zhì)控時(shí)間縮短了3~4周。

“5G節(jié)點(diǎn)采集系統(tǒng)還有很大的發(fā)展空間。相信在不久的將來(lái)，它有望在野外采集作業(yè)中實(shí)現(xiàn)全流程應(yīng)用，帶來(lái)地震采集施工方式的變革，加快地震采集行業(yè)數(shù)智化進(jìn)程，助力油氣勘探實(shí)現(xiàn)降本增效。”物探院軟件所黨支部書記袁暉說(shuō)。截至目前，5G節(jié)點(diǎn)儀先后在南方山地、東部平原、東北極寒地區(qū)等20個(gè)工區(qū)推廣應(yīng)用，得到了業(yè)界高度認(rèn)可。