BR112016000304B1

BR112016000304B1 - SYSTEM AND METHOD

Info

Publication number: BR112016000304B1
Application number: BR112016000304-7A
Authority: BR
Inventors: Nicolas A. Rogozinki; Henry E. Rogers; Nicholas Frederick Budler
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2021-12-07

Abstract

SISTEMA E MÉTODO. A presente divulgação está relacionada às ferramentas para manutenção de poço utilizadas na indústria de petróleo e gás e, mais particularmente, para rastreamento de controle remoto das operações de cabeça de cimentação. Um sistema da presente divulgação inclui um dispositivo de controle, um dispositivo de bordo operativamente ligado a um dispositivo mecânico de uma cabeça de cimentação, e um dispositivo de rastreamento, em que o dispositivo de controle é configurado para transmitir um indicador de comando do usuário através de (i) um primeiro sinal de comando para o dispositivo de bordo e (ii) um segundo sinal de comando para o dispositivo de rastreamento, em que o dispositivo de bordo está configurado para operar o dispositivo mecânico, em resposta ao primeiro sinal de comando e transmitir um indicador de estado da cabeça de cimentação para o dispositivo de rastreamento através de um sinal de relatório, e em que o dispositivo de rastreamento é configurado para gravar o indicador de comando do usuário e o indicador de estado.SYSTEM AND METHOD. The present disclosure relates to well maintenance tools used in the oil and gas industry and more particularly for remote control tracking of cement head operations. A system of the present disclosure includes a control device, an on-board device operatively connected to a mechanical device of a cement head, and a tracking device, wherein the control device is configured to transmit a user command indicator via of (i) a first command signal to the on-board device and (ii) a second command signal to the tracking device, wherein the on-board device is configured to operate the mechanical device, in response to the first command signal and transmitting a cement head status indicator to the tracking device via a reporting signal, and wherein the tracking device is configured to record the user command indicator and status indicator.

Description

Fundamentals of the invention

[0001] A presente divulgação está relacionada às ferramentas para manutenção de poço utilizadas na indústria de petróleo e gás e, mais particularmente, para rastreamento e controle remoto das operações de cabeça de cimentação.[0001] The present disclosure relates to well maintenance tools used in the oil and gas industry and, more particularly, for tracking and remote control of cement head operations.

[0002] Durante a completação de poços de petróleo e gás, o cimento é muitas vezes usado para solidificar um revestimento de poço dentro do poço recém perfurado. Para alcançar este objetivo, pasta de cimento é primeiro bombeada através do furo interno do tubo de revestimento e, quer a sua extremidade distal ou através de uma ou mais portas definidas no tubo de revestimento em locais predeterminados. A pasta de cimento sai do tubo de revestimento no anel formado entre o tubo de revestimento e o poço e é bombeada de volta para cima em direção à superfície no interior do anel. Uma vez que o cimento endurece, forma-se uma vedação entre o tubo de revestimento e o poço para proteger as zonas produtoras de petróleo e as zonas não produtoras de petróleo a partir de contaminação. Além disso, o cimento liga o revestimento para a formação de rocha circundante, proporcionando assim suporte e resistência para o revestimento e também prevenir explosões e proteger o revestimento contra a corrosão.[0002] During the completion of oil and gas wells, cement is often used to solidify a well casing within the newly drilled well. To achieve this objective, cement paste is first pumped through the inner bore of the casing tube and either its distal end or through one or more ports defined in the casing tube at predetermined locations. The cement slurry exits the casing tube in the ring formed between the casing tube and the well and is pumped back up towards the surface inside the ring. Once the cement hardens, a seal is formed between the casing tube and the well to protect the oil producing and non-oil producing areas from contamination. In addition, the cement bonds the cladding to the surrounding rock formation, thus providing support and strength to the cladding and also preventing explosions and protecting the cladding from corrosion.

[0003] Antes da cimentação, o poço e o tubo de revestimento são normalmente preenchidos com fluido de perfuração ou lama. Um tampão de cimento é então bombeado à frente da pasta de cimento, a fim de evitar a mistura da lama de perfuração já disposta no interior do furo do poço com a pasta de cimento. Quando o tampão de cimento atinge um colar ou ressalto de batente posicionado no interior do revestimento a um local pré-determinado, a pressão hidráulica da pasta de cimento rompe o tampão e permite que a pasta de cimento passe através do tampão e, em seguida, quer através da extremidade distal do revestimento ou as portas laterais e para dentro do anel. Subsequentemente, outro tampão de cimento é bombeado para baixo do revestimento para evitar a mistura da pasta de cimento com a lama de perfuração adicional que vai ser bombeada para dentro do revestimento seguindo a pasta de cimento. Quando o tampão de cimento superior chegar ao colar ou ressalto de batente, o bombeamento da pasta de cimento cessa.[0003] Prior to cementing, the well and casing tube are normally filled with drilling fluid or mud. A cement plug is then pumped in front of the cement slurry in order to avoid mixing the drilling mud already inside the well hole with the cement slurry. When the cement plug strikes a stop collar or shoulder positioned inside the casing at a predetermined location, hydraulic pressure from the cement slurry breaks the plug and allows the cement slurry to pass through the plug and then back out. either through the distal end of the liner or the side ports and into the ring. Subsequently, another cement plug is pumped under the casing to prevent mixing of the cement paste with the additional drilling mud that will be pumped into the casing following the cement paste. When the upper cement plug reaches the collar or stop shoulder, the cement slurry pumping stops.

[0004] Para executar as operações de cimentação acima mencionadas, uma cabeça de cimento ou cabeça de cimentação é usualmente empregada. A cabeça de cimentação está posicionada na superfície do poço e os tampões de cimentação estão mantidos dentro da cabeça de cimentação até que a operação de cimentação exige a sua implementação. Uma variedade de válvulas associadas à cabeça de cimentação são obrigadas a ser manipuladas a fim de realizar as tarefas necessárias da cabeça de cimentação. Tais válvulas são tipicamente manipuladas manualmente, o que exige pessoal da sonda para estar em estreita proximidade com a cabeça de cimentação e outros equipamentos do poço. Em alguns casos, operários de sonda devem estar amarrados e suspensos no ar, a fim de operar as válvulas. Como pode ser apreciado, isto apresenta um risco potencial para a segurança.[0004] To perform the aforementioned cementing operations, a cement head or cement head is usually employed. The cementing head is positioned on the surface of the well and the cementing plugs are kept inside the cementing head until the cementing operation requires its implementation. A variety of valves associated with the cementing head are required to be manipulated in order to perform the necessary cementing head tasks. Such valves are typically manipulated manually, which requires rig personnel to be in close proximity to the cement head and other well equipment. In some cases, rig workers must be tethered and suspended in the air in order to operate the valves. As can be appreciated, this presents a potential security risk.

Brief description of figures

[0005] As figuras seguintes são incluídas para ilustrar certos aspectos da presente divulgação e não devem ser vistas como modalidades exclusivas. A matéria divulgada é capaz de consideráveis modificações, alterações, combinações e equivalentes em forma e função, sem se distanciar do escopo desta divulgação.[0005] The following figures are included to illustrate certain aspects of the present disclosure and should not be viewed as exclusive arrangements. The disclosed matter is capable of considerable modifications, alterations, combinations and equivalents in form and function, without departing from the scope of this disclosure.

[0006] A FIG. 1A é uma vista isométrica de uma cabeça de cimentação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades;[0006] FIG. 1A is an isometric view of a cement head embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments;

[0007] A FIG. 1B é uma vista em corte transversal de uma cabeça de cimentação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades;[0007] FIG. 1B is a cross-sectional view of a cement head embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments;

[0008] A FIG. 1C é uma vista em corte transversal de uma cabeça de cimentação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades;[0008] FIG. 1C is a cross-sectional view of a cement head embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments;

[0009] A FIG. 1D é uma vista isométrica de uma cabeça de cimentação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades;[0009] FIG. 1D is an isometric view of a cement head embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments;

[0010] A FIG. 2 é uma vista de frente de uma cabeça de cimentação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades;[0010] FIG. 2 is a front view of a cement head embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments;

[0011] A FIG. 3 é uma vista lateral de uma cabeça de cimentação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades;[0011] FIG. 3 is a side view of a cement head embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments;

[0012] A FIG. 4 é uma vista isométrica de uma cabeça de cimentação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades;[0012] FIG. 4 is an isometric view of a cement head embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments;

[0013] A FIG. 5 é uma vista esquemática de um sistema de comunicação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades;[0013] FIG. 5 is a schematic view of a communication system embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments;

[0014] A FIG. 6 é um diagrama de blocos de um sistema de comunicação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades;[0014] FIG. 6 is a block diagram of a communication system embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments;

[0015] A FIG. 7 é um diagrama de blocos de um sistema de comunicação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades; e[0015] FIG. 7 is a block diagram of a communication system embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments; and

[0016] A FIG. 8 é um fluxograma que mostra as etapas executadas por componentes de um sistema de comunicação que incorpora os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades.[0016] FIG. 8 is a flowchart showing the steps performed by components of a communication system embodying the principles of the present disclosure, in accordance with one or more embodiments.

Detailed Description

[0017] A presente divulgação está relacionada às ferramentas para manutenção de poço utilizadas na indústria de petróleo e gás e, mais particularmente, para rastreamento e controle remoto de componentes de uma cabeça de cimentação.[0017] The present disclosure relates to well maintenance tools used in the oil and gas industry and, more particularly, for tracking and remote control of components of a cement head.

[0018] A presente divulgação proporciona uma capacidade para operar as válvulas de uma cabeça de cimentação remotamente. Ao reduzir ou eliminar a necessidade de pessoal de estar fisicamente presente durante a operação de uma cabeça de cimentação ou outro equipamento do poço, a exposição do tal pessoal às lesões ou danos que podem ocorrer durante a operação é reduzida ou eliminada. A presente divulgação também descreve a capacidade de detectar parâmetros de uma cabeça de cimentação ou outros equipamentos do poço durante o funcionamento. Estes parâmetros podem ser gravados remotamente para análise posterior. Os sinais podem ser recebidos a partir de tanto (1) um dispositivo de controle operado remotamente por um usuário quanto (2) um dispositivo a bordo responsivo a operação do dispositivo de controle . Estes sinais podem ser recebidos por um dispositivo de rastreamento separado remotamente tanto do dispositivo de controle remoto e quanto do dispositivo de controle a bordo. Como resultado, vários aspectos do desempenho de trabalho no que diz respeito a vários dispositivos podem ser registrados. Desempenho, parâmetros medidos, e estado relatado em várias fases de uma operação permite que um operador de poço revise e analise tais dados após a conclusão de um trabalho. Tal análise pode revelar-se vantajosa em render informações valiosas para os operadores de poço sobre as características de desempenho e otimizações necessárias. Além disso, a presente divulgação descreve as modalidades para operar válvulas de uma cabeça de cimentação a partir de uma variedade de locais remotos sem a necessidade de deslocalização de um dispositivo de rastreamento associado. Um dispositivo de controle móvel e portátil pode ser operado a partir de uma variedade de locais dentro de uma faixa de comunicação da cabeça de cimentação e o dispositivo de rastreamento.[0018] The present disclosure provides an ability to operate the valves of a cement head remotely. By reducing or eliminating the need for personnel to be physically present during the operation of a cement head or other well equipment, the exposure of such personnel to injuries or damage that may occur during operation is reduced or eliminated. The present disclosure also describes the ability to detect parameters of a cement head or other well equipment during operation. These parameters can be recorded remotely for further analysis. Signals may be received from either (1) a control device operated remotely by a user or (2) an onboard device responsive to the operation of the control device. These signals can be received by a separate tracking device remotely from both the remote control device and the onboard control device. As a result, various aspects of work performance with respect to various devices can be recorded. Performance, measured parameters, and reported status at various stages of an operation allow a well operator to review and analyze such data after a job is complete. Such analysis can prove advantageous in yielding valuable information to well operators about performance characteristics and necessary optimizations. Furthermore, the present disclosure describes modalities for operating valves of a cementing head from a variety of remote locations without the need to relocate an associated tracking device. A portable, mobile control device can be operated from a variety of locations within a communication range of the cement head and the tracking device.

[0019] Com referência à FIG. 1A, ilustrada é uma cabeça de cimentação 100 que pode incorporar um ou mais princípios da presente divulgação de acordo com uma ou mais modalidades. Embora a cabeça de cimentação 100 seja mostrada como tendo uma configuração e um projeto particulares, aqueles versados na técnica reconhecerão prontamente que outros tipos e projetos de cabeças de cimentação poderão igualmente ser usados e de outra forma empregar os princípios da presente divulgação. A cabeça de cimentação 100 é geralmente um dispositivo de múltiplas funções usado em linha com uma coluna de trabalho associada a um furo de poço em um poço de produção de fluido de hidrocarboneto. Mais geralmente, a cabeça de cimentação 100 é usada para fornecer cimento ou outros fluidos e/ou misturas de manutenção de furo de poço para um furo de poço através da coluna de trabalho à qual a cabeça de cimentação 100 é fixada. A cabeça de cimentação 100 também é capaz de distribuir dardos e/ou esferas para ativar ou iniciar alguma função de uma ferramenta ou estrutura associada com a coluna de trabalho.[0019] With reference to FIG. 1A, illustrated is a cement head 100 that may incorporate one or more principles of the present disclosure in accordance with one or more embodiments. Although the cement head 100 is shown to have a particular configuration and design, those skilled in the art will readily recognize that other types and designs of cement heads may also be used and otherwise employ the principles of the present disclosure. Cementing head 100 is generally a multipurpose device used in-line with a working string associated with a wellbore in a hydrocarbon fluid production well. More generally, the cement head 100 is used to supply cement or other wellbore maintenance fluids and/or mixtures to a wellbore through the working string to which the cement head 100 is attached. Cementing head 100 is also capable of dispensing darts and/or balls to activate or initiate some function of a tool or structure associated with the work column.

[0020] Numa modalidade da presente divulgação, a cabeça de cimentação 100 inclui um módulo de saída 102, dois módulos intermédios 104, e um módulo de entrada 106. Cada um do módulo de saída 102, dos módulos intermediários 104 e do módulo de entrada 106 tem um perfil externo substancialmente cilíndrico e cada um jaz substancialmente coaxial com um eixo central 128 que se estende geralmente ao longo do comprimento da cabeça de cimentação 100 e está geralmente localizado centralmente dentro de seções transversais da cabeça de cimentação 100 que são levadas ortogonais ao eixo central 128. Cada módulo intermédio 104 inclui uma válvula de lançamento 112 (discutido infra), enquanto que o módulo de saída 102 inclui uma porta de lançamento 114 e um indicador de lançamento 116 (cada discutido infra). A cabeça de cimentação 100 pode ainda incluir módulos de segurança 130, 134 com válvulas de segurança incorporadas 132, 136, discutidos em mais detalhe abaixo.[0020] In one embodiment of the present disclosure, the cement head 100 includes an output module 102, two intermediate modules 104, and an input module 106. Each of the output module 102, the intermediate modules 104 and the input module 106 has a substantially cylindrical outer profile and each lies substantially coaxial with a central axis 128 which extends generally along the length of the cement head 100 and is generally centrally located within cross sections of the cement head 100 which are taken orthogonal to the central axis 128. Each intermediate module 104 includes a launch valve 112 (discussed below), while the output module 102 includes a launch port 114 and launch indicator 116 (each discussed below). Cementing head 100 may further include safety modules 130, 134 with built-in safety valves 132, 136, discussed in more detail below.

[0021] Com referência à FIG. 1B, uma vista em corte transversal da cabeça de cimentação 100 num estado totalmente montado é mostrado. Esta visão mostra que a cabeça de cimentação 100 inclui orifícios do fluxo de fluido primário 166 que se estendem através de cada módulo 102, 104, 106 ao longo do eixo central 128. Também é mostrado que a cabeça de cimentação 100 inclui orifícios do fluxo de fluido de desvio 168 no interior de cada módulo intermédio 104. O módulo de entrada 106 inclui um cabeçalho cônico 170 ao qual o fluido passa e a partir do qual cada um dos orifícios de fluxo de fluido primário 166 e orifícios de fluxo de fluido de desvio 168 com o qual estão em comunicação fluida, dependendo das posições operacionais das de válvulas de lançamento 112. A trajetória de fluxo de fluido de desvio 168 começa geralmente na interface entre o módulo de entrada 106 e o módulo intermédio adjacente 104, de modo que o fluido que sai do módulo de entrada 106 e que entra no módulo intermédio adjacente 104 seja capaz de passar através de ou o orifício de fluxo de fluido primário 166 ou o orifício de fluxo de fluido de desvio 168, dependendo da orientação operacional das válvulas de lançamento 112.[0021] With reference to FIG. 1B, a cross-sectional view of the cement head 100 in a fully assembled state is shown. This view shows that the cement head 100 includes primary fluid flow holes 166 that extend through each module 102, 104, 106 along the central axis 128. It is also shown that the cement head 100 includes flow holes. bypass fluid 168 within each intermediate module 104. Inlet module 106 includes a conical header 170 through which fluid passes and from which each of primary fluid flow orifices 166 and bypass fluid flow orifices 168 with which they are in fluid communication, depending on the operating positions of the launch valves 112. The bypass fluid flow path 168 generally begins at the interface between the inlet module 106 and the adjacent intermediate module 104, such that the fluid leaving the inlet module 106 and entering the adjacent intermediate module 104 is capable of passing through either the primary fluid flow port 166 or the bypass fluid flow port 168 , depending on the operational orientation of the launch valves 112.

[0022] A cabeça de cimentação 100 pode ser utilizada para realizar uma variedade de funções que são geralmente conhecidos na técnica, alguns dos quais estão aqui descritos. Geralmente, o fluxo através da cabeça de cimentação 100 seria a partir do lado esquerdo da FIG. 1B para o lado direito da FIG. 1B. Quando a cabeça de cimentação 100 está instalada numa coluna de trabalho, o módulo de entrada 106 está localizado mais alto do que o módulo de saída 102, de modo que o fluxo através da cabeça de cimentação 100 seria geralmente de cima para baixo a partir do módulo de entrada 106 para o módulo de saída 102. O fluxo através da cabeça de cimentação 100 entra, quer através da interface da coluna de trabalho superior 110 ou das portas de mistura 176, que estão acopladas hidraulicamente ao orifício de fluxo de fluido primário 166 do módulo de entrada 106, e sai através da interface da coluna de trabalho inferior 108. Além disso, a cabeça de cimentação 100 é capaz de reter e lançar dardos.[0022] The cement head 100 can be used to perform a variety of functions that are generally known in the art, some of which are described herein. Generally, flow through cement head 100 would be from the left side of FIG. 1B to the right side of FIG. 1B. When the cement head 100 is installed in a working column, the input module 106 is located higher than the output module 102, so that the flow through the cement head 100 would generally be from top to bottom from the inlet module 106 to outlet module 102. Flow through cement head 100 enters either the upper working column interface 110 or mixing ports 176, which are hydraulically coupled to primary fluid flow orifice 166 from the input module 106, and exits through the interface of the lower working column 108. Furthermore, the cementing head 100 is capable of retaining and throwing darts.

[0023] As válvulas de lançamento 112 operam em duas posições. A primeira posição é uma posição de derivação onde a válvula de lançamento impede o fluxo de fluido diretamente por meio de um orifício de fluxo de fluido primário 166, mas em vez disso, permite que o fluido flua a partir de um orifício de fluxo de fluido de desvio 168 para um orifício de fluxo principal 166 no lado a jusante da válvula de lançamento 112. A segunda posição é uma posição primária em que a válvula de lançamento 112 permite o fluxo de fluido diretamente a partir de uma posição a montante da válvula de lançamento 112 em um orifício de fluxo de fluido primário 166 para uma posição a jusante da válvula de lançamento 112 em um orifício de fluxo de fluido primário 166.[0023] Launch valves 112 operate in two positions. The first position is a bypass position where the release valve prevents fluid from flowing directly through a primary fluid flow orifice 166, but instead allows fluid to flow from a fluid flow orifice. bypass valve 168 to a main flow orifice 166 on the downstream side of the release valve 112. The second position is a primary position where the release valve 112 allows fluid flow directly from a position upstream of the release valve. launch 112 in a primary fluid flow orifice 166 to a position downstream of the launch valve 112 in a primary fluid flow orifice 166.

[0024] A primeira posição é uma posição em que um dardo, bola, ou outro membro a ser lançado é permitido passar através da válvula de lançamento 112 a partir do lado a montante da válvula de lançamento 112 para o lado a jusante da válvula de lançamento 112. As válvulas de lançamento 112 da FIG. 1B são posicionadas de modo que um dardo, bola, ou outro membro a ser lançado é livre para passar através da válvula de lançamento a jusante 112 (no lado direito da figura). Para ajudar a empurrar o dardo ou outro objeto através da válvula de lançamento a jusante 112 (no lado direito da figura), a válvula de lançamento a montante 112 está posicionada na posição de derivação, de modo que o fluido possa fluir a partir do orifício de fluxo de fluido de desvio 168 para o orifício de fluxo de fluido primário 166 localizado a montante da válvula de lançamento a jusante 112.[0024] The first position is a position in which a dart, ball, or other limb to be thrown is allowed to pass through the throw valve 112 from the upstream side of the throw valve 112 to the downstream side of the throw valve. launch 112. Launch valves 112 of FIG. 1B are positioned so that a dart, ball, or other limb to be thrown is free to pass through the downstream throwing valve 112 (on the right side of the figure). To help push the dart or other object through the downstream launch valve 112 (on the right side of the figure), the upstream launch valve 112 is positioned in the bypass position so that fluid can flow from the orifice. bypass fluid flow port 168 to primary fluid flow orifice 166 located upstream of downstream release valve 112.

[0025] Com as válvulas de lançamento 112 nestas posições, a válvula de lançamento a montante 112 poderia estar segurando um segundo dardo ou outro objeto a ser lançado. Com a válvula de lançamento a jusante 112 na primeira posição, a válvula de lançamento a montante 112 pode ser rodada a uma rotação de um quarto a partir da posição de desvio para a posição primária, permitindo assim a passagem do dardo e fluidos através dos orifícios de fluxo de fluido primário 166. A porta de lançamento 114 oferece acesso conveniente a um orifício de fluxo de fluido primário 166 para permitir a inserção de uma bola para ser descartada através do orifício de fluxo de fluido primário 166. O indicador de lançamento 116 utiliza braços de alavanca para interferir com bolas e/ou dardos que passam pelo indicador de lançamento 116, resultando numa rotação de uma porção de indicador do indicador de lançamento 116 para indicar se um dardo, bola ou outro objeto tenha passado pelo indicador de lançamento 116. Nesta modalidade, nenhuma parte das válvulas de lançamento 112 estendem-se radialmente para além das seções de diâmetro completas 134, reduzindo assim a possibilidade de, inadvertidamente, quebrar porções das válvulas de lançamento 112.[0025] With the launch valves 112 in these positions, the upstream launch valve 112 could be holding a second dart or other object to be launched. With the downstream launch valve 112 in the first position, the upstream launch valve 112 can be rotated at a quarter turn from the bypass position to the primary position, thereby allowing dart and fluids to pass through the holes. primary fluid flow port 166. Launch port 114 provides convenient access to a primary fluid flow orifice 166 to allow insertion of a ball to be dropped through primary fluid flow orifice 166. Launch indicator 116 utilizes lever arms to interfere with balls and/or darts passing the throw indicator 116, resulting in a rotation of an indicator portion of the throw indicator 116 to indicate whether a dart, ball or other object has passed the throw indicator 116. In this embodiment, no part of the launch valves 112 extends radially beyond the full diameter sections 134, thus reducing the possibility that, i. inadvertently breaking off portions of the launch valves 112.

[0026] Embora não seja mostrado nesta modalidade, as modalidades alternativas de uma cabeça de cimentação podem integrar uma válvula de segurança (ou seja, uma válvula de esfera com um orifício de diâmetro completo interno, por vezes referida como uma válvula de Texas Iron Works ou TIW) em um ou mais dos módulos de entrada 106, módulos intermédios 104, e/ou módulo de saída 102.[0026] While not shown in this embodiment, alternative embodiments of a cementing head may integrate a safety valve (i.e. a ball valve with a full bore bore, sometimes referred to as a Texas Iron Works valve or TIW) on one or more of the input modules 106, intermediate modules 104, and/or output modules 102.

[0027] Uma modalidade de uma cabeça de cimentação incluindo válvulas de segurança é mostrada na FIG. 1C. A cabeça de cimentação 100 pode ainda incluir módulos de segurança 130, 134. Mais particularmente, um módulo de segurança inferior 130 está ligado ao módulo de saída 102, enquanto que um módulo de segurança superior 134 está ligado ao módulo de entrada 106 ou a interface da coluna de trabalho superior 110. Os módulos de segurança 130, 134 estão também ligados à coluna de trabalho ou outras ferramentas e permitem seletivamente uma ligação de fluido entre os módulos de segurança 130, 134. Especificamente, cada módulo de segurança 130, 134 inclui uma válvula de segurança 132, 136, respectivamente, que funciona para restringir seletivamente o fluxo de fluido através dos módulos de segurança 130, 134.[0027] An embodiment of a cementing head including safety valves is shown in FIG. 1C. Cementing head 100 may further include security modules 130, 134. More particularly, a lower security module 130 is connected to the output module 102, while an upper security module 134 is connected to the input module 106 or the interface. of the upper working column 110. Safety modules 130, 134 are also connected to the working column or other tools and selectively allow a fluid connection between safety modules 130, 134. Specifically, each safety module 130, 134 includes a safety valve 132, 136, respectively, which functions to selectively restrict fluid flow through safety modules 130, 134.

[0028] Com referência à FIG. 1D, a cabeça de cimentação 100 pode também incluir uma linha de controle interno 162, que se estende pelo menos através de módulos intermediários adjacentes 104. Nesta modalidade, a linha de controle interno 162 é bem adequada para a comunicação de pressão de comando pneumático / sinais para as válvulas de lançamento, tais como as válvulas de lançamento 112 das FIGS. 1A e 1B, permitindo assim o controle remoto das válvulas de lançamento 112. Enquanto que apenas uma linha de controle interno 162 está mostrada, deve ser entendido que em modalidades alternativas, as linhas de controle adicionais podem ser usadas para controlar as válvulas de lançamento adicionais, com pelo menos uma linha de controle interno sendo associada ao controle de cada válvula de lançamento. Ao colocar a linha de controle interno 162 dentro da cabeça de cimentação 100 em vez de externo para os módulos, as chances de danos inadvertidos à linha de controle interno 162 é minimizada. Também mostrado na FIG. 1D são o orifício de fluxo de fluido primário 166 e o orifício de fluxo de fluido de desvio 168.[0028] With reference to FIG. 1D, the cement head 100 may also include an internal control line 162, which extends at least through adjacent intermediate modules 104. In this embodiment, the internal control line 162 is well suited for communicating pneumatic command pressure/ signals for launch valves, such as launch valves 112 of FIGS. 1A and 1B, thus allowing remote control of launch valves 112. While only one internal control line 162 is shown, it should be understood that in alternative embodiments, additional control lines may be used to control additional launch valves. , with at least one internal control line being associated with the control of each launch valve. By placing the internal control line 162 inside the cement head 100 rather than external to the modules, the chances of inadvertent damage to the internal control line 162 is minimized. Also shown in FIG. 1D are the primary fluid flow port 166 and the bypass fluid flow port 168.

[0029] A FIG. 2 mostra uma vista frontal da cabeça de cimentação 100 num estado completamente montado. A FIG. 3 mostra uma vista lateral da cabeça de cimentação 100 num estado totalmente montado, incluindo chaves 190 fornecidas para atuação manual ou mecânica de cada válvula de lançamento 112, a válvula de segurança inferior 132, a válvula de segurança superior 136, e a mistura de válvulas 178. A operação manual de tais válvulas requer a presença de pessoal da sonda para atuar ou controlar uma ou mais destas válvulas. Um aspecto da presente divulgação proporciona uma capacidade para operar as válvulas da cabeça de cimentação 100 remotamente.[0029] FIG. 2 shows a front view of the cement head 100 in a fully assembled state. FIG. 3 shows a side view of the cement head 100 in a fully assembled state, including keys 190 provided for manual or mechanical actuation of each launch valve 112, the lower safety valve 132, the upper safety valve 136, and the valve mixture. 178. Manual operation of such valves requires the presence of rig personnel to actuate or control one or more of these valves. One aspect of the present disclosure provides an ability to operate cement head valves 100 remotely.

[0030] Com referência à FIG. 4, uma vista isométrica da cabeça de cimentação 100 num estado totalmente montado é mostrado. Vários dispositivos de bordo 200 (referidos como dispositivos 200a, 200b, 200c, 200d, 200e e 200f) estão mostrados como sendo ligados à cabeça de cimentação 100. Um ou mais dispositivos de bordo 200a-f estão operativamente ligados a um ou mais dispositivos mecânicos da cabeça de cimentação 100. Os dispositivos mecânicos podem incluir válvulas, alavancas, êmbolos e semelhantes. Um primeiro dispositivo de bordo 200a pode ser operacionalmente ligado à válvula de segurança superior 136 do módulo de segurança superior 134. Um segundo dispositivo de bordo 200b pode ser operacionalmente ligado a uma porta de mistura 176 do módulo de entrada 106. Dispositivos de bordo adicionais (não mostrados) podem ser proporcionados com uma ou mais das outras portas de mistura 176 mostradas na FIG. 4. Um terceiro dispositivo de bordo 200c pode ser operacionalmente ligado à primeira válvula de lançamento 112 do primeiro módulo intermédio 104. Do mesmo modo, um quarto dispositivo de bordo 200d pode ser operacionalmente ligado à segunda válvula de lançamento 112 do segundo módulo intermédio 104. Um quinto dispositivo de bordo 200e pode ser operacionalmente ligado à porta de lançamento 114 do módulo de saída 102. Um sexto dispositivo de bordo 200f pode ser operacionalmente ligado à válvula de segurança inferior 132 do módulo de segurança inferior 130.[0030] Referring to FIG. 4, an isometric view of the cement head 100 in a fully assembled state is shown. Various on-board devices 200 (referred to as devices 200a, 200b, 200c, 200d, 200e and 200f) are shown as being connected to cement head 100. One or more on-board devices 200a-f are operatively connected to one or more mechanical devices of the cement head 100. Mechanical devices may include valves, levers, plungers and the like. A first on-board device 200a is operatively connected to the top safety valve 136 of the top safety module 134. A second on-board device 200b can be operatively connected to a mixing port 176 of the input module 106. Additional on-board devices ( not shown) may be provided with one or more of the other mixing ports 176 shown in FIG. 4. A third on-board device 200c may be operatively connected to the first launch valve 112 of the first intermediate module 104. Likewise, a fourth on-board device 200d may be operatively connected to the second launch valve 112 of the second intermediate module 104. A fifth on-board device 200e may be operatively connected to the launch port 114 of the output module 102. A sixth on-board device 200f may be operatively connected to the bottom safety valve 132 of the bottom safety module 130.

[0031] Conforme mostrado na FIG. 4, o primeiro, segundo e sexto dispositivo de bordo 200a, 200b, 200f podem cada um ser contidos em compartimentos independentes. Conforme mostrado ainda na FIG. 4, o terceiro, quarto, e quinto dispositivo de bordo 200c, 200d, e 200e podem ser contidos num único compartimento. Os compartimentos podem estar ligados a porções da cabeça de cimentação 100. Alternativamente, a totalidade ou uma porção de qualquer um dos dispositivos de bordo 200a-f pode ser integrado dentro do corpo principal da cabeça de cimentação 100.[0031] As shown in FIG. 4, the first, second and sixth on-board devices 200a, 200b, 200f can each be contained in independent compartments. As further shown in FIG. 4, the third, fourth, and fifth on-board devices 200c, 200d, and 200e may be contained in a single compartment. The housings may be connected to portions of the cement head 100. Alternatively, all or a portion of any of the on-board devices 200a-f may be integrated within the main body of the cement head 100.

[0032] Com referência à FIG. 5, com referência contínua à FIG. 4, uma vista esquemática de um sistema de comunicação 500 está mostrada. Será apreciado que os itens representados na FIG. 5 não são necessariamente mostrados em escala. O sistema de comunicação 500 pode incluir a cabeça de cimentação 100, um dispositivo de controle 300, e um dispositivo de rastreamento 400. O dispositivo de controle 300 pode ser operado por um usuário, como um operador de poço ou operário de sonda. Uma ou mais entradas 314 são proporcionadas no dispositivo de controle 300 para a operação por parte do usuário, com cada uma das entradas 314 com uma função associada. Por exemplo, uma das entradas 314 pode ser associada a uma operação específica de um determinado dispositivo de bordo 200a-f; por exemplo, abrir, parcialmente abrir, fechar, parcialmente fechar, ativar, desativar, etc. Várias operações e modos dos dispositivos mecânicos (por exemplo, válvulas) da cabeça de cimentação 100 são aqui divulgados.[0032] With reference to FIG. 5, with continued reference to FIG. 4, a schematic view of a communication system 500 is shown. It will be appreciated that the items depicted in FIG. 5 are not necessarily shown to scale. Communication system 500 may include cement head 100, control device 300, and tracking device 400. Control device 300 may be operated by a user, such as a well operator or rig worker. One or more inputs 314 are provided on control device 300 for operation by the user, with each of inputs 314 having an associated function. For example, one of the inputs 314 may be associated with a specific operation of a particular on-board device 200a-f; e.g. open, partially open, close, partially close, activate, deactivate, etc. Various operations and modes of the mechanical devices (e.g., valves) of the cement head 100 are disclosed herein.

[0033] O dispositivo de controle 300 inclui ainda um ou mais monitores 312 para fornecer informações ao usuário. O monitor 312 pode ser associado ao estado atual do dispositivo de controle 300, uma das entradas 314, e/ou os dispositivos de bordo 200a-f. Em operação, o dispositivo de controle 300 pode ser configurado para transmitir os primeiros sinais de comando 390 para um ou mais dos dispositivos de bordo 200a-f. De acordo com algumas modalidades, o dispositivo de controle 300 pode ser ainda configurado para transmitir os segundos sinais de comando 392 para o dispositivo de rastreamento 400. Os primeiros e segundos sinais de comando 390, 392 podem ser transmitidos com ou sem fio. Nas modalidades em que os sinais são 390, 392 são transmitidos sem fios, o dispositivo de controle 300 pode incluir um transmissor sem fios, tal como descrito em mais detalhe abaixo.[0033] Control device 300 further includes one or more displays 312 to provide information to the user. Display 312 may be associated with the current state of control device 300, one of inputs 314, and/or onboard devices 200a-f. In operation, control device 300 may be configured to transmit first command signals 390 to one or more of on-board devices 200a-f. In accordance with some embodiments, control device 300 may be further configured to transmit second command signals 392 to tracking device 400. First and second command signals 390, 392 may be transmitted wired or wirelessly. In embodiments where signals 390, 392 are transmitted wirelessly, control device 300 may include a wireless transmitter, as described in more detail below.

[0034] Os primeiros e/ou segundos sinais de comando podem incluir um comando de usuário (ou seja, um indicador de comando de usuário) fornecido pelo usuário por meio de usar uma das entradas 314. Em algumas modalidades, o indicador de comando de usuário pode incluir um horário em que o dispositivo de controle 300 transmite o indicador de comando do usuário. Tal como aqui utilizado, um indicador incluindo um horário pode ter um marcador de tempo correspondente a um tempo ou período de tempo para uma operação. O indicador de comando do usuário pode incluir instruções para um dispositivo de bordo 200 para operar um dispositivo mecânico associado.[0034] The first and/or second command signals may include a user command (ie, a user command indicator) provided by the user using one of the 314 inputs. In some embodiments, the command indicator of The user may include a time at which the control device 300 transmits the user's command indicator. As used herein, an indicator including a time may have a time stamp corresponding to a time or time period for an operation. The user command indicator may include instructions for an on-board device 200 to operate an associated mechanical device.

[0035] De acordo com algumas modalidades, os dispositivos de bordo 200a-f podem ser configurados para receber os primeiros sinais de comando 390 a partir do dispositivo de controle 300. Nas modalidades em que os primeiros sinais de comando 390 são sinais sem fios, os dispositivos de bordo 200a- f podem cada um incluir um receptor ou transceptor sem fio configurado para receber e processar os primeiros sinais de comando 390, tal como descrito em mais detalhe abaixo. Os dispositivos de bordo 200a-f podem ser configurados para operar os seus dispositivos mecânicos correspondentes, em resposta aos primeiros sinais de comando 390 do dispositivo de controle 300. Em algumas modalidades, os dispositivos de bordo 200a-f podem ser ainda configurados para operar um ou mais sensores em resposta aos sinais recebidos a partir do dispositivo de controle 300.[0035] In accordance with some embodiments, the onboard devices 200a-f may be configured to receive first command signals 390 from the control device 300. In embodiments where the first command signals 390 are wireless signals, onboard devices 200a-f may each include a wireless receiver or transceiver configured to receive and process first command signals 390, as described in more detail below. Onboard devices 200a-f may be configured to operate their corresponding mechanical devices in response to first command signals 390 from control device 300. In some embodiments, onboard devices 200a-f may be further configured to operate a or more sensors in response to signals received from control device 300.

[0036] De acordo com algumas modalidades, os dispositivos de bordo 200a-f podem ser ainda configurados para transmitir sinais de relatório 290 para o dispositivo de rastreamento 400 com ou sem fio. Nas modalidades em que os sinais de relatório 290 estão transmitidos sem fio, os dispositivos de bordo 200a- f podem incluir transmissores ou transceptores sem fios, tal como descrito em mais detalhe abaixo. Os sinais de relatório 290 podem conter uma indicação de um estado (ou seja, um indicador de estado) do dispositivo de bordo particular 200a- f, dispositivos mecânicos associados e/ou a cabeça de cimentação 100. Em algumas modalidades, o indicador de estado pode incluir um horário em que um indicador de comando foi recebido por um dispositivo de bordo 200, um horário em que um dispositivo de bordo 200 se inicia a operação, e/ou um horário em que um dispositivo de bordo 200 cessa a operação. Em algumas modalidades, o indicador de estado pode incluir um parâmetro detectado por um sensor do dispositivo de bordo 200, e o indicador de estado pode incluir um horário em que o dispositivo de bordo 200 transmite o sinal de relatório 290.[0036] In accordance with some embodiments, onboard devices 200a-f may be further configured to transmit report signals 290 to tracking device 400 wired or wirelessly. In embodiments where reporting signals 290 are transmitted wirelessly, onboard devices 200a-f may include wireless transmitters or transceivers, as described in more detail below. Report signals 290 may contain an indication of a status (i.e., a status indicator) of the particular on-board device 200a-f, associated mechanical devices, and/or the cement head 100. In some embodiments, the status indicator may include a time that a command indicator was received by an on-board device 200, a time that an on-board device 200 begins operation, and/or a time that an on-board device 200 ceases operation. In some embodiments, the status indicator may include a parameter detected by a sensor of the on-board device 200, and the status indicator may include a time when the on-board device 200 transmits the report signal 290.

[0037] De acordo com algumas modalidades, o dispositivo de rastreamento 400 pode ser configurado para receber os segundos sinais de comando 392 a partir do dispositivo de controle 300. De acordo com algumas modalidades, o dispositivo de rastreamento 400 pode ser ainda configurado para receber sinais de relatório 290 a partir dos dispositivos de bordo 200. O dispositivo de rastreamento 400 pode ser configurado para gravar e armazenar os segundos sinais de comando 392 e os sinais de relatório 290, juntamente com quaisquer informações ou dados associados.[0037] In accordance with some embodiments, the tracking device 400 may be configured to receive second command signals 392 from the control device 300. In accordance with some embodiments, the tracking device 400 may be further configured to receive reporting signals 290 from on-board devices 200. Tracking device 400 may be configured to record and store second command signals 392 and reporting signals 290, along with any associated information or data.

[0038] Por conseguinte, o sistema de comunicação 500 fornece três vias de comunicação que interligam o dispositivo de controle 300, os dispositivos de bordo 200a-f, e o dispositivo de rastreamento 400. Como tal, cada componente é comunicativamente ligado aos outros e ao mesmo tempo, potencialmente, ser posicionado em locais separados e remotos. Por exemplo, os dispositivos de bordo 200a-f podem ser localizados num local do poço para a operação da cabeça de cimentação 100 em conjunto com outros equipamentos do poço. O dispositivo de controle 300 pode ser operado remotamente e a uma distância longe da cabeça de cimentação 100 e os dispositivos de bordo 200a-f. Consequentemente, o usuário do dispositivo de controle 300 pode operar para controlar o dispositivo 300 de uma distância segura longe da cabeça de cimentação 100 e outros equipamentos do poço.[0038] Accordingly, the communication system 500 provides three communication paths that interconnect the control device 300, the on-board devices 200a-f, and the tracking device 400. As such, each component is communicatively linked to the others and while potentially being positioned in separate and remote locations. For example, on-board devices 200a-f may be located at a well location for operating the cement head 100 in conjunction with other well equipment. Control device 300 can be operated remotely and at a distance away from cementing head 100 and on-board devices 200a-f. Accordingly, the user of the control device 300 can operate to control the device 300 from a safe distance away from the cement head 100 and other equipment in the well.

[0039] Do mesmo modo, o dispositivo de rastreamento 400 pode operar em um local remoto que é relativo aos dispositivos de bordo 200a-f e o dispositivo de controle 300. A localização do dispositivo de rastreamento 400 pode incluir qualquer equipamento útil para a operação do dispositivo de rastreamento 400, tais como componentes para armazenar, carregar, ou analisar os dados coletados pelo dispositivo de rastreamento 400. Uma vez que o dispositivo de controle 300 e o dispositivo de rastreamento 400 são componentes separados, eles podem estar localizados separadamente e remotamente afastados uns dos outros, enquanto manter uma ligação de comunicação. Por conseguinte, um usuário operando o dispositivo de controle 300 pode ser capaz de posicionar ou mover o dispositivo de controle 300 para uma variedade de locais sem mover correspondentemente o dispositivo de rastreamento 400. Assim, a mobilidade e a portabilidade do dispositivo de controle 300 é aumentada pela sua separação do dispositivo de rastreamento 400. Como mencionado acima, os sinais entre o dispositivo de controle 300, os dispositivos de bordo 200a-f, e o dispositivo de rastreamento 400 podem ser transmitidos sem fios para aumentar ainda mais a mobilidade.[0039] Likewise, the tracking device 400 may operate at a remote location that is relative to the on-board devices 200a-f and the control device 300. The location of the tracking device 400 may include any equipment useful for the operation of the device. tracking device 400, such as components for storing, loading, or analyzing data collected by tracking device 400. Since control device 300 and tracking device 400 are separate components, they may be located separately and remotely apart from each other. others, while maintaining a communication link. Therefore, a user operating the control device 300 may be able to position or move the control device 300 to a variety of locations without correspondingly moving the tracking device 400. Thus, the mobility and portability of the control device 300 is improved. increased by its separation from tracking device 400. As mentioned above, signals between control device 300, on-board devices 200a-f, and tracking device 400 can be transmitted wirelessly to further enhance mobility.

[0040] De acordo com algumas modalidades, o dispositivo de rastreamento 400 inclui uma ou mais interfaces 416 para a comunicação de dados armazenados para outros dispositivos. Os dados recebidos, recolhidos e armazenados no dispositivo de rastreamento 400 podem ser acessíveis a um usuário durante ou após um procedimento que envolve a cabeça de cimentação 100. As informações coletadas a partir do dispositivo de controle 300 via sinais de comando 392, e dos dispositivos de bordo 200 via os sinais de relatórios 290, podem ser correlacionados e comparados de forma significativa. Por exemplo, um usuário pode analisar a regulação de tempo dos comandos e da atuação de válvulas, alavancas, e/ou êmbolos. O intervalo de tempo entre a transmissão de um comando de usuário a partir de um dispositivo de controle 300 e a conclusão de uma operação associada pelo dispositivo de bordo 200a-f podem ser determinados e analisados. Por exemplo, um usuário poderá comparar o período de tempo a partir de quando um projétil do poço (ou seja, dardo, bola, tampão, etc.) é liberado da cabeça de cimentação 100 a um pico de pressão uma vez que o projétil do poço pousar em uma ferramenta de fundo de poço, ressalto ou obstrução. Comandos e operações podem também ser comparados com os parâmetros detectados, tais como a pressão ou a temperatura em ou perto de uma ou mais válvulas, alavancas e/ou êmbolos. A análise pode identificar uma operação adequada ou inadequada, bem como quaisquer otimizações necessárias para melhorar o desempenho da cabeça de cimentação 100.[0040] In some embodiments, the tracking device 400 includes one or more interfaces 416 for communicating stored data to other devices. Data received, collected and stored in tracking device 400 may be accessible to a user during or after a procedure involving cement head 100. Information collected from control device 300 via command signals 392, and from devices board 200 via the reporting signals 290, can be significantly correlated and compared. For example, a user can analyze the timing of commands and the actuation of valves, levers, and/or plungers. The time interval between the transmission of a user command from a control device 300 and the completion of an associated operation by the on-board device 200a-f can be determined and analyzed. For example, a user will be able to compare the period of time from when a well projectile (i.e. dart, ball, plug, etc.) is released from the cement head 100 at a peak pressure once the well projectile is released. well land on a downhole tool, overhang or obstruction. Commands and operations can also be compared to detected parameters, such as pressure or temperature at or near one or more valves, levers and/or plungers. The analysis can identify a proper or improper operation, as well as any necessary optimizations to improve the performance of the Cement Head 100.

[0041] Com referência à FIG. 6, com referência contínua à FIG. 5, um diagrama de blocos conceptual do sistema de comunicações 500 é mostrado. O dispositivo de controle 300 está configurado para transmitir os primeiros sinais de comando 390, mostrados como sinais de comando 390a, 390b, 390c, 390d, 390e e 390f. Cada um dos sinais de comando 390a-f pode ser associado a um respectivo dispositivo de bordo 200a-f. Por exemplo, o primeiro sinal de comando 390a carrega um indicador de comando do usuário relativo à operação do primeiro dispositivo de bordo 200a. Dados transportados sobre um determinado sinal de comando 390 podem conter um identificador de referência indicando qual dos dispositivos de bordo 200 destina-se a responder ao sinal de comando dado 390. Dados transportados sobre um determinado sinal de comando 390 podem conter uma instrução que o dispositivo de bordo 200 é destinado a executar.[0041] With reference to FIG. 6, with continued reference to FIG. 5 , a conceptual block diagram of the communications system 500 is shown. Control device 300 is configured to transmit first command signals 390, shown as command signals 390a, 390b, 390c, 390d, 390e, and 390f. Each of the command signals 390a-f can be associated with a respective on-board device 200a-f. For example, the first command signal 390a carries a user command indicator relating to the operation of the first on-board device 200a. Data carried over a given command signal 390 may contain a reference identifier indicating which of the on-board devices 200 is intended to respond to the given command signal 390. Data carried over a particular command signal 390 may contain an instruction that the device board 200 is intended to perform.

[0042] O dispositivo de controle 300 também está configurado para transmitir os segundos sinais de comando 392, mostrados como sinais de comando 392a, 392b, 392c, 392d, 392e e 392f. Cada um dos sinais de comando 392A-F pode ser associado a um respectivo dispositivo de bordo 200a-f. Além disso, cada um dos sinais de comando 392A-F pode ser transmitido para a recepção pelo dispositivo de rastreamento 400. Em algumas modalidades, um dado par de sinais de comando 390 e 392 pode transportar o mesmo indicador de comando do usuário. Por exemplo, o dado par de sinais de comando 390 e 392 são transmitidos em ou cerca do mesmo tempo. Em algumas modalidades, um par de sinais de comando 390 e 392 pode ser propagações separadas de um sinal único. Por exemplo, o par de sinais de comando 390 e 392 pode ser diferentes componentes direcionais de uma transmissão multi-direcional.[0042] Control device 300 is also configured to transmit second command signals 392, shown as command signals 392a, 392b, 392c, 392d, 392e and 392f. Each of the command signals 392A-F can be associated with a respective on-board device 200a-f. In addition, each of the command signals 392A-F may be transmitted for reception by the tracking device 400. In some embodiments, a given pair of command signals 390 and 392 may carry the same user command indicator. For example, the given pair of command signals 390 and 392 are transmitted at or about the same time. In some embodiments, a pair of command signals 390 and 392 may be separate propagations of a single signal. For example, the command signal pair 390 and 392 may be different directional components of a multi-directional transmission.

[0043] Os dispositivos de bordo 200a-f podem ser configurados para transmitir os sinais de relatório 290a-f, respectivamente. Cada um dos sinais do relatório 290a-f pode transportar informações associadas ao correspondente dispositivo de bordo 200a-f. Além disso, cada um dos sinais de relatório 290a-f pode ser recebido pelo dispositivo de rastreamento 400. Um dado sinal de relatório (por exemplo, sinal de relatório 290a) pode ser correlacionado com um sinal de comando correspondente (por exemplo, sinal de comando 392a).[0043] Onboard devices 200a-f can be configured to transmit report signals 290a-f respectively. Each of the report signals 290a-f may carry information associated with the corresponding on-board device 200a-f. In addition, each of the report signals 290a-f may be received by the tracking device 400. A given report signal (e.g., report signal 290a) may be correlated with a corresponding command signal (e.g., command 392a).

[0044] Com referência à FIG. 7, com referência continuada a FIGS. 5 e 6, um diagrama de blocos conceptual do sistema de comunicações 500 é mostrado. O dispositivo de controle 300 pode incluir um sistema de processamento 302. O sistema de processamento 302 é capaz de comunicação com um transmissor 309 através de um barramento 304 ou outras estruturas ou dispositivos. O sistema de processamento 302 pode gerar comandos e/ou outros tipos de dados a serem fornecidos ao transmissor 309 para a comunicação através de sinais de comando 390, 392. Em algumas modalidades, o dispositivo de controle 300 pode também incluir um receptor (não mostrado) e uma fonte de energia (não mostrado).[0044] With reference to FIG. 7, with continued reference to FIGS. 5 and 6, a conceptual block diagram of the communications system 500 is shown. Control device 300 may include a processing system 302. Processing system 302 is capable of communication with a transmitter 309 via a bus 304 or other structures or devices. Processing system 302 may generate commands and/or other types of data to be provided to transmitter 309 for communication via command signals 390, 392. In some embodiments, control device 300 may also include a receiver (not shown). ) and a power source (not shown).

[0045] O sistema de processamento 302 pode incluir um processador para executar as instruções e pode ainda incluir um meio legível por máquina não transitório 319, tal como uma memória volátil ou não volátil, para o armazenamento de dados e/ou as instruções para programas de software. As instruções podem ser executadas pelo sistema de processamento 302 para controlar e gerenciar o acesso às várias redes, bem como fornecer outras funções de comunicação e de processamento. As instruções podem também incluir instruções executadas pelo sistema de processamento 302 para vários componentes do dispositivo de controle 300, tal como um monitor 312, uma entrada 314, e uma interface 316.[0045] Processing system 302 may include a processor for executing instructions and may further include non-transient machine-readable medium 319, such as volatile or non-volatile memory, for storing data and/or program instructions. of software. Instructions may be executed by the processing system 302 to control and manage access to the various networks, as well as provide other communication and processing functions. The instructions may also include instructions executed by the processing system 302 for various components of the control device 300, such as a monitor 312, an input 314, and an interface 316.

[0046] O dispositivo de bordo 200 mostrado na FIG. 7 é representativo de qualquer um dos dispositivos de bordo 200a- f das FIGS. 4-6. O dispositivo de bordo 200 pode incluir um sistema de processamento 202 capaz de se comunicar com um receptor 206 e um transmissor 209 através de um barramento 204 ou outras estruturas ou dispositivos. O sistema de processamento 202 pode adquirir, gravar e gerar dados a serem fornecidos ao transmissor 209 para a comunicação como o sinal de relatório 290. Além disso, os comandos e/ou outros tipos de dados, comunicados como o sinal de comando 390, podem ser recebidos no receptor 206 e processados pelo sistema de processamento 202. Um bloco de transceptor 207 pode representar um ou mais transceptores, cada transceptor pode incluir um receptor 206 e um transmissor 209. 207[0046] On-board device 200 shown in FIG. 7 is representative of any of the on-board devices 200a-f of FIGS. 4-6. On-board device 200 may include a processing system 202 capable of communicating with a receiver 206 and a transmitter 209 via a bus 204 or other structures or devices. Processing system 202 may acquire, record and generate data to be supplied to transmitter 209 for communication as report signal 290. In addition, commands and/or other types of data communicated as command signal 390 may be received at receiver 206 and processed by processing system 202. A transceiver block 207 may represent one or more transceivers, each transceiver may include a receiver 206 and a transmitter 209. 207

[0047] O sistema de processamento 202 pode incluir um processador para executar as instruções e pode ainda incluir um meio legível por máquina não transitório 219, tal como uma memória volátil ou não volátil, para o armazenamento de dados e/ou as instruções para programas de software. As instruções, que podem ser armazenadas no meio legível por máquina 219, podem ser executadas pelo sistema de processamento 302 para controlar e gerenciar o acesso às várias redes, bem como fornecer outras funções de comunicação e de processamento. As instruções podem também incluir instruções executadas pelo sistema de processamento 202 para vários componentes do dispositivo de bordo 200, tais como um controle de bordo 214 e um ou mais sensores 216.[0047] Processing system 202 may include a processor to execute instructions and may further include non-transient machine-readable medium 219, such as volatile or non-volatile memory, for storing data and/or program instructions. of software. The instructions, which may be stored on the machine-readable medium 219, may be executed by the processing system 302 to control and manage access to the various networks, as well as provide other communication and processing functions. The instructions may also include instructions executed by the processing system 202 for various components of the on-board device 200, such as an on-board control 214 and one or more sensors 216.

[0048] De acordo com algumas modalidades, o dispositivo de bordo 200 pode ser configurado para operar um dispositivo mecânico correspondente ao qual ele está operacionalmente ligado. Por exemplo, cada dispositivo de bordo 200 inclui um controle de bordo 214 configurado para abrir, parcialmente abrir, fechar, parcialmente fechar, ativar e/ou desativar uma válvula correspondente. Tais ações podem ser alcançadas pela rotação ou movimentação da válvula. Por exemplo, o dispositivo de bordo 200 pode incluir um acionador pneumático que opera uma bateria, recipiente, ou tanque de um fluido compressível para a operação de uma válvula. O fluido compressível pode incluem nitrogênio, oxigênio, ar ou qualquer gás compressível. Pelo menos uma porção do acionador pneumático pode ligar-se a uma câmara da cabeça de cimentação 100, tal como a linha de controle interno 162 mostrada na FIG. 1D. Em outras modalidades, o dispositivo de bordo 200 pode incluir qualquer outro tipo de dispositivo capaz de manipular uma válvula correspondente incluindo, mas não se limitando a, acionadores mecânicos, acionadores eletromecânicos, acionadores hidráulicos, conjuntos de pistão e solenoides, suas combinações, e outros semelhantes. Por meio de exemplo adicional, tais medidas podem ser aplicadas a outros dispositivos mecânicos da cabeça de cimentação 100, tais como alavancas e/ou êmbolos.[0048] According to some embodiments, the on-board device 200 can be configured to operate a corresponding mechanical device to which it is operatively connected. For example, each on-board device 200 includes an on-board control 214 configured to open, partially open, close, partially close, activate and/or deactivate a corresponding valve. Such actions can be achieved by rotating or moving the valve. For example, on-board device 200 may include a pneumatic actuator that operates a battery, container, or tank of a compressible fluid for the operation of a valve. The compressible fluid can include nitrogen, oxygen, air or any compressible gas. At least a portion of the pneumatic actuator may connect to a cement head chamber 100, such as the internal control line 162 shown in FIG. 1D In other embodiments, on-board device 200 may include any other type of device capable of manipulating a corresponding valve including, but not limited to, mechanical actuators, electromechanical actuators, hydraulic actuators, piston and solenoid assemblies, combinations thereof, and others. similar. By way of further example, such measures can be applied to other mechanical devices of the cement head 100, such as levers and/or plungers.

[0049] De acordo com algumas modalidades, o dispositivo de bordo 200 pode ainda ser configurado para sentir, detectar e/ou medir um ou vários parâmetros de um dispositivo mecânico correspondente ao qual ele está operacionalmente ligado ou um ou mais parâmetros da cabeça de cimentação 100. Por exemplo, os sensores 216 podem ser sensíveis a um estado do dispositivo mecânico (por exemplo, aberto, parcialmente aberto, fechado, parcialmente fechado, presente, ausente e semelhantes). Por exemplo, os sensores 216 podem detectar um momento em que um dispositivo mecânico se muda de um estado (por exemplo, aberto) para outro estado (por exemplo, fechado). Os sensores 216 podem detectar a presença, ausência, ou movimento de um êmbolo e um tempo associado. Por exemplo, um ou mais sensores 216 podem detectar uma hora na qual um êmbolo é libertado e uma hora em que o êmbolo chega a um determinado local após a libertação. Os sensores 216 podem ser ainda sensíveis às condições dentro da cabeça de cimentação 100 (por exemplo, pressão, taxa de fluxo, temperatura, sensores de proximidade, e semelhantes). Como será apreciado, vários sensores podem ser proporcionados em ou de outro modo associados a cada dispositivo de bordo 200, cada um tendo uma sensibilidade e função distinta. Em pelo menos uma modalidade, um ou mais sensores também podem ser instalados em projéteis do poço a ser lançados a partir da cabeça de cimentação 100.[0049] According to some embodiments, the on-board device 200 can be further configured to sense, detect and/or measure one or more parameters of a corresponding mechanical device to which it is operatively connected or one or more parameters of the cementing head 100. For example, sensors 216 may be sensitive to a state of the mechanical device (e.g., open, partially open, closed, partially closed, present, absent, and the like). For example, sensors 216 can detect a time when a mechanical device changes from one state (eg, open) to another state (eg, closed). Sensors 216 can detect the presence, absence, or movement of a piston and an associated time. For example, one or more sensors 216 can detect a time at which a plunger is released and a time at which the plunger arrives at a certain location after release. Sensors 216 may be further sensitive to conditions within cement head 100 (e.g., pressure, flow rate, temperature, proximity sensors, and the like). As will be appreciated, various sensors may be provided on or otherwise associated with each on-board device 200, each having a distinct sensitivity and function. In at least one embodiment, one or more sensors may also be installed on well projectiles to be launched from the cement head 100.

[0050] De acordo com algumas modalidades, o dispositivo de bordo 200 pode incluir uma fonte de energia 212 para a operação. Por exemplo, a fonte de energia 212 alimenta a operação do controle a bordo 214, os sensores 216, o receptor 206, o transmissor 209, e/ou o sistema de processamento 202. A fonte de energia 212 pode incluir uma bateria (por exemplo, uma bateria recarregável), um gerador, um painel solar, e/ou suas combinações. Como será apreciado, uma única fonte de energia 212 pode ser configurada para fornecer energia a mais do que um dispositivo de bordo 200.[0050] In accordance with some embodiments, the on-board device 200 may include a power source 212 for operation. For example, power source 212 powers the operation of onboard control 214, sensors 216, receiver 206, transmitter 209, and/or processing system 202. Power source 212 may include a battery (e.g. , a rechargeable battery), a generator, a solar panel, and/or combinations thereof. As will be appreciated, a single power source 212 may be configured to supply power to more than one on-board device 200.

[0051] O dispositivo de rastreamento 400 pode incluir um sistema de processamento 402. O sistema de processamento 402 é capaz de comunicação com um receptor 406 através de um barramento 404 ou outras estruturas ou dispositivos. Relatórios e/ou outros tipos de dados, comunicados como o sinal de relatório 290, podem ser recebidos no receptor 406 e processados pelo sistema de processamento 402. O dispositivo de rastreamento 400 pode também incluir um transmissor (não mostrado). O dispositivo de rastreamento 400 pode também incluir uma fonte de energia (não mostrado).[0051] The tracking device 400 may include a processing system 402. The processing system 402 is capable of communicating with a receiver 406 via a bus 404 or other structures or devices. Reports and/or other types of data, communicated as report signal 290, may be received at receiver 406 and processed by processing system 402. Tracking device 400 may also include a transmitter (not shown). Tracking device 400 may also include a power source (not shown).

[0052] O sistema de processamento 402 pode incluir um processador para executar as instruções e pode ainda incluir um meio legível por máquina não transitório 419, tal como uma memória volátil ou não volátil, para o armazenamento de dados e/ou as instruções para programas de software. As instruções, que podem ser armazenadas em um meio legível por máquina não transitório 410 e/ou 419, podem ser executadas pelo sistema de processamento 402 para controlar e gerenciar o acesso às várias redes, bem como fornecer outras funções de comunicação e de processamento. As instruções podem também incluir instruções executadas pelo sistema de processamento 402 para vários componentes do dispositivo de rastreamento 400, tal como uma interface 416 e o meio legível por máquina 419. O meio legível por máquina 419 fornece armazenamento de dados para além do sistema de processamento 402. Por exemplo, os dados comunicados como o sinal de relatório 290 podem ser gravados ou de outra forma armazenados no meio legível por máquina 419. Os dados podem ainda ser comunicados entre o dispositivo de rastreamento 400 e outro dispositivo, tal como um computador, um servidor ou um dispositivo portátil, para exibição, avaliação, análise ou manipulação.[0052] Processing system 402 may include a processor to execute instructions and may further include non-transient machine-readable medium 419, such as volatile or non-volatile memory, for storing data and/or program instructions. of software. The instructions, which may be stored on a non-transient machine-readable medium 410 and/or 419, may be executed by the processing system 402 to control and manage access to the various networks, as well as provide other communication and processing functions. The instructions may also include instructions executed by the processing system 402 for various components of the tracking device 400, such as an interface 416 and the machine-readable medium 419. The machine-readable medium 419 provides data storage in addition to the processing system. 402. For example, data communicated as report signal 290 may be recorded or otherwise stored on machine-readable medium 419. Data may further be communicated between tracking device 400 and another device, such as a computer, a server or a portable device, for display, evaluation, analysis or manipulation.

[0053] Os sistemas de processamento 202, 302, 402 podem ser implementados utilizando software, hardware ou uma combinação dos dois. A título de exemplo, os sistemas de processamento 202, 302, 402 podem cada um ser implementados com um ou mais processadores. Um processador pode ser um microprocessador de proposta geral, um micro controlador, um processamento digital de sinal (DSP), circuitos integrados de aplicação especifica (ASIC), um arranjo de portas programável em campo (FPGA), um dispositivo lógico programável (PLD), um controlador, uma máquina de estado, portas lógicas, componentes de hardware discretos, ou qualquer outro dispositivo adequado que pode realizar cálculos ou outras manipulações de informações.[0053] Processing systems 202, 302, 402 may be implemented using software, hardware, or a combination of the two. By way of example, the processing systems 202, 302, 402 may each be implemented with one or more processors. A processor can be a general purpose microprocessor, a microcontroller, a digital signal processing (DSP), application specific integrated circuits (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), a programmable logic device (PLD) , a controller, a state machine, logic gates, discrete hardware components, or any other suitable device that can perform calculations or other manipulations of information.

[0054] Um meio legível por máquina pode ser um ou mais meios legíveis por máquina. Software deve ser interpretado de forma ampla para significar instruções, dados ou qualquer combinação dos mesmos, sejam referidos como software, firmware, middleware, microcódigo, linguagem de descrição de hardware, ou diferente. As instruções podem incluir um código (por exemplo, no formato de código na fonte, formato de código binário, formato de código executável, ou qualquer outro formato adequado de código).[0054] A machine-readable medium may be one or more machine-readable media. Software shall be interpreted broadly to mean instructions, data, or any combination thereof, whether referred to as software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, or otherwise. Instructions may include code (eg, in source code format, binary code format, executable code format, or any other suitable code format).

[0055] Meios legíveis por máquina (por exemplo, 219, 319, 419) podem incluir armazenamento integrado num sistema de processamento, tal como pode ser o caso com um ASIC. Meios legíveis por máquina (por exemplo, 410) podem também incluir armazenamento externo para um sistema de processamento, como uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória flash, uma memória somente de leitura (ROM), uma memória somente de leitura programável (PROM), um PROM apagável (EPROM), registros, um disco rígido, um disco removível, um CD-ROM, um DVD ou qualquer outro dispositivo de armazenamento adequado. Os versados na técnica irão reconhecer a melhor forma de implementar a funcionalidade descrita para os sistemas de processamento 202, 302, 402. De acordo com um aspecto da divulgação, um meio legível por máquina é um meio legível por computador codificado ou armazenado com instruções e é um elemento de computação, que define as inter-relações estruturais e funcionais entre as instruções e o resto do sistema, que permitem que a funcionalidade das instruções seja realizada. Em um aspecto, um meio legível por máquina é um meio legível por máquina não transitório, um meio de armazenamento legível por máquina, ou um meio de armazenamento legível por máquina não transitório. Num aspecto, um meio legível por computador é um meio legível por computador não transitório, um meio de armazenamento legível por computador, ou um meio de armazenamento legível por computador não transitório. As instruções podem ser executáveis, por exemplo, por um dispositivo de cliente ou servidor, ou por um sistema de processamento de um dispositivo de cliente ou servidor. As instruções podem ser, por exemplo, um programa de computador incluindo código.[0055] Machine readable media (eg 219, 319, 419) may include storage integrated into a processing system, as may be the case with an ASIC. Machine readable media (e.g. 410) may also include external storage for a processing system, such as random access memory (RAM), flash memory, read-only memory (ROM), programmable read-only memory (PROM), an erasable PROM (EPROM), records, a hard disk, a removable disk, a CD-ROM, a DVD, or any other suitable storage device. Those skilled in the art will recognize the best way to implement the functionality described for the processing systems 202, 302, 402. According to one aspect of the disclosure, a machine-readable medium is a computer-readable medium encoded or stored with instructions and is a computing element, which defines the structural and functional interrelationships between instructions and the rest of the system, which allow the functionality of the instructions to be carried out. In one aspect, a machine-readable medium is a non-transient machine-readable medium, a machine-readable storage medium, or a non-transient machine-readable storage medium. In one aspect, a computer-readable medium is a non-transient computer-readable medium, a computer-readable storage medium, or a non-transient computer-readable storage medium. The instructions may be executable, for example, by a client or server device, or by a processing system from a client or server device. The instructions may be, for example, a computer program including code.

[0056] As interfaces 316, 416 podem ser de qualquer tipo de interface e podem residir entre qualquer um dos componentes mostrados na FIG. 7. As interfaces 316, 416 podem também ser, por exemplo, uma interface com o mundo exterior (por exemplo, uma interface de rede de Internet). Uma funcionalidade implementada num sistema de processamento pode ser implementada numa porção de um receptor, uma porção de um transmissor, uma porção de um meio legível por máquina, uma porção de um monitor, uma porção de um teclado, ou uma porção de uma interface e vice-versa.[0056] Interfaces 316, 416 may be of any type of interface and may reside between any of the components shown in FIG. 7. Interfaces 316, 416 may also be, for example, an interface to the outside world (for example, an Internet network interface). A functionality implemented in a processing system may be implemented in a portion of a receiver, a portion of a transmitter, a portion of a machine-readable medium, a portion of a monitor, a portion of a keyboard, or a portion of an interface and vice versa.

[0057] Como mencionado acima, os componentes (ou seja, transmissores, receptores) do dispositivo de bordo 200, o dispositivo de controle 300, e o dispositivo de rastreamento 400 podem ser configurados para executar a comunicação com ou sem fios. Os transmissores e receptores podem enviar e receber sinais de radiofrequência (RF), sinais de frequência infravermelho (IR), ou outros sinais eletromagnéticos. Qualquer uma de uma variedade de técnicas de modulação pode ser usada para modular os dados numa respectiva onda portadora eletromagnética. Em alternativa, as comunicações com fio podem também ser realizadas. Os protocolos de comunicação para a gestão de comunicação são conhecidos, e podem incluir IEEE 802.11, IEEE 802.3, compatível com USB, Bluetooth, etc.[0057] As mentioned above, the components (i.e., transmitters, receivers) of the on-board device 200, the control device 300, and the tracking device 400 can be configured to perform wired or wireless communication. Transmitters and receivers can send and receive radio frequency (RF) signals, infrared (IR) frequency signals, or other electromagnetic signals. Any of a variety of modulation techniques can be used to modulate the data into a respective electromagnetic carrier wave. Alternatively, wired communications can also be performed. Communication protocols for communication management are known, and may include IEEE 802.11, IEEE 802.3, USB-compatible, Bluetooth, etc.

[0058] Com referência à FIG. 8, um fluxograma que ilustra um método 800 é mostrado. Vários passos realizados pelo dispositivo de controle 300, o dispositivo de bordo 200, e o dispositivo de rastreamento 400 são ilustrados.[0058] Referring to FIG. 8, a flowchart illustrating a method 800 is shown. Various steps performed by the control device 300, the on-board device 200, and the tracking device 400 are illustrated.

[0059] Conforme mostrado na FIG. 8, um usuário pode fornecer um comando de usuário para o dispositivo de controle 300, como em 802. Em resposta, o dispositivo de controle 300 transmite um indicador de comando do usuário através de um primeiro sinal de comando 390 e um segundo sinal de comando 392, tal como em 804. Em resposta ao primeiro sinal de comando 390, o dispositivo de bordo 200 pode operar um dispositivo mecânico, tal como uma válvula, uma alavanca, ou um êmbolo, como em 806, e/ou detectar um parâmetro, como em 808. Além disso, o dispositivo de bordo 200, em resposta ao primeiro sinal de comando 390 ou um sinal de comando adicional, pode interromper a operação do dispositivo mecânico, como em 810, e/ou detectar um parâmetro adicional, como em 812. Cada operação realizada, ou parâmetro detectado pelo dispositivo de bordo 200 pode gerar um indicador de estado transmitido através de um sinal de relatório 290, como em 814. Múltiplos sinais de relatório 290 podem ser transmitidos ou um único sinal de relatório 290 que contém vários valores de dados pode ser transmitido.[0059] As shown in FIG. 8, a user may provide a user command to control device 300, as in 802. In response, control device 300 transmits a user command indicator via a first command signal 390 and a second command signal. 392, as in 804. In response to the first command signal 390, the on-board device 200 may operate a mechanical device, such as a valve, a lever, or a plunger, as in 806, and/or detect a parameter, as in 808. Furthermore, the on-board device 200, in response to the first command signal 390 or an additional command signal, may interrupt the operation of the mechanical device, as in 810, and/or detect an additional parameter, as in 812. Each operation performed or parameter detected by the onboard device 200 may generate a status indicator transmitted via a reporting signal 290, as in 814. Multiple reporting signals 290 may be transmitted or a single reporting signal 290 that contains multiple data values can be passed.

[0060] Conforme mostrado ainda na FIG. 8, o dispositivo de rastreamento 400 recebe o segundo sinal de comando 392 e seu indicador de comando do usuário associado. Em resposta, o dispositivo de rastreamento 400 registra o indicador de comando do usuário, como em 816. Além disso, o dispositivo de rastreamento 400 recebe o sinal de relatório 290 e seu indicador de status de associado a partir do dispositivo de bordo 200. Em resposta, o dispositivo de rastreamento 400 registra o indicador de status, como em 818.[0060] As shown further in FIG. 8, tracking device 400 receives the second command signal 392 and its associated user command indicator. In response, the tracking device 400 registers the user's command indicator, as in 816. In addition, the tracking device 400 receives the report signal 290 and its associated status indicator from the on-board device 200. In response, the tracking device 400 records the status indicator, as in 818.

[0061] Os comandos adicionais de usuário podem ser fornecidos ao dispositivo de controle 300, em qualquer momento durante a operação descrita e ilustrada na FIG. 8. Os comandos adicionais do usuário podem o dispositivo de controle 300, o dispositivo de bordo 200, e/ou o dispositivo de rastreamento 400 para executar operações adicionais posteriores ou simultâneas com operações iniciadas anteriormente.[0061] Additional user commands may be provided to control device 300 at any time during the operation described and illustrated in FIG. 8. Additional user commands can control device 300, on-board device 200, and/or tracking device 400 to perform additional operations later or concurrent with earlier initiated operations.

[0062] As etapas ilustradas, um subconjunto de etapas ilustradas, ou etapas adicionais podem ser realizadas em qualquer ordem. Quaisquer duas ou mais etapas podem ser realizadas em série ou em paralelo (por exemplo, simultaneamente). Além disso, as operações associadas ao dispositivo de controle 300, o dispositivo de bordo 200, ou o dispositivo de rastreamento 400, como ilustrado na FIG. 8 podem ser realizados por um dispositivo diferente do dispositivo como mostrado na FIG. 8. Vários métodos 800 podem ser realizados em série ou em paralelo. Por exemplo, um método 800, ou suas porções, podem ser realizados para cada um de uma pluralidade de dispositivos de bordo 200.[0062] The illustrated steps, a subset of illustrated steps, or additional steps can be performed in any order. Any two or more steps can be performed in series or in parallel (eg, simultaneously). In addition, operations associated with control device 300, on-board device 200, or tracking device 400, as illustrated in FIG. 8 may be performed by a device other than the device as shown in FIG. 8. Various 800 methods can be performed in series or in parallel. For example, a method 800, or portions thereof, may be performed for each of a plurality of on-board devices 200.

[0063] Modalidades divulgadas neste documento incluem:[0063] Modalities disclosed in this document include:

[0064] A. Um sistema que inclui um dispositivo de controle configurado para transmitir indicadores de comando de usuário na forma de primeiros sinais de comando e segundos sinais de comando, um dispositivo de bordo operativamente ligado a um dispositivo mecânico de uma cabeça de cimentação e configurado para receber os primeiros sinais de comando a partir do dispositivo de controle e operar o dispositivo mecânico em resposta ao mesmo, o dispositivo de bordo sendo ainda configurado para preparar e transmitir um sinal de relatório, em que o sinal de relatório inclui um indicador de estado da cabeça de cimentação, e um dispositivo de rastreamento configurado para receber os segundos sinais de comando a partir do dispositivo de comando e o indicador de estado do dispositivo de bordo, o dispositivo de rastreamento sendo ainda configurado para gravar os indicadores de comando de usuário e o indicador de estado.[0064] A. A system that includes a control device configured to transmit user command indicators in the form of first command signals and second command signals, an on-board device operatively connected to a mechanical device of a cement head, and configured to receive the first command signals from the control device and operate the mechanical device in response thereto, the on-board device being further configured to prepare and transmit a report signal, wherein the report signal includes an indicator of cement head status, and a tracking device configured to receive the second command signals from the command device and the on-board device status indicator, the tracking device being further configured to record user command indicators and the status indicator.

[0065] B. Um método que inclui a transmissão de um primeiro sinal de comando para um dispositivo de bordo a partir de um dispositivo de controle , que opera um dispositivo mecânico de uma cabeça de cimentação com o dispositivo de bordo em resposta ao primeiro sinal de comando, a transmissão de um sinal de relatório para um dispositivo de rastreamento, o sinal de relatório abrangendo um indicador de estado da cabeça de cimentação, registrando o indicador de estado do dispositivo de bordo com o dispositivo de rastreamento, transmitindo o indicador de comando do usuário do dispositivo de controle para o dispositivo de rastreamento por meio de um segundo sinal de segundo, e gravando o indicador de comando do usuário com o dispositivo de rastreamento.[0065] B. A method that includes transmitting a first command signal to an on-board device from a control device, which operates a mechanical device of a cementing head with the on-board device in response to the first signal command, transmitting a report signal to a tracking device, the report signal covering a cement head status indicator, registering the on-board device status indicator with the tracking device, transmitting the command indicator from the user from the control device to the tracking device by means of a second second signal, and recording the user's command indicator with the tracking device.

[0066] C. Um método que inclui a transmissão de um primeiro sinal de comando para um dispositivo de bordo com um dispositivo de controle , transmitindo um segundo sinal de comando a um dispositivo de rastreamento com o dispositivo de controle , que opera um dispositivo mecânico de uma cabeça de cimentação com o dispositivo de bordo, em resposta ao primeiro sinal de comando, a transmissão de um indicador de estado da cabeça de cimentação a partir do dispositivo de bordo para o dispositivo de rastreamento através de um sinal de relatório, e gravando o indicador de estado e o segundo sinal de comando com o dispositivo de rastreamento.[0066] C. A method that includes transmitting a first command signal to an on-board device with a control device, transmitting a second command signal to a tracking device with the control device, which operates a mechanical device of a cementing head with the on-board device, in response to the first command signal, transmitting a status indicator of the cementing head from the on-board device to the tracking device via a reporting signal, and recording the status indicator and the second command signal with the tracking device.

[0067] Cada uma das modalidades A, B e C pode ter um ou mais dos seguintes elementos adicionais em qualquer combinação: Elemento 1: em que o indicador de comando do usuário compreende um horário em que o dispositivo de controle transmite o indicador de comando do usuário. Elemento 2: em que o indicador de estado compreende um horário em que o dispositivo de bordo recebe os primeiros sinais de comando, um parâmetro detectado por um sensor do dispositivo de bordo, um horário em que o dispositivo de bordo inicia uma operação do dispositivo mecânico, ou um horário em que o dispositivo de bordo cessa uma operação do dispositivo mecânico. Elemento 3: compreendendo ainda um sinal de relatório em que o primeiro sinal de comando, o segundo sinal de comando, e o sinal de relatório são sinais sem fios. Elemento 4: em que o dispositivo de controle compreende um transmissor sem fios, o dispositivo de bordo compreende um receptor sem fios e um transmissor sem fios, e o dispositivo de rastreamento compreende um receptor sem fios. Elemento 5: em que o dispositivo de bordo compreende um sensor configurado para detectar um ou mais parâmetros da cabeça de cimentação. Elemento 6: em que o dispositivo mecânico é uma válvula, uma alavanca, ou um êmbolo.[0067] Each of modes A, B and C can have one or more of the following additional elements in any combination: Element 1: where the user command indicator comprises a time at which the control device transmits the command indicator of user. Element 2: where the status indicator comprises a time at which the on-board device receives the first control signals, a parameter detected by a sensor of the on-board device, a time at which the on-board device starts an operation of the mechanical device , or a time when the on-board device ceases to operate the mechanical device. Element 3: further comprising a reporting signal wherein the first command signal, the second command signal, and the reporting signal are wireless signals. Element 4: wherein the control device comprises a wireless transmitter, the on-board device comprises a wireless receiver and a wireless transmitter, and the tracking device comprises a wireless receiver. Element 5: wherein the on-board device comprises a sensor configured to detect one or more parameters of the cement head. Element 6: wherein the mechanical device is a valve, a lever, or a plunger.

[0068] Portanto, os sistemas e métodos divulgados são bem adaptados para atingir as finalidades e vantagens mencionadas, assim como aquelas que são inerentes às mesmas. As modalidades particulares divulgadas acima são ilustrativas somente, pois os ensinamentos da presente invenção podem ser modificados e praticados de maneiras diferentes, mas equivalentes, aparentes àqueles versados na técnica tendo o benefício dos ensinos deste documento. Além disso, nenhuma limitação é pretendida aos detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, que não as descritas nas reivindicações abaixo. É, portanto, evidente que as modalidades ilustrativas particulares divulgadas acima podem ser alteradas, combinadas, ou modificadas e todas as tais variações são consideradas dentro do âmbito e do espírito da presente divulgação. Os sistemas e métodos divulgados neste documento à guisa de ilustração podem adequadamente ser praticado na ausência de qualquer elemento que não seja especificamente divulgado neste documento e/ou qualquer outro elemento divulgado neste documento. Embora composições e métodos sejam descritos em termos de “compreendendo”, “contendo” ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e os métodos podem também “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Todos os números e faixas divulgadas acima podem variar em alguma quantidade. Sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior for divulgada, qualquer número e qualquer faixa incluída caindo dentro da faixa é especificamente divulgado. Em particular, toda faixa de valores (da forma, “a partir de cerca de a a cerca de b”, ou, equivalentemente, “a partir de aproximadamente a a b” ou, equivalentemente, “a partir de aproximadamente a-b”) divulgada aqui será compreendida como estabelecendo todo número e faixa abrangidos dentro da faixa mais ampla de valores. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado claro e comum, a menos que definido de outra maneira explicitamente e claramente pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos "um/uma” ou “uns/umas”, conforme utilizados nas reivindicações, são definidos neste documento de modo que se refiram a um ou mais dos elementos que introduzem. Se houver qualquer conflito nos usos de uma palavra ou um termo neste relatório descritivo e uma ou mais patentes ou outros documentos que podem ser incorporados aqui por referência, as definições que são consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.[0068] Therefore, the systems and methods disclosed are well adapted to achieve the aforementioned purposes and advantages, as well as those inherent to them. The particular embodiments disclosed above are illustrative only, as the teachings of the present invention may be modified and practiced in different, but equivalent ways, apparent to those skilled in the art having the benefit of the teachings herein. Furthermore, no limitations are intended to the construction or design details shown in this document other than those described in the claims below. It is therefore evident that the particular illustrative embodiments disclosed above may be altered, combined, or modified and all such variations are considered within the scope and spirit of the present disclosure. The systems and methods disclosed herein by way of illustration may suitably be practiced in the absence of any element not specifically disclosed herein and/or any other element disclosed herein. While compositions and methods are described in terms of "comprising", "containing" or "including" various components or steps, the compositions and methods may also "consist essentially of" or "consist of" various components and steps. All numbers and ranges disclosed above may vary by some amount. Whenever a numerical range with a lower limit and an upper limit is disclosed, any number and any included range falling within the range is specifically disclosed. In particular, the entire range of values (of the form, "from about aa about b", or, equivalently, "from about aab" or, equivalently, "from about ab to about b") disclosed herein will be understood as setting every number and range covered within the wider range of values. Furthermore, the terms in the claims have their plain and common meaning unless otherwise defined explicitly and clearly by the patent holder. In addition, the indefinite articles "a" or "an" as used in the claims are defined in this document so that they refer to one or more of the elements they introduce. If there is any conflict in the uses of a word or a term in this specification and one or more patents or other documents which may be incorporated herein by reference, definitions that are consistent with this specification shall be adopted.

Claims

1. System, characterized in that it comprises: - a cementing head (100) having a plurality of valves (112, 132, 136, 178) that regulate the flow of fluid through an interior of the cementing head (100); - a control device (300) that wirelessly transmits command indicators in the form of first command signals (390) and second command signals (392), each second command signal (392) comprising a period of time that the control device (300) transmits a corresponding first command signal (390); - a plurality of on-board devices (200) each being operatively connected to a corresponding one of the plurality of valves (112, 132, 136, 178), each on-board device (200) comprising a wireless receiver and a wireless transmitter separate wires for receiving the first command signals (390) and operating a corresponding one of the plurality of valves (112, 132, 136, 178) in response thereto, each onboard device (200) being further configured to prepare and transmit a signal report, comprising a cement head status indicator (100); - a sensor (216) included in at least one of the plurality of on-board devices (200) for monitoring the fluid pressure inside the cementing head (100), the reporting signal of at least one of the on-board devices being (200) comprises a time period when a pressure spike being indicative of a wellbore projectile landing on a downhole obstruction; and - a tracking device (400) arranged separate and remote from the control device (300) to receive the second command signals (392) from the control device (300) and the status indicator of the on-board device (200), the tracking device (400) being further configured to record the user command indicators and the status indicator.

2. System, according to claim 1, characterized in that the status indicator comprises a period of time that a certain on-board device (200) receives the first command signals (390), a parameter detected by a sensor ( 216) of the given on-board device (200), a period of time that the given on-board device (200) starts an operation of a corresponding one of the mechanical devices, or a period of time that the given on-board device (200) ceases a operation of one of the corresponding mechanical device.

3. System according to claim 1, characterized in that the first command signal (390), the second command signal (392), and the report signal (290) are wireless signals.

4. System, according to claim 1, characterized in that the control device (300) comprises a wireless transmitter, and the tracking device (400) comprises a wireless receiver.

5. Method, characterized in that it comprises: - transmitting a first command signal (390) to a plurality of on-board devices (200) from a control device (300), each on-board device (200) comprising a separate wireless receiver and a separate wireless transmitter, each being operatively connected to a corresponding one of a plurality of mechanical devices of a cement head (100); - regulating the flow of fluid through an interior of the cement head (100) with at least one of the on-board devices (200), in response to the first command signal (390); - transmitting a reporting signal (290) with each on-board device (200) to a tracking device (400) arranged separately and remote from the control device (300), the reporting signal (290) comprising an indicator of state of the cement head (100); - transmitting a second command signal (392) from the control device (300) to the tracking device (400) simultaneously with the first command signal (390), the second command signal (392) comprising a period of time that the control device (300) transmits the first command signal (390); - monitoring the fluid pressure inside the cementing head (100) with a sensor (216) included in at least one of the plurality of on-board devices (200); - detecting a pressure peak inside the cementing head (100) with the sensor (216) when a projectile from the well lands in a downhole obstruction, the reporting signal of at least one of the plurality of downhole devices being edge (200) comprises a period of time when a pressure peak is detected; and - recording the status indicator and the second command signal (392) with the tracking device (400).

6. Method, according to claim 5, characterized in that the status indicator comprises a period of time that the particular on-board device (200) receives the first command signal (390).

7. Method according to claim 5, characterized in that the status indicator comprises a parameter detected by a sensor (216) of one of the plurality of on-board devices (200).

8. Method according to claim 5, characterized in that the status indicator comprises a period of time that a certain on-board device (200) starts the operation of a corresponding one of the plurality of mechanical devices.

9. Method according to claim 5, characterized in that the status indicator comprises a period of time that a certain on-board device (200) ceases to operate a corresponding one of the plurality of mechanical devices.

10. Method according to claim 5, characterized in that it further comprises wirelessly transmitting and receiving the first command signal (390), the second command signal (392), and the report signal (290).

11. Method according to claim 5, characterized in that the first command signal (390) comprises a period of time that the control device (300) transmits the first command signal (390).

12. Method according to claim 5, characterized in that the plurality of mechanical devices is selected from the group consisting of a valve, a lever, or a plunger.

13. Method, characterized in that it comprises: - transmitting a first command signal (390) to a plurality of on-board devices (200) with a control device (300), each on-board device (200) comprising a receiver without wires and a wireless transmitter, each being operatively connected to a corresponding one of a plurality of mechanical devices coupled to a cementing head (100); - transmitting a second command signal (392) to a tracking device (400) arranged separately and remote from the control device (300), the second command signal (392) comprising a period of time that the device control (300) transmits the first command signal (390); - regulating the flow of fluid through an interior of the cement head (100) with each mechanic device in response to the first command signal (390); - transmitting a cement head status indicator (100) from each on-board device (200) to the tracking device (400) by means of a reporting signal (290); and - recording the status indicator and the second command signal (392) with the tracking device (400).

14. Method according to claim 13, characterized in that the status indicator comprises a period of time that a certain on-board device (200) receives the first command signal (390).

15. Method according to claim 13, characterized in that the status indicator comprises a parameter detected by a sensor (216) of one of the plurality of on-board devices (200).

16. Method according to claim 13, characterized in that the status indicator comprises a period of time that the on-board device (200) starts the operation of a corresponding one of the plurality of mechanical devices.

17. Method according to claim 13, characterized in that the status indicator comprises a period of time that a certain on-board device (200) ceases to operate a corresponding one of the plurality of mechanical devices.

Method according to claim 13, characterized in that the plurality of mechanical devices is selected from the group consisting of a valve, a lever, or a plunger.