RU2786556C2

RU2786556C2 - Method for manufacture of ball element of valve for drilling wells

Info

Publication number: RU2786556C2
Application number: RU2021107770A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Логинов; Юлия Валентиновна Замараева
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-12-22

Abstract

FIELD: material processing.

SUBSTANCE: invention relates to the field of metal processing by pressure; it can be used in the manufacture of valve devices of drilling wells. A billet made of magnesium in the form of a cylindrical cup with a bottom and a cover is obtained. A ball made of steel is placed in the cylindrical cup, and the cup is closed with the cover to obtain a composition assembly. The composition assembly is placed in a press container, and a shape of a shell is changed to a spherical one by its compression with two punches with ends in the form of hemispheres until tight closing of ends of the cylindrical cup. A spherical shell made of magnesium, filled with steel is obtained.

EFFECT: weighting of a ball element of a valve for drilling wells is provided.

5 cl, 9 dwg

Description

Предлагаемый способ относится к области обработки металлов давлением, а точнее к методам придания заготовкам формы шара с целью применения таких шаров в клапанных устройствах буровых скважин.The proposed method relates to the field of metal forming, and more specifically, to methods for shaping workpieces into a ball shape in order to use such balls in valve devices of boreholes.

В последнее время приобретает все большее применение шаров из деградируемых материалов в клапанных устройствах буровых скважин. Здесь использована способность материала шара к растворению в буровых растворах, благодаря чему шар лишь временно перекрывает отверстие в канале скважины, после растворения отверстие открывается.Recently, balls made of degradable materials have been increasingly used in valve devices of boreholes. Here, the ability of the ball material to dissolve in drilling fluids is used, due to which the ball only temporarily blocks the hole in the well channel, after dissolution, the hole opens.

Для изготовления шаров используют алюминиевые [1], но чаще магниевые сплавы [2]. Сплавы обладают заданной скоростью растворения, для чего разработаны специальные химические составы [3, 4]. Для изготовления шаров применяют разнообразные методы, например, приготовление магниевого сплава, выплавку, разливку, горячую экструзию прутка круглого поперечного сечения и вытачивание шара [5]. В некоторых случаях технологию упрощают отливкой магниевого шара непосредственно в сферическую изложницу с последующей расточкой на токарном станке [6]. Разработаны также приемы упрочнения при литье магниевого сплава добавками порошкообразного карбида кремния, что делает материал композиционным [7].For the manufacture of balls, aluminum [1], but more often magnesium alloys [2], are used. Alloys have a given dissolution rate, for which special chemical compositions have been developed [3, 4]. For the manufacture of balls, various methods are used, for example, the preparation of a magnesium alloy, smelting, casting, hot extrusion of a rod of a round cross section, and turning a ball [5]. In some cases, the technology is simplified by casting a magnesium ball directly into a spherical mold, followed by boring on a lathe [6]. Methods have also been developed for hardening during casting of a magnesium alloy with additives of powdered silicon carbide, which makes the material composite [7].

Известны также способы изготовления шаров для скважин в виде двухслойных тел [8]. Известна технология изготовления саморазрушающегося шара, применяемого в технологии гидроразрыва нефтяных и газовых скважин. Сам шар имеет двухслойную структуру, внешний слой представляет собой слой органического материала, а внутренний слой представляет собой металлический слой или слой металлокерамического композитного материала. Такой шар может быть получен за счет покрытия металлического шара полимером.There are also known methods for manufacturing balls for wells in the form of two-layer bodies [8]. Known manufacturing technology self-destructive ball used in the technology of hydraulic fracturing of oil and gas wells. The ball itself has a two-layer structure, the outer layer is a layer of organic material, and the inner layer is a metal layer or a layer of ceramic-metal composite material. Such a ball can be obtained by coating a metal ball with a polymer.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления элемента шарового клапана для буровых скважин, изложенный в патенте [9].The closest in technical essence is a method for manufacturing a ball valve element for boreholes, set forth in the patent [9].

Способ изготовления шарового элемента клапана для скважин, включает изготовление оболочки из деградируемого материала, например, магния или магниевого сплава и заполнение оболочки недеградируемым материалом, например, сталью. В этом техническом объекте указана цель такого решения - увеличение массы шара, что приходится делать, поскольку плотность магния невелика и в солевых растворах, обладающих повышенной плотностью, силы гравитации может не хватить для прижатия шара к седлу клапана. Недостатком способа по прототипу является трудность решения задачи заполнения полой оболочки материалом-утяжелителем. Действительно, если оболочка уже изготовлена, и она герметична, то поместить внутрь другой материал становится довольно трудно. Авторы известного решения предлагают выполнять в стенке шаровой оболочки сверление. В образовавшееся отверстие засыпают материал-утяжелитель из недеградируемого материала. Затем закрывают отверстие пробкой из деградируемого материала.A method for manufacturing a ball element of a well valve includes manufacturing a shell from a degradable material, such as magnesium or a magnesium alloy, and filling the shell with a non-degradable material, such as steel. In this technical object, the purpose of such a solution is indicated - to increase the mass of the ball, which has to be done, since the density of magnesium is low and in saline solutions with increased density, the gravitational force may not be enough to press the ball to the valve seat. The disadvantage of the method according to the prototype is the difficulty of solving the problem of filling the hollow shell with a weighting material. Indeed, if the shell is already made, and it is airtight, then it becomes rather difficult to place another material inside. The authors of the well-known solution propose to perform drilling in the wall of the spherical shell. A weighting material made of a non-degradable material is poured into the hole formed. The hole is then closed with a cork made of degradable material.

Недостатком метода является необходимость изготовления материала-утяжелителя как сыпучей среды. Естественно, что плотность сыпучего материала оказывается ниже плотности материала, из которого сыпучий материал изготовлен. Поэтому гравитационное усилие оказывается заведомо снижено. Другим недостатком является сложность изготовления самой полой оболочки. В описании к патенту не указано, каким способом можно создать внутреннюю сферическую поверхность внутри сферы. Еще одним недостатком является нерешенность вопроса сохранения правильной наружной сферической поверхности: наличие пробки мешает поддерживать эту поверхность в виде правильной сферы. Любое отклонение от правильной сферы влечет за собой возникновение зазора между шаром и седлом клапана, что приводит к утечкам рабочей жидкости.The disadvantage of the method is the need to manufacture the weighting material as a loose medium. Naturally, the density of the bulk material is lower than the density of the material from which the bulk material is made. Therefore, the gravitational force is obviously reduced. Another disadvantage is the complexity of manufacturing the hollow shell itself. The description of the patent does not indicate how to create an internal spherical surface inside the sphere. Another disadvantage is the unresolved issue of maintaining a regular outer spherical surface: the presence of a cork makes it difficult to maintain this surface in the form of a regular sphere. Any deviation from the correct sphere entails a gap between the ball and the valve seat, which leads to leakage of the working fluid.

Технической проблемой, на решение которой направлен заявляемый объект, является максимально возможное утяжеление шарового элемента клапана, что становится возможным, если в отличие от прототипа заполнять полость сферы не сыпучим материалом, а компактной средой.The technical problem to be solved by the claimed object is the maximum possible weighting of the ball element of the valve, which becomes possible if, unlike the prototype, the sphere cavity is filled not with bulk material, but with a compact medium.

Предлагается способ изготовления шарового элемента клапана для буровых скважин, который включает изготовление оболочки из деградируемого материала, например, магния или магниевого сплава и заполнение оболочки недеградируемым материалом, например, сталью. Способ отличается тем, что оболочку из деградируемого материала выполняют в виде цилиндрического стакана с дном, в стакан помещают шар из недеградируемого материала, закрывают крышкой и получают композиционную сборку, композиционную сборку помещают в контейнер пресса и изменяют форму оболочки до сферической, применяя схему сжатия двумя пуансонами с торцами в виде полусфер до плотного смыкания торцов цилиндрического стакана. Применение схемы совместной деформации деградируемого и недеградируемого материалов позволяет получать их герметичное соединение. Шар из недеградируемого материала, помещенный внутри цилиндрического стакана с дном в этом случае играет роль оправки, формирующей внутреннюю поверхность оболочки из деградируемого материала, что позволяет решить поставленную техническую проблему.SUBSTANCE: proposed is a method for manufacturing a ball valve element for boreholes, which includes manufacturing a shell from a degradable material, such as magnesium or a magnesium alloy, and filling the shell with a non-degradable material, such as steel. The method differs in that the shell of a degradable material is made in the form of a cylindrical cup with a bottom, a ball of a non-degradable material is placed in the cup, the lid is closed and a composite assembly is obtained, the composite assembly is placed in a press container and the shape of the shell is changed to spherical, using a compression scheme with two punches with ends in the form of hemispheres until the ends of the cylindrical glass tightly close. The application of the scheme of joint deformation of degradable and non-degradable materials makes it possible to obtain their hermetic connection. A ball made of a non-degradable material placed inside a cylindrical cup with a bottom in this case plays the role of a mandrel that forms the inner surface of a shell made of a degradable material, which makes it possible to solve the technical problem posed.

Оболочку из деградируемого материала, выполненную в виде цилиндрического стакана с дном, можно получать методом листовой штамповки из листовой заготовки с применением глубокой вытяжки, что является известным процессом [10]. Крышку можно получать методом листовой штамповки из листовой заготовки с применением операции вырубки, что также является известным процессом.A shell made of a degradable material, made in the form of a cylindrical cup with a bottom, can be obtained by sheet stamping from a sheet blank using deep drawing, which is a well-known process [10]. The lid can be sheet-forged from a blank using a punching operation, which is also a known process.

Применение листовой заготовки позволяет удешевить цикл изготовления, поскольку листовая штамповка является широко распространенным процессом, а заготовки в виде листа наиболее дешевым видом сырья.The use of sheet blanks makes it possible to reduce the cost of the manufacturing cycle, since sheet stamping is a widespread process, and sheet blanks are the cheapest type of raw material.

Оболочку из деградируемого материала, выполненную в виде цилиндрического стакана с дном, можно получать обратным выдавливанием из сплошной цилиндрической заготовки. Применение обратного выдавливания для изготовления оболочки из деградируемого материала является более дорогим процессом, чем листовая штамповка, но вследствие лучшей схемы напряженного состояния позволяет получить оболочку из малопластичных сплавов.A shell made of a degradable material, made in the form of a cylindrical cup with a bottom, can be obtained by reverse extrusion from a solid cylindrical billet. The use of reverse extrusion for the manufacture of a shell from a degradable material is a more expensive process than sheet stamping, but due to a better stress state scheme, it makes it possible to obtain a shell from low-plastic alloys.

Шар из недеградируемого материала можно получать методом поперечной винтовой прокатки. Обоснованность выбора метода поперечной винтовой прокатки обусловлена его высокой производительностью, поэтому он чаще всего применяется для изготовления мелющих тел. Недостатком метода является возможное отклонение изделия от правильной сферической формы. Но этот недостаток в данном техническом решении становится малозначимым, поскольку шар из недеградируемого материала помещен в оболочку, которая и должна обеспечить эту правильную сферическую форму.A ball of non-degradable material can be obtained by the method of transverse helical rolling. The validity of the choice of the method of transverse helical rolling is due to its high productivity, so it is most often used for the manufacture of grinding media. The disadvantage of the method is the possible deviation of the product from the correct spherical shape. But this disadvantage in this technical solution becomes insignificant, since the ball of non-degradable material is placed in a shell, which should provide this correct spherical shape.

Шар из недеградируемого материала можно получать методом объемной штамповки, что позволяет сделать его форму более правильной [11].A ball from a non-degradable material can be obtained by forging, which makes it possible to make its shape more regular [11].

На фиг. 1 отображена общая схема процесса осадки заготовки с оболочкой перед деформацией, на фиг. 2 то же после деформации при идеализированной картине в отсутствие трения. На фиг. 3 и 4 показана схема сечения шара и оболочки по время осуществления деформации, а на фиг. 5 -после процесса деформации. Фиг. 6 иллюстрирует процесс листовой штамповки вырубкой. На фиг. 7 схематично отображена начальная стадия глубокой вытяжки. На фиг. 8 отображен незавершенный процесс глубокой вытяжки. Фиг. 9 иллюстрирует процесс обратного выдавливания из сплошной цилиндрической заготовки.In FIG. 1 shows the general scheme of the process of upsetting the workpiece with the shell before deformation, in Fig. 2 the same after deformation with an idealized picture in the absence of friction. In FIG. 3 and 4 show a diagram of the cross section of the ball and the shell during the deformation, and in Fig. 5 - after the deformation process. Fig. 6 illustrates a sheet punching process. In FIG. 7 schematically shows the initial stage of deep drawing. In FIG. 8 shows an incomplete deep drawing process. Fig. 9 illustrates the back extrusion process from a solid cylindrical blank.

Способ реализуется следующим образом. Предварительно оболочку из деградируемого материала выполняют в виде цилиндрического стакана 1 (фиг. 1) с дном, в стакан помещают шар 2 из недеградируемого материала, например, из стали, закрывают стакан крышкой 3 и получают композиционную сборку. Композиционную сборку помещают в контейнер пресса 4 и изменяют форму оболочки до сферической, применяя схему сжатия двумя пуансонами 5 и 6 с торцами в виде полусфер до плотного смыкания торцов цилиндрического стакана. В результате воздействия пуансонов 5 и 6 происходит изменение формы композиционной сборки: форма меняется от состояния полого цилиндра до состояния полого шара 7 (фиг. 2), при этом внутри полого шара оказывается размещенным шар 2 из недеградируемого материала.The method is implemented as follows. The shell of the degradable material is preliminarily made in the form of a cylindrical cup 1 (Fig. 1) with a bottom, a ball 2 of a non-degradable material, for example, steel, is placed in the cup, the cup is covered with a lid 3, and a composite assembly is obtained. The composite assembly is placed in the container of the press 4 and the shape of the shell is changed to a spherical one, using a compression scheme with two punches 5 and 6 with ends in the form of hemispheres until the ends of the cylindrical cup tightly close. As a result of the impact of punches 5 and 6, the shape of the composite assembly changes: the shape changes from the state of a hollow cylinder to the state of a hollow ball 7 (Fig. 2), while a ball 2 of a non-degradable material is placed inside the hollow ball.

Ход формоизменения и достижение результата является не очевидным. Например, возможна потеря устойчивости на стадиях деформации стенки стакана. Поэтому для доказательства достижения технического результата выполнены расчеты методом конечных элементов в программном модуле DEFORM формоизменения композиционной заготовки.The course of the form change and the achievement of the result is not obvious. For example, a loss of stability is possible at the stages of deformation of the glass wall. Therefore, to prove the achievement of the technical result, calculations were performed by the finite element method in the DEFORM software module for forming a composite blank.

Постановка задачи включала в себя описание геометрии очага деформации в исходном состоянии, описание физических и пластических свойств на основе справочных данных, задание граничных условий в перемещениях.The statement of the problem included a description of the geometry of the deformation zone in the initial state, a description of the physical and plastic properties based on reference data, and the assignment of boundary conditions in displacements.

Заготовка из деградируемого материала - магния, представлена в виде цилиндра с полостью (наружный диаметр цилиндра d₁=16 мм, внутренний диаметр цилиндра d₁=13 мм, высота цилиндра h₁=17,8 мм, высота полости цилиндра h₂=16,3 мм, 3×25° 1 фаска) и крышки (диаметр крышки d₃ равен наружному диаметру цилиндра d₁, толщина крышки s₃ равна толщине стенки цилиндра, 3×25° 1 фаска). Диаметр стального шара D₁ равен внутреннему диаметру цилиндра d₂. В решении коэффициент трения по Кулону равен 0,2.A blank made of a degradable material - magnesium, is presented in the form of a cylinder with a cavity (cylinder outer diameter d ₁ =16 mm, cylinder inner diameter d ₁ =13 mm, cylinder height h ₁ =17.8 mm, cylinder cavity height h ₂ =16, 3 mm, 3×25° 1 chamfer) and covers (lid diameter d ₃ is equal to the outer diameter of the cylinder d ₁ , cover thickness s ₃ is equal to the thickness of the cylinder wall, 3×25° 1 chamfer). The diameter of the steel ball D ₁ is equal to the inner diameter of the cylinder d ₂ . In the solution, the Coulomb friction coefficient is 0.2.

На фиг. 3 показано изменение формы стакана с крышкой при относительном обжатии 10%, на фиг. 3. - при относительном обжатии 30%. Здесь видно, что заполнение штампового пространства осуществляется без образования дефектов.In FIG. 3 shows the change in the shape of the cup with a lid at a relative reduction of 10%, FIG. 3. - with a relative reduction of 30%. It can be seen here that the filling of the stamp space is carried out without the formation of defects.

Окончательное формоизменение показано на фиг. 5, где видно продольное сечение композиционной сборки, состоящей из магниевого полого шара 7 и стального шара 2. На рисунке показана сетка конечных элементов, используемая при решении задачи. Как видно из представленного рисунка, удалось получить внешний контур сборки в форме сферической поверхности. При этом не произошло искажения формы стального шара вследствие более высокого уровня прочности стали по отношению к магнию.The final shaping is shown in Fig. 5, which shows a longitudinal section of a composite assembly consisting of a magnesium hollow ball 7 and a steel ball 2. The figure shows the finite element mesh used in solving the problem. As can be seen from the presented figure, it was possible to obtain the outer contour of the assembly in the form of a spherical surface. At the same time, there was no distortion of the shape of the steel ball due to the higher level of strength of steel in relation to magnesium.

Соединение крышки и стакана достигается, за счет диффузионной сварки давлением, описанной, например, в статье [12].The connection of the cover and the glass is achieved by diffusion pressure welding, described, for example, in the article [12].

Фиг. 6 иллюстрирует процесс листовой штамповки вырубкой пуансоном 8 из листа 9 крышки и листовой заготовки под глубокую вытяжку, что описано, например, в патенте [13]. На фиг. 7 схематично отображена начальная стадия глубокой вытяжки с расположением дисковой листовой заготовки 10 на кромках штампа 11 и воздействие на заготовку пуансона 12. На фиг. 8 отображен незавершенный процесс глубокой вытяжки пуансоном 12 с получением цилиндрического стакана 1. На фиг. 9 показано, что цилиндрический стакан 1 можно получить в процессе обратного выдавливания пуансоном 13 из сплошной цилиндрической заготовки 14.Fig. 6 illustrates the process of sheet stamping by punching punch 8 from cover sheet 9 and sheet blank for deep drawing, which is described, for example, in the patent [13]. In FIG. 7 schematically shows the initial stage of deep drawing with the location of the disk sheet blank 10 on the edges of the stamp 11 and the impact on the blank of the punch 12. In FIG. 8 shows the unfinished process of deep drawing with a punch 12 to obtain a cylindrical cup 1. In FIG. 9 shows that a cylindrical cup 1 can be obtained in the process of reverse extrusion by a punch 13 from a solid cylindrical billet 14.

Шар из недеградируемого материала возможно получить методом поперечно винтовой прокатки, что описано, например, в патентах [14, 15] или методом объемной штамповки [16]. При необходимости для исправления размеров или формы полученный шаровой элемент клапана может быть дополнительно обработан резанием, шлифованием и полированием.A ball from a non-degradable material can be obtained by transverse helical rolling, which is described, for example, in patents [14, 15] or by die forging [16]. If necessary, to correct the size or shape, the obtained ball valve element can be further processed by cutting, grinding and polishing.

Технический результат заключается в решении поставленной технической проблемы: максимально возможное утяжеление шарового элемента клапана, что становится возможным, если в отличие от прототипа заполнять полость сферы не сыпучим материалом, а компактной средой. Такой компактной средой является шар из недеградирующего материала. Сыпучая среда из-за наличия пор между частицами обладает заведомо меньшей плотностью, чем компактная среда. Поэтому шар из сплошного материала заведомо тяжелее сферического объема, занимаемого сыпучей средой. Дополнительным преимуществом предлагаемого метода является наличие напряжений подпора со стороны шара из недеградируемого материала при пластическом формоизменении и создании оболочки из деградируемого материала. Наличие дополнительных напряжений сжатия положительно сказывается на повышении пластичности материала оболочки [17].The technical result consists in solving the technical problem posed: the maximum possible weighting of the valve ball element, which becomes possible if, unlike the prototype, the sphere cavity is filled not with bulk material, but with a compact medium. Such a compact medium is a ball of non-degradable material. A granular medium, due to the presence of pores between particles, has a known lower density than a compact medium. Therefore, a ball of solid material is obviously heavier than a spherical volume occupied by a granular medium. An additional advantage of the proposed method is the presence of backwater stresses from the side of a ball of non-degradable material during plastic deformation and creation of a shell from a degradable material. The presence of additional compressive stresses has a positive effect on increasing the plasticity of the shell material [17].

По отношению к шаровым элементам, целиком изготовленным из деградируемого материала, достигается снижение стоимости, поскольку цветной металл в середине шара заменяется на черный металл, стоящий намного дешевле.With respect to balls made entirely of degradable material, a cost reduction is achieved, since the non-ferrous metal in the middle of the ball is replaced by a much cheaper ferrous metal.

Источники информацииSources of information

1. Патент СА2897732. Degradable ball sealer. Jordan Stephen W [Us]; Cornett Kenneth W [Us]; Dudzinski Paul. Заявитель PARKER HANNIFIN CORP [US]. МПК C22C 1/04; E21B 33/138. Заявка CA 20132897732 от 2013.06.18. Также опубликовано, как: ЕР2946064 ЕР 2946064 ES 2644306 PL 2946064 US 2014196899.1. Patent CA2897732. degradable ball sealer. Jordan Stephen W [Us]; Cornett Kenneth W [Us]; Dudzinski Paul. Applicant PARKER HANNIFIN CORP [US]. IPC C22C 1/04; E21B 33/138. Application CA 20132897732 dated 2013.06.18. Also published as: EP2946064 EP 2946064 ES 2644306 PL 2946064 US 2014196899.

2. Патент CN 105908037. Magnesium alloy used for manufacturing soluble fracturing ball and preparing method of magnesium alloy Yang Jun; Gao Yan; Yin Junlu; Fan Qiguo; Jing Zhiming; Han Zhenhua. Заявитель CHANGQING DOWNHOLE TECHNOLOGY OPERATION CO OF CNPC CHUANQING DRILLING ENG CO LTD. Опубл. 2016-08-31. МПК C22C 1/02; C22C 23/00; C22C 23/04; C22F 1/06. Заявка CN 201610467486 от 2016.06.242. Patent CN 105908037. Magnesium alloy used for manufacturing soluble fracturing ball and preparing method of magnesium alloy Yang Jun; Gao Yang; Yin Junlu; Fan Qiguo; Jing Zhiming; Han Zhenhua. Applicant CHANGQING DOWNHOLE TECHNOLOGY OPERATION CO OF CNPC CHUANQING DRILLING ENG CO LTD. Published 2016-08-31. IPC C22C 1/02; C22C 23/00; C22C 23/04; C22F 1/06. Application CN 201610467486 dated 2016.06.24

3. Патент CN 105950930. Soluble extrusion magnesium alloy and preparation method thereof. Yang Jun; Han Zhenhua; Deng Xiaoqiang; Yin Junlu; Zhang Wen; Chen Fei. Заявитель CHANGQING DOWNHOLE TECHNOLOGY OPERATION CO OF CNPC CHUANQPNG DRILLING ENG CO LTD. МПК C22C 23/02; C22F 1/06. Опубл. 2016-09-21. Заявка CN 201610470762 от 2016.06.243. Patent CN 105950930. Soluble extrusion magnesium alloy and preparation method thereof. Yang Jun; Han Zhenhua; Deng Xiaoqiang; Yin Junlu; Zhang Wen; Chen Fei. Applicant CHANGQING DOWNHOLE TECHNOLOGY OPERATION CO OF CNPC CHUANQPNG DRILLING ENG CO LTD. IPC C22C 23/02; C22F 1/06. Published 2016-09-21. Application CN 201610470762 dated 2016.06.24

4. Патент GB 2554793. Corrodible downhole article. Timothy E Wilks [Gb]; Mark Turski [Gb]. Заявитель MAGNESIUM ELEKTRON LTD. Опубл. 2018-04-11. МПК B22D 21/00; C09K 8/80; C22C 23/00; C22C 23/02; C22C 23/04; C22C 23/06; E21B 34/06; E21B 43/12; E21B 43/267 Заявка GB 20170012249 от 2015.07.284. Patent GB 2554793 Corrodible downhole article. Timothy E Wilks [Gb]; Mark Turski [Gb]. Applicant MAGNESIUM ELEKTRON LTD. Published 2018-04-11. IPC B22D 21/00; C09K 8/80; C22C 23/00; C22C 23/02; C22C 23/04; C22C 23/06; E21B 34/06; E21B 43/12; E21B 43/267 Application GB 20170012249 dated 2015.07.28

5. Патент CN 107385245. Manufacturing method of soluble alloy fracturing ball for oil and gas exploitation Опубл. 2017-11-24. Liu Yue; Wang Wenjin; Li Yan; Han Zhenhua; Hao Minmin. Заявка CN 201710430332 от 2017.06.095. Patent CN 107385245. Manufacturing method of soluble alloy fracturing ball for oil and gas exploitation Publ. 2017-11-24. Liu Yue; Wang Wenjin; Li Yan; Han Zhenhua; hao minmin. Application CN 201710430332 dated 2017.06.09

6. Патент CN107099712. Soluble magnesium alloy composite fracturing ball and preparation method thereof. Опубл. 2017-08-29. Yu Sirong; Ji Zhikang; Xiong Wei; Liu Enyang; Jiang Qian; Zhao Yan. UNIV CHINA PETROLEUM. МПК С09К 8/62; С09К 8/70; С22С 1/06; С22С 1/10; С22С 23/02; С22С 32/00; C25D 11/30. Заявка CN 201710381832 от 2017.05.266. Patent CN107099712. Soluble magnesium alloy composite fracturing ball and preparation method thereof. Published 2017-08-29. Yu Sirong; Ji Zhikang; Xiong Wei; Liu Enyang; Jiang Qian; Zhao Yan. UNIV CHINA PETROLEUM. IPC S09K 8/62; С09К 8/70; С22С 1/06; С22С 1/10; С22С 23/02; С22С 32/00; C25D 11/30. Application CN 201710381832 dated 2017.05.26

7. Патент CN 107675055 (A). Preparation method of high-pressure-resistance degradable magnesium-based composite. Опубл. 2018-02-09. Deng Kunkun; Niu Haoyi; Wang Cuiju; Wang Xiaojun; Nie Kaibo; Zhang Xuanchang; Liang Wei. UNIV TAIYUAN TECHNOLOGY. МПК C22C 1/10; C22C 23/00; C22C 32/00; E21B 43/26. Заявка CN 201710950091 от 2017.10.127. Patent CN 107675055 (A). Preparation method of high-pressure-resistance degradable magnesium-based composite. Published 2018-02-09. Deng Kunkun; Niu Haoyi; Wang Cuiju; WangXiaojun; Nie Kaibo; Zhang Xuanchang; Liang Wei. UNIV TAIYUAN TECHNOLOGY. IPC C22C 1/10; C22C 23/00; C22C 32/00; E21B 43/26. Application CN 201710950091 dated 2017.10.12

8. Патент CN 204371293. Self-dissolution fracturing ball for oil and gas well fracturing technology. Опубл. 2015-06-03. Xi Junjie; Zhang Weigang; Xi Tianyu; Xi Tianyue; Yu Shouquan; Huang Chuanbing; Luo Rongli. Заявитель Xi Junjie. МПК E21B 43/267. Заявка CN 201420813510U от 2014.12.18.8. Patent CN 204371293. Self-dissolution fracturing ball for oil and gas well fracturing technology. Published 2015-06-03. Xi Junjie; Zhang Weigang; Xi Tianyu; Xi Tianyue; Yu Shouquan; Huang Chuanbing; Luo Rongli. Applicant Xi Junjie. IPC E21B 43/267. Application CN 201420813510U dated 2014.12.18.

9. Патент CN 208934677. Soluble pressure building ball. Liu Duorong; Lan Lin; Pan Baofeng; Yang Bing; Yang Dongmei; Wang Wenyao; Tan Jia; Li Zhixin. Заявитель CHINA PETROLEUM & CHEM CORP; SINOPEC SOUTHWEST OIL & GAS CO. МПК E21B 43/26. Заявка CN 201821641602U от 2018.10.10.9. Patent CN 208934677 Soluble pressure building ball. Liu Duorong; Lan Lin; Pan Baofeng; Yangbing; Yang Dongmei; Wang Wenyao; Tan Jia; Li Zhixin. Applicant CHINA PETROLEUM & CHEM CORP; SINOPEC SOUTHWEST OIL & GAS CO. IPC E21B 43/26. Application CN 201821641602U dated 2018.10.10.

10. Патент RU 2580257. Способ получения изделий типа стакан из немерных концов труб. Логинов Ю.Н., Мальцева Л.А., Батуева Е.А. Опубл. 10.04.2016. МПК В21D 22/00. Заявка №2014117460/02 от 29.04.2014.10. Patent RU 2580257. A method for producing cup-type products from non-dimensional pipe ends. Loginov Yu.N., Maltseva L.A., Batueva E.A. Published 04/10/2016. IPC B21D 22/00. Application No. 2014117460/02 dated 04/29/2014.

11. Патент RU 2167020. Способ производства шаров. Буркин С.П., Логинов Ю.Н. Опубл. 20.05.2001. МПК В21К 1/02, В21Н 1/14. Заявитель Уральский государственный технический университет. Заявка 99119246/02 от 01.09.1999.11. Patent RU 2167020. Method for the production of balls. Burkin S.P., Loginov Yu.N. Published May 20, 2001. IPC V21K 1/02, V21N 1/14. Applicant Ural State Technical University. Application 99119246/02 dated 09/01/1999.

12. Логинов Ю.Н., Илларионов А.Г., Клюева С.Ю., Иванова М.А. Деформации и структура металла при холодной стыковой сварке медных заготовок. Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2012..№1. С.37-44.12. Loginov Yu.N., Illarionov A.G., Klyueva S.Yu., Ivanova M.A. Deformations and structure of metal during cold butt welding of copper blanks. News of higher educational institutions. Non-ferrous metallurgy. 2012..№1. pp.37-44.

13. Патент на изобретение RU 2580257. Способ получения изделий типа стакан из немерных концов труб. Логинов Ю.Н., Мальцева Л.А., Батуева Е.А. МПК B21D 22/00. Опубл. 10.04.2016. Заявка №2014117460/02 от 29.04.2014.13. Patent for invention RU 2580257. A method for producing cup-type products from random pipe ends. Loginov Yu.N., Maltseva L.A., Batueva E.A. IPC B21D 22/00. Published 04/10/2016. Application No. 2014117460/02 dated 04/29/2014.

14. Патент RU 2162025. Главная линия стана для прокатки шаров. МПК В21Н 1/14. Ковтушенко А.А., Копылов А.Ф., Лагутин С.А., Тартаковский И.К. Заявка 98109699/02 от 1998-05-19. Опубл. 20.01.2001.14. Patent RU 2162025. The main line of the mill for rolling balls. IPC V21N 1/14. Kovtushenko A.A., Kopylov A.F., Lagutin S.A., Tartakovsky I.K. Application 98109699/02 dated 1998-05-19. Published 01/20/2001.

15. Патент на изобретение RU 2167020. Способ производства шаров. Буркин С.Л., Логинов Ю.Н. МПК В21К 1/02, В21Н 1/14. Опубл. 20.05.2001. Заявка №99119246/02 от 01.09.1999.15. Patent for invention RU 2167020. Method for the production of balls. Burkin S.L., Loginov Yu.N. IPC V21K 1/02, V21N 1/14. Published May 20, 2001. Application No. 99119246/02 dated 09/01/1999.

16. Патент RU 2465978. Способ производства стальных мелющих шаров и штамп для безоблойной штамповки стальных мелющих шаров. МПК В21К 1/02. Черкайкин В.Н., Саттаров Р.Г., Вяткин А.Л., Алеев Р.Н. Заявка 2011130452/02 от 2011-07-22. Опубл. 10.11.2012.16. Patent RU 2465978. Method for the production of steel grinding balls and a stamp for flashless stamping of steel grinding balls. IPC V21K 1/02. Cherkaikin V.N., Sattarov R.G., Vyatkin A.L., Aleev R.N. Application 2011130452/02 dated 2011-07-22. Published 11/10/2012.

17. Kamenetskii B.I., Loginov Y.N., Kruglikov NA. Possibilities of a new cold upsetting method for increasing magnesium plastification. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2017. T. 58. №2. C. 124-129.17. Kamenetskii B.I., Loginov Y.N., Kruglikov N.A. Possibilities of a new cold upsetting method for increasing magnesium plastification. Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2017. V. 58. No. 2. pp. 124-129.

Claims

1. A method for manufacturing a ball element of a valve for boreholes, including obtaining a spherical shell from a degradable material, which is magnesium, filled with a non-degradable material, which is steel, characterized in that a magnesium workpiece is obtained in the form of a cylindrical cup with a bottom and caps, a steel ball is used, which is placed in a cylindrical cup and the cup is closed with a lid to obtain a composite assembly, and a spherical shell of magnesium filled with steel is obtained by placing the composite assembly in a press container and changing the shape of the shell to spherical by compressing it with two punches with ends in the form of hemispheres until the ends of the cylindrical glass tightly close.

2. A method for manufacturing a ball valve element for boreholes according to claim 1, characterized in that the cylindrical sleeve and the cover are obtained by sheet stamping from a sheet blank.

3. A method for manufacturing a ball valve element for boreholes according to claim 1, characterized in that the cylindrical sleeve is obtained by reverse extrusion from a solid cylindrical billet.

4. A method of manufacturing a ball valve element for boreholes according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the steel ball is obtained by helical rolling.

5. A method of manufacturing a ball valve element for boreholes according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the steel ball is obtained by forging.