[发明专利]一种基于尖点突变理论的钻井井壁竖向稳定性分析方法

权利要求书

1.一种基于尖点突变理论的钻井井壁竖向稳定性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、构建钻井井壁竖向力学模型，基于所述力学模型获取钻井井壁变形挠度曲线；

S2、基于所述钻井井壁竖向力学模型、所述钻井井壁变形挠度曲线，构建等断面钻井井壁的总势能函数；

S3、基于所述等断面钻井井壁的总势能函数，构建等断面钻井井壁的失稳突变模型；

S4、基于等断面钻井井壁的失稳突变模型，通过尖点突变理论获取钻井井壁的临界深度值；所述钻井井壁的临界深度值包括满水状态下钻井井壁的临界深度值、非满水状态下钻井井壁的临界深度值。

2.根据权利要求1所述的基于尖点突变理论的钻井井壁竖向稳定性分析方法，其特征在于，所述步骤S1中，钻井井壁变形挠度曲线的获取方法包括：

基于井壁自重、泥浆对井壁外表面作用的侧向压力、配重水对井壁内表面作用的侧向压力获取等断面钻井井壁变形挠度曲线。

3.根据权利要求1所述的基于尖点突变理论的钻井井壁竖向稳定性分析方法，其特征在于，所述步骤S2中，钻井井壁的总势能为所述钻井井壁竖向挠曲变形释放的应变能与外力势能之和，所述外力势能为竖向外力引起的外力势能与水平方向外力引起的外力势能之和。

4.根据权利要求3所述的基于尖点突变理论的钻井井壁竖向稳定性分析方法，其特征在于，所述竖向外力引起的外力势能包括井壁自重、泥浆对井壁外表面作用的侧向压力在竖向的分量、配重水对井壁内表面作用的侧向压力在竖向的分量；所述水平方向外力引起的外力势能包括泥浆对井壁外表面作用的侧向压力在水平方向的分量、配重水对井壁内表面作用的侧向压力在水平方向的分量。

5.根据权利要求1所述的基于尖点突变理论的钻井井壁竖向稳定性分析方法，其特征在于，所述步骤S3中，构建等断面钻井井壁的失稳突变模型的方法包括：

基于尖点突变数学模型，对所述等断面钻井井壁的总势能函数进行等量变换，得到等断面钻井井壁的失稳突变模型。

6.根据权利要求1所述的基于尖点突变理论的钻井井壁竖向稳定性分析方法，其特征在于，所述步骤S4中，通过尖点突变理论获取钻井井壁的临界深度值的具体方法包括：

S41、基于等断面钻井井壁的失稳突变模型，通过尖点突变理论计算等断面钻井井壁竖向失稳的发生条件；

S42、基于等断面钻井井壁竖向失稳的发生条件，获取满水状态下钻井井壁处于不同平衡状态时的深度阈值，基于不同平衡状态时的深度阈值得到满水状态下钻井井壁的临界深度值；

S43、基于等断面钻井井壁竖向失稳的发生条件、满水状态下钻井井壁的临界深度值，获取非满水状态下钻井井壁的临界深度值。