극지 영구동토대의 석유 및 가스 자원 안전하고 효율적인 개발은 우물 주변 자연 얼음 해빙, 우물 구멍 완전성 손상 등 일련의 공학적 문제에 직면해 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 진공 단열 케이싱의 단열 성능 평가 실험을 통해 환경 온도, 유체 온도 및 진공도 등 요소가 케이싱 단열 성능에 미치는 영향을 탐구하였다; 실험 결과를 바탕으로 다요인 영향의 진공 단열 케이싱 유효 열전도율 예측 모델을 구축하였다; 수치 시뮬레이션 기술을 활용하여 해빙 범위 및 안정성 지수를 통해 진공 단열 케이싱이 동토대 석유 및 가스 개발에 미치는 관련 역할을 평가하였다. 연구 결과 온도 상승은 단열층 내 가스 분자의 열운동을 강화하며, 환경 온도 및 유체 온도가 상승함에 따라 진공 단열 케이싱의 유효 열전도율이 증가하였다; 진공도를 높이면 단열층 내 가스 분자 수가 증가하여 분자 충돌 접촉 기회가 늘어나 진공 단열층의 유효 열전도율이 증가하였다; 진공 단열 케이싱 사용 시 우물 주변 동토대 해빙 범위는 기존 케이싱 대비 9.37%에 불과하며, 동토대 불안정 영역은 기존 케이싱 조건의 13.04%로 단열 효과가 뚜렷하였다.

영구동토;단열 케이싱;단열 성능;얼음 해빙;우물 안정성