Разработка нефтегазовых ресурсов в вечной мерзлоте полярных регионов сталкивается с рядом инженерных проблем, таких как таяние естественного льда вокруг скважин и нарушение целостности скважинного ствола. Для решения этих задач проведены эксперименты по оценке теплоизоляционных характеристик вакуумных изоляционных труб, исследовано влияние температуры окружающей среды, температуры жидкости и степени вакуума на изоляционные свойства труб. На основе экспериментальных данных построена модель прогнозирования эффективного теплопроводного коэффициента вакуумных изоляционных труб с учетом множества факторов. С помощью численного моделирования по оценке зоны таяния льда и индекса стабильности изучена роль вакуумных изоляционных труб в нефтегазовом освоении в зоне вечной мерзлоты. Исследование показало: повышение температуры усиливает тепловое движение молекул газа внутри изоляции, эффективный теплопроводный коэффициент вакуумных труб увеличивается с ростом температуры окружающей среды и жидкости; повышение вакуума увеличивает число молекул газа в изоляционном слое, повышая вероятность столкновений, что ведет к увеличению эффективного теплопроводного коэффициента; при использовании вакуумных изоляционных труб зона таяния вечной мерзлоты вокруг скважины составляет лишь 9,37% от зоны при использовании обычных труб, а зона нестабильности мерзлоты — 13,04% от условий обычных труб, что свидетельствует о значительной эффективности изоляции.

вечная мерзлота;изоляционные трубы;теплоизоляционные характеристики;таяние льда;стабильность скважины