Исследование энергосберегающих процессов и разработка геотехнологии извлечения ценных компонентов из гидротермальных растворов современных геотермальных систем. Комплексная оценка воздействия разработки геотермальных месторождений на окружающую среду. Исследования тепло-массопереноса в многофазных системах при освоении и разработке геотермальных систем и месторождений методами лабораторного эксперимента и численного моделирования

Объектами исследования являются: гидротермальный нанокремнезем, токсичные соединения геотермальных растворов, процессы конденсации, технологии извлечения геотермальной энергии, термогидродинамические процессы в геотермальном резервуаре, геотермальные месторождения Камчатки. Получены концентрированные водные золи кремнезема из жидкой фазы гидротермальных растворов 2-х ступенчатым ультрафильтрационным мембранным концентрированием. Проведены эксперименты по изучению влияния наночастиц гидротермального кремнезема на прочность при сжатии бетонов. Получены данные по связыванию Ca(OH)2 аморфными кремнеземами в атмосфере аргона. Достигнуты повышение абразивной стойкости, водонепроницаемости и морозостойкости цементно-песчаных составов с добавлением частиц нанокремнезема. Проведены исследования по комплексной переработке гидротермальных растворов и отработанных теплоносителей геотермальных станций. Установлено, что для извлечения борной кислоты и ее солей наиболее эффективным является метод последовательной двухступенчатой сорбции: 1 – удаление основной части катионов с использованием катионита КУ-2-8; 2 – извлечение борной кислоты с помощью слабоосновного анионита АН-31. Извлечение лития целесообразно проводить сульфокатионитом КУ-2-8 в динамическом режиме. Разработаны рекомендации по применению промышленных катионитов Токем-160 и Amberlite IR-120 для извлечения лития из отработанного теплоносителя. Исследован процесс теплообмена при конденсации нисходящего взаимозакрученного и восходящего потока водяного пара в трубе большого диаметра. Показано, что интенсивность теплоотдачи при небольших расходах пленки конденсата существенно ниже значений, предсказываемых по классической теории Нуссельта. Экспериментальные корреляционные зависимости могут соответствовать классическому решению Нуссельта при более высоких расходах пленки конденсата. Проведенный анализ результатов визуальных исследований падения давления в макро-, мини- и микроканалах, показал близкие картины структур потоков и зависимости падения давления от физических и геометрических параметров конденсационных потоков, а также показал необходимость проведения аналитических и экспериментальных исследований в микроканалах с различными эквивалентными диаметрами, формой и углом наклона к горизонту. Рассмотрено влияние токсических факторов термоминеральной воды Паратунского гидротермального месторождения на микроорганизмы с целью установления присутствия токсических веществ в составе пелоидного водного экстракта. Выполнен анализ изменения компонентов природных ландшафтов при эксплуатации некоторых геотермальных месторождений Камчатки. Представлены сравнительные результаты исследований по предотвращению образования отложений, очистке геотермальных растворов, извлечению ценных химических соединений. Для определения путей миграции глубинных флюидов, магм, постмагматических растворов разработана технология создания базы данных для объемного изображения раздробленности участка земной коры по результатам дешифрирования космических и аэрофотоснимков местности. На основе имеющейся геолого-геофизической информации разработаны концептуальные и численные термогидродинамические модели Мутновского месторождения парогидротерм, Кошелевской геотермальной системы, Авачинской геотермальной площади. Выполнена оценка их теплоэнергетического потенциала. Установлены наиболее эффективные технологические схемы разработки геотермальных резервуаров и рациональные параметры работы перспективных геотермальных циркуляционных систем для различных режимов эксплуатации, оценены их энергетический потенциал и технико-экономическая эффективность. Проведены натурные измерения содержания радона в эксплуатационных скважинах на Эссовском, Анавгайском и Быстринском геотермальных месторождениях Камчатского края. Обнаружено наличие радона в попутных газах.