Наименование темы проекта: «Биоинженерный цифровой дизайн и инновационное производство персонализарованных и унифицированных пластин для остеосинтеза» 1. Цель и задачи проекта Цель проекта заключается в разработке и биомеханической оптимизации конструкции уникальных анатомических пластин для остеосинтеза при переломах костей конечностей, максимально приближенным по свойствам упругости к упругости человеческой кости. Оптимизация металлических пластин будет проведена с учетом сложности геометрии, критериев прочности, упругости и металлоемкости. Важным этапом проекта будет организация производства таких пластин на казахстанских заводах с целью замены дорогостоящих иностранных аналогов. Оосновываясь на применении цифровых технологий планируется разработать биоинженерный дизайн пластин для сращения переломов и системы креплений в различных частях скелета, пподход цифровизации процесса проектирования и изготовления позволит создать оптимальные решения, учитывающие анатомические особенности различных частей скелета, механических свойств человеческой кости, что в свою очередь повысит эффективность процесса остеосинтеза и приведет к улучшению результаты лечения переломов особенно для пациентов пожилого возраста. Основными подходами будут применение инструментов цифрового материаловедения DIGIMAT для предсказания влияния пористости титана на модуль упругости , вычислительный эксперимент будет верифицирован физическими исследованием влияния технологических параметров SLS печати порошком титана на пористость напечатаных образцов. Проведенные эксперименты и их статистическая обработка позволят найти зависимость пористость – модуль упругости., которая в дальнейшем может использоваться для разработки персоналезированных пластин, особено для пациентов пожилого возраста. Точность печати анатомических пластин будет оптимизирована используя возможности реверс инжиниринга. Образцы двух персоналазарованных пластин с модулем упругости приблеженном к модулю упругости человеческой кости будут напечатанны по геометрии созданной в програмном комплесе MIMICS. MIMICS позволяет обработать томографические снимки костей скелета человека и преобразовать его в файлы импортируемые в САD системы. С целью получения информации о биомеханическом поведении пластин и их прочностных характеристиках, провести компьютерное моделирование определения напряженно-деформированного состояния и контактных напряжений анатомических пластин в программе конечно-элементного статического анализа PATRAN, MARC. Оптимизация геометрии пластин по металоемкости и снижения концентраторов напряжений будет проведена в системе PATRAN (NAS 109).С целью проверки геометрической согласованности прототипов пластин 3D моделей с муляжами суставов, печать геометрии унифицированных пластин посредством технологии FFF и их далнейшая верификации.Будет разработан технологический процесс обработки заготовок из титана на штампах совмещенного действия (вырубка, гибка) , так же будет спроектирован инструмент штамп для производства унифицированных пластин.Кинематическое и динамическое поведение системы упругих тел кость пластина будут смоделировано в программе ADAMS, в результате будет получена система фиксации с оригинальными полиаксиальными втулками, позволяющими подбирать персоныльные углы вкручивания пластин в нарушенную кость. Технологические процессы будут смоделированы в системах Simufact Forming и Solid CAM.В результате проведенной работы будут изготовлены пластины и системы креплений,включая полиаксиальные втулки для сращения переломов локтевой кости, лучевой кости, в соответствии с разработанным технологическим процессом использование спроектированных штампов.Заключительным этапом будет проведение биомеханических испытаний в лаборатории Башкентского университета , изготовленные персонализарованные и унифицированные анатомические пластины соместно с муляжами кости будут испытаны прессе марки ДМ-30М.

Название проекта: Разработка новых магнитных нанокомпозитных частиц для улучшенной адресной доставки лекарств Краткое содержание проекта: Проект направлен на разработку систем доставки лекарств на основе магнитных нанокомпозитных частиц (MNCP) с помощью научно-обоснованного подхода. Исследование будет сосредоточено на синтезе и характеристике MNCP, оптимизации ключевых свойств, таких как размер, поверхностный заряд и гидрофильность, для повышения емкости загрузки лекарств, стабильности и контролируемого высвобождения. Магнитные свойства наночастиц позволят обеспечить точное внешнее управление, улучшить целевую доставку лекарств и минимизировать системные побочные эффекты. Методы функционализации поверхности будут использоваться для повышения биосовместимости и регулирования образования белковой короны, что является основной проблемой при доставке лекарств с помощью наночастиц. Для оценки этого будет представлен метод восходящего пузыря в качестве нового метода оценки взаимодействия белок-наночастица в реальном времени. Кроме того, исследование будет систематически оптимизировать эффективность инкапсуляции и кинетику высвобождения с использованием методологии Design of Experiments (DOE). Конечной целью является разработка эффективной масштабируемой платформы для улучшенной доставки лекарств, адаптируемой к различным терапевтическим областям. Актуальность проекта: Необходимость разработки новых эффективных функциональных материалов для улучшения системы доставки лекарственных средств (drug delivery system). Цель проекта: Разработка новых устойчивых к белкам магнитных нанокомпозитных частиц для эффективной доставки лекарств путем исследования их межфазных свойств, эффективности высвобождения лекарств и ингибирования белковых корон с помощью метода восходящих пузырьков. Задачи: 1. Синтез и характеризация магнитных наночастиц (MNР). Синтез магнитных наночастиц (MNP). Синтез нанокомпозитов на основе магнитных нанокомпозитных частиц с помощью модификации их поверхности (MNСP) биосовместимыми материалами для повышения стабильности и эффективности. Оптимизация поверхностных свойств MNСP для повышения эффективности доставки лекарств. 2. Оптимизация загрузки лекарств и контролируемого высвобождения. Инкапсуляция химиотерапевтических агентов в MNCP. Оптимизация эффективности инкапсуляции лекарств и кинетики высвобождения. Исследование влияния магнитного поля на высвобождение лекарства. 3. Оптимизация стратегий таргетирования и оценка терапевтической эффективности. Оптимизация лигандов для эффективности таргетирования. Оценка терапевтической эффективности в In Vitro исследованиях. Анализ формирования белковой короны с использованием метода восходящего пузыря. Основной подход к исследованиям включает междисциплинарная инженерная стратегия для разработки систем доставки лекарств на основе магнитных нанокомпозитных частиц (MNCP). Исследование начинается с синтеза магнитных наночастиц (MNP) с использованием контролируемых методов изготовления для достижения точного размера, морфологии и магнитных свойств, подходящих для целевой доставки лекарств. Будет применена усовершенствованная функционализация поверхности, включающая биосовместимые полимеры или неорганические покрытия для повышения стабильности и оптимизации эффективности доставки лекарств. Проект будет систематически оптимизировать емкость загрузки лекарств и кинетику высвобождения, уделяя особое внимание эффективности инкапсуляции и контролируемым профилям высвобождения в различных физиологических условиях, таких как pH и температура. Тестирование in vitro будет оценивать стабильность, клеточное поглощение и устойчивость MNCP к короне белка. Методология Design of Experiments (DOE) будет использоваться для оптимизации параметров изготовления и свойств поверхности, создавая надежную и масштабируемую платформу для эффективных систем доставки лекарств. Ожидаемые результаты: 1. Синтез магнитных наночастиц: получение магнитных наночастиц с оптимизированными техническими свойствами, такими как точный контроль размера, поверхностного заряда и магнитной чувствительности, специально разработанных для эффективных приложений доставки лекарств. 2. Улучшенные механизмы загрузки лекарств и контролируемого высвобождения: ожидается, что разработанные магнитные наночастицы продемонстрируют превосходную способность загрузки лекарств и оптимизированные профили контролируемого высвобождения, повышая эффективность терапевтической доставки в различных физиологических условиях. 3. Улучшенное нацеливание и стабильность: ожидается, что нанесение поверхностных покрытий значительно улучшит стабильность наночастиц, предотвратит агломерацию и обеспечит точную эффективность целевой доставки (таргетирования), тем самым повысив общую производительность системы доставки лекарств. 4. Подтверждение эффективности с помощью исследований in vitro: строгое тестирование in vitro подтвердит производительность разработанных наночастиц, продемонстрировав повышенную стабильность, магнитную чувствительность и превосходную эффективность нацеливания по сравнению с обычными системами. 5. Разработка кинетических и моделей массопереноса: будут разработаны комплексные модели кинетики высвобождения лекарств и массопереноса для точного прогнозирования и оптимизации терапевтической эффективности, обеспечивая точный контроль высвобождения лекарств в целевых областях. 6. Прогресс в инженерии наночастиц: проект приведет к значительным достижениям в дизайне и проектировании систем магнитных наночастиц, способствуя более широкому направлению инженерии наночастиц для приложений доставки лекарств, с распространением через инженерно-ориентированные публикации. Степень влияния результатов исследований на научно-технические (в том числе Успешное выполнение этого проекта сделает исследовательскую группу лидером в разработке систем доставки лекарств на основе магнитных нанокомпозитных частиц, специально разработанных для повышения точности и эффективности при целевой доставке лекарств. Ожидается, что ожидаемые достижения в технологии магнитных наночастиц улучшат точность доставки лекарств, сведут к минимуму нецелевые эффекты и повысят производительность системы. Внедряя инновационные методики для оптимизации магнитных свойств, поверхностных покрытий и межфазного поведения наночастиц, это исследование установит новые стандарты эффективности и безопасности передовых платформ доставки лекарств. Этот проект, вероятно, откроет новые пути для междисциплинарного сотрудничества в таких областях, как инженерия наноматериалов, наука о поверхности и оптимизация наночастиц. Ожидается, что его результаты привлекут значительный интерес со стороны академического сообщества и промышленных партнеров, стремящихся коммерциализировать передовые магнитные нанокомпозитные технологии для использования в доставке лекарств. Потенциал разработки запатентованных технологий, включая патенты на магнитные наночастицы с оптимизированной емкостью загрузки лекарств и магнитной чувствительностью, может предоставить многообещающие возможности для коммерциализации. В проекте участвует группа талантливых ученых, в том числе зарубежный 2 исследователя из Технологического университета Jundi Shapur (Иран) с индексомХирша 13, а основные члены имеют индекс Хирша в пределах между 4-12. Члены группы имеют опыт руководства проектами ГФ и ГФМ, финансируемые Министерством науки и высшего образования Республики Казахстан. Исследовательская группа, состоящая из высококвалифицированных ученых с сильным академическим опытом, в том числе два зарубежного исследователя из Технологического университета Джунди Шапура, Иран а основные члены имеют индекс Хирша от 4 до 13, члены группы имеют опыт руководства проектами ГФ и ГФМ, финансируемые Министерством науки и высшего образования Республики Казахстан. Их обширный опыт в материаловедении, синтезе наночастиц и системах доставки лекарств гарантирует, что проект внесет существенный вклад в научные и технические возможности в области современных систем доставки лекарств. Мультидисциплинарный характер проекта создаст динамичную среду для развития навыков и обмена знаниями, повышая научно-техническую компетентность команды. Ожидается, что результаты этого исследования, такие как разработка магнитных нанокомпозитных частиц с превосходной точностью таргетирования, стабильностью и производительностью, существенно повлияют на будущее инженерии наночастиц и технологий доставки лекарств.

Жобаның мақсаты - асбест өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу арқылы магний тұздарын, темір мен никель концентраттарын және металлдық кремний алу технологиясын әзірлеу болып табылады. Қалдықтарды өңдеудің кешенді технологиясын зерттеу барысында 50 жылдан астам уақыт бойы өңделмей жатқан техногендік қалдықтар шикізат ретінде қарастырылады. Бұл мақсатқа қол жеткізу – асбест қалдықтарын пиро-гидрометаллургиялық әдістермен кешенді өңдеп құрамындағы магнийден бишофит, карналлит немесе эпсомит тұздарын, никель концентратын, темір концентратын, жоғары тазалықтағы кремний диоксидін және металлургиялық кремний алудың технологиясын зерттеу арқылы жүргізіледі. Зерттеу жұмысының шешуге бағытталған проблемасы. Қостанай облысында орналасқан «Жітіқара» кен орнының хризотил-асбест минералын өңдеу барысында бүгінгі күнге дейін 300 млн тоннадан асатын оксидтік қалдықтар жиналған. Осы қалдықтар құрамындағы бағалы компоненттерді селективті түрде бөліп алып, тауарлы өнімге айналдыру – еліміз үшін экономикалық және экологиялық маңызы бар зерттеу. Себебі, магний, никель, кобальт, темір, кремний сияқты үлкен сұранысқа ие металдардың миллиондаған қоры бар қалдықтар өңдеуге дайын ұсақталған күйінде жер бетінде жатыр. Көптеген есептеулерге сәйкес осындай дайын күйде, шахталық немесе карьерлік жұмыстарынсыз бірден байыту-металлургиялық процестерге жіберілетін техногендік қалдықтарды өңдеу экономикалық жағынан тиімді технология болып саналады. Аталған қалдықтарды өңдеу тек қана технологиялық емес, сонымен қатар экологиялық және әлеуметтік артықшылықтарға ие. Бүгінгі таңда асбест комбинатында қолданылып жүрген асбест кенін өңдеу технологиясы кен құрамынан 5-8% мөлшерін ғана тауарлы өнім ретінде алып, қалған 90%-дан астам мөлшерін қалдықтар қоймасына тастайды Осыған байланысты, комбинат орналасқан аймақта миллиондаған тонна қалдықтар жиналған. Бүкіләлемдік обырды зерттеу агенттігінің мәліметінше, асбест қалдығының ұсақ бөлшектері канцерогендік зат болып саналатындықтан, қалдықтарды өңдеу әлеуметтік маңызы бар іс- шара болып саналады. Біздің жобамызда қарастырылған технология осы қалдықтарды өңдеу арқылы туындап отырған экологиялық проблемаларды шешіп қана қоймай, алынатын металл-концентрат өнімдер арқылы еліміздің экспорттық потенциалын арттырады. Зерттеулер жүргізудің негізгі тәсілдері. Жоба бойынша көзделген магний тұздарын, темір мен никель концентраттарын, және металлдық кремний алу процестері қарапайым пиро-гидрометаллургиялық процестер кешенін қамтиды. Зерттеу жұмыстарының бірінші кезеңінде талдау жұмыстарына қажетті асбест қалдықтарының өкілдік сынамалары алынып, қалдық құрамындағы әртүрлі компоненттердің концентрациясы анықталады. Әрі қарай асбест қалдықтарынан темір және никель концентраттарын алу әдістерін зерттеліп, гравитациялық байыту және магниттік бөлу сияқты түрлі процестердің тиімді параметрлері анықталады. Зерттелген байыту процестерінің параметрлері анықталып, никель, кобальт, темір концентраттары алынған соң, құрамындағы никель-кобальт металдарын селективті шаймалау, ерітіндідегі металдарды сорбция – экстракциялық бөлу процестері зерттеледі. Зерттеу жұмыстары барысында қышқыл концентрациясы, температура және реакция уақыты сияқты шаймалау процесінің оңтайлы параметрлері мен ерітінді құрамындағы металдарды бөліп алу процестерінде қолданылатын сорбция – десорбция, экстракция процестері қарастырылады. Сонымен қатар, зерттеу жұмыстарында магний концентратын шаймалау, ерітінділерді гидролитикалық тазарту, ерітінді құрамынан концентраттарды кристаллизациялау, кремний құрамдас материалдарды тотықсыздандыру, байыту процестері зерттеледі. Күтілетін нәтижелер. Зерттеу жұмыстарының нәтижесінде асбест қалдықтары құрамынан магнийдің бишофит немес карналлит сияқты хлоридтік тұздарын немесе сульфаттық эпсомит тұзын өндірудің технологиясы, никель-кобальт мен темірдің селективті концентраттарын және металлдық кремний алу технологиясының толық параметрлері анықталады. Сонымен қатар зерттелетін пирометаллургиялық және гидрометаллургиялық процестердің термодинамикалық және кинетикалық параметрлері анықталып зерттеу жұмыстарының теориялық базасы қалыптастырылады. Зерттеулер нәтижелерінің ғылыми ұйымдардың және олардың ұжымының, ғалымдардың ғылыми-техникалық әлеуеті (оның ішінде – кадрлық) мен бәсекеге қабілеттілігіне әсер ету деңгейі. Жүргізілетін зерттеу жұмыстары бойынша алынатын мәліметтер магний, кобальт, никель, кремний өндірісімен айналысатын өндіріс орындарына ақпараттық база бола алатын нәтижелер бере алады. Негізгі эксперименттік жұмыстарды жүзеге асыру арқылы жоба жұмыстары барысында орындаушылардың аталған гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық процестерді қамтитын эксперименттерді жүргізу және алынған мәндерді өңдеу бойынша кадрлық қабілеттілігі артады. Нәтижелерінің практикалық маңыздылығының, яғни олардың коммерцияландыруға немесе Қазақстан Республикасының әлеуметтік-экономикалық және ғылыми-техникалық дамуының өзекті міндеттерін шешу үшін өзге сапада қолданылуға әзірлігі. Зерттеу жұмыстары барысында Қазақстан Республикасында орналасқан техногендік қалдықтарды өңдеуге бағытталғандықтан, алынатын нәтижелердің практикалық маңыздылығы өте жоғары. Қалдық құрамындағы металдарды тауарлы өнімге айналдыру еліміздің экономикалық және ғылыми-техникалық дамуының өзекті міндеттерін шешуге үлес қосады. Сонымен қатар, зерттеу жұмыстары барысында алынған теориялық білім мен инженерлік шешімдер – ұқсас кен материалдарынан металл өнімдерін алу және технология құрастыру жұмыстарында қолданылуы мүмкін.

Проект направлен на создание и оптимизацию систем каскадного хранения солнечной тепловой энергии с использованием веществ с изменяющейся фазой (ВИФ), адаптированных для континентальных климатических условий. Исследования включают экспериментальные работы на прототипе резервуарного теплового аккумулятора с каскадным расположением ВИФ-контейнеров и численное моделирование различных конфигураций твердотельных аккумуляторов. В рамках проекта будут разработаны алгоритмы для расчета теплового баланса и сложных процессов теплопереноса с учетом фазовых переходов. Ожидается, что полученные данные позволят определить оптимальные режимы зарядки и разрядки аккумуляторов, а также выбрать наиболее эффективные конфигурации теплообменников. В рамках проекта будет выполнена оптимизация конфигурации резервуарного теплового аккумулятора на основе теплового баланса и проведена валидация модели путем сравнения с экспериментальными данными. Планируется создание прототипа оптимальной конфигурации и исследование работы солнечных водонагревательных систем с вакуумными коллекторами, способными хранить тепло при более высоких температурах, чем плоские коллекторы. В результате проект предоставит важные практические решения для солнечного теплоснабжения, ориентированные на повышение эффективности тепловых систем в различных регионах Казахстана. Научная новизна проекта заключается в разработке алгоритмов численного моделирования для различных конфигураций твердотельного и резервуарного тепловых аккумуляторов с каскадным размещением ВИФ. Численные расчеты теплового баланса для каскадных систем с ВИФ позволят получить новые данные в области скрытого хранения тепловой энергии. Цель проекта. Целью проекта является поиск эффективных режимов зарядки и разрядки твердотельного теплового аккумулятора с каскадным расположением веществ с изменяющейся фазой (ВИФ) на основе разрабатываемой численной модели расчета. Также целью является поиск эффективных режимов зарядки и разрядки резервуарного теплового аккумулятора с каскадным расположением ВИФ на основе разрабатываемой модели теплового баланса и разработанной ранее экспериментальной установки.

Цель проекта. Основной целью является создание надежной сырьевой базы для гелиевой промышленности, способной обеспечить добычу гелия с более низкой себестоимостью по сравнению с существующими производствами. Южный Казахстан обладает значительным потенциалом по гелиеносным газам, однако данные по их запасам и структуре месторождений нуждаются в дальнейшем изучении и уточнении. Проблема, на решение которой направлено исследование. Проблема, на решение которой направлен проект, заключается в недостаточной разведанности и добыче гелия в регионе, что сдерживает развитие этой отрасли в Казахстане. Основные препятствия включают сложное геологическое строение впадин, недостаток систематических исследований и ограниченное применение современных технологий разведки. В условиях высокой концентрации гелия в природных газах региона, проблема требует более детального изучения и внедрения новых методов поиска и оценки ресурсов. Основных подходов к проведению исследований, ожидаемых результатов. Основной подход исследования включает использование комплексных геологических, геофизических и газогеохимических методов, которые позволяют более точно определить потенциал газогелиевых бассейнов. Также будут применены методы газового анализа для оценки химического состава природных газов и их насыщенности гелием. На основе полученных данных будет проведена классификация гелийсодержащих газов и дана оценка их потенциала для промышленной добычи. Степени влияния результатов исследований на научно-технический (в том числе – кадровый) потенциал и конкурентоспособность научных организаций и их коллективов, ученых. Ожидаемые результаты включают выявление перспективных участков для постановки поисково-разведочных работ на гелий, уточнение прогнозных запасов газа и гелия, а также определение участков для возможной коммерческой добычи. Эти результаты позволят Казахстану укрепить свою научно-техническую базу в области гелиевой промышленности, что станет важным шагом в повышении конкурентоспособности научных организаций и их специалистов. В результате проекта ожидается рост квалификации кадров в области геологии и газодобычи, что будет способствовать развитию научно-исследовательских центров и образовательных программ. Практической значимости результатов исследований. Практическая значимость проекта заключается в высокой готовности его результатов к коммерциализации. Выявленные ресурсы гелия могут быть использованы для организации новых промышленных производств, что будет способствовать развитию экономики страны. Применение результатов исследований в других сферах, таких как энергетика и аэрокосмическая промышленность, также может оказать значительное влияние на социально-экономическое развитие Республики Казахстан.

На ряду со множеством экологических проблем в мире, проблема загрязнения воды является одной из самых острых. Более 2 млрд людей по всему миру страдают от нехватки чистой питьевой воды. В настоящее время одной из наиболее важных экологических проблем является загрязнение воды ионами тяжелых металлов. Казахстана более 100 озер, рек и водохранилищ загрязнены токсичными тяжелыми металлами намного выше норм предельно допустимых концентраций. Токсичные тяжелые металлы, через пищевую цепь могут достигать организм человека, в последствии вызывать тяжелые хронические заболевания вплоть до летальным исхода. Решение проблемы очистки воды является первостепенной задачей как для государства и местных органов управления, так и для ученых. Несмотря существования множества, как коммерческих фильтров для очистки воды, так и разработок по разработке новых адсорбентов, исследование новых материалов, оптимизация их получения и улучшение эффективности сорбции является целью научных изысканий ученых. MXene, являясь классном новых 2D материалов являются перспективным материалом для очистки воды. В одних исследованиях авторы показали, что MXene могут адсорбировать до 5000 мг/г ионов ртути из воды. Также есть ряд исследований, где MXene показывают хорошую адсорбцию и других тяжелых металлов за счет большого количества функциональных групп на поверхности MXene. Однако никто не проводил исследований на предмет участия дефектных вакансий MXene в адсорбции ионов тяжелых металлов. Есть модельные и экспериментальные исследования влияния дефектов на связывания ионов щелочноземельных металлов. Таким образом, исследование дефектов вакансий на предмет увеличенной адсорбции ионов тяжелых металлов является новым и перспективным направлением. А получение на их основе фильтров для очистки воды, в комбинации с макропористыми криогелями позволит создать многофункциональные эффективные гибридные фильтры для очистки воды. Целью проекта является фабрикация гибридных фильтров для очистки воды от ионов тяжелых металлов и других загрязнителей. Для получения гибридных фильтров из MXene/криогель композитов будут разработаны методики получения MXene с дефектами вакансий на поверхности MXene для увеличения сорбционных мест, а также синтезированы макропористые полимеры с взаимодополняющими характеристиками.

Технология сезонного хранения тепловой энергии (СХТЭ) представляет собой перспективный подход к эффективному использованию энергетических ресурсов и декарбонизации энергетических систем, особенно в странах с резко континентальным климатом, таких как Казахстан. В этом контексте ключевую роль занимает геотермальный тепловой аккумулятор (ГТА), состоящий из сети скважинных теплообменников (СТ). Преимущества ГТА по сравнению с другими методами подземного хранения тепла становятся особенно актуальными в условиях недостатка цифровых инструментов для проектирования таких систем. Цель данного проекта заключается в разработке цифрового инструмента для проектирования технологии СХТЭ, который будет учитывать динамическую тепловую нагрузку и различные геологические условия. Для этого необходима комплексная модель, включающая в себя гетерогенность грунта и потоки подземных вод, а также методики для определения теплофизических свойств подповерхностных слоев. Применение современных методов вычислительной гидродинамики (CFD) позволит детально анализировать процессы фильтрации и теплопередачи, что критически важно для создания экономически целесообразной системы ГТА. Для достижения поставленной цели необходимо решить несколько задач. В первую очередь, будет разработана математическая модель теплообменных процессов между U-образным скважинным теплообменником и грунтом. Энергоэффективность каждого теплообменника будет колебаться в пределах от 20 до 100 Вт/м, что зависит от теплопроводности горных пород и качества проектирования. Ключевыми параметрами для этой задачи станут материалы труб, засыпка в СТ и граничные условия на интерфейсе между стенкой скважины и трубой. Составление математической и численной модели позволит прогнозировать эффективность работы ГТА. Во-вторых, будет разработана методика определения теплофизических свойств грунта с учетом его гетерогенности. Существующие методы, такие как тест на теплообмен (TRT), часто не учитывают сложность подземных слоев, поэтому будет предложена новая методология на основе численного моделирования и экспериментальных данных. Это позволит более точно оценивать размеры и тепловые характеристики грунтовых слоев. Третьей задачей станет создание комплексного динамического моделирования системы СХТЭ. На основе верифицированной математической модели и уточненных теплофизических свойств будет разработана динамическая модель, учитывающая взаимодействие различных подсистем, таких как солнечные коллекторы и кратковременные аккумуляторы, а также прогнозируемую тепловую нагрузку. Это обеспечит детальное моделирование процессов теплоаккумуляции и оптимизацию системы в целом. Наконец, будет создана технико-экономическая модель и цифровой инструмент для оценки параметров системы. Эта методика позволит анализировать эффективность работы технологии СХТЭ в различных климатических и геологических условиях, предлагая оптимальные режимы эксплуатации для максимизации эффективности и снижения затрат. Научная новизна проекта заключается в разработке математических моделей, учитывающих сложные геологические структуры грунта и наличие подземных вод, а также методики определения теплофизических свойств подповерхностных слоев грунта. Методика способствует надлежащему определению применимости технологии на конкретном земляном участке и определению масштабов СХТЭ. На основе комплекса вышеупомянутых моделей и методики будет создан принципиально новый цифровой инструмент для проектирования и оценки систем СХТЭ, что является важным шагом к улучшению энергоэффективности и снижению выбросов CO2. Строительный сектор вносит около 40% в общее потребление энергии и 36-38% выбросов CO2 в Европе и Америке. Около 60% конечного потребления энергии в жилом секторе Казахстана приходится на отопление, причем в децентрализованных районах страны для обогрева используется уголь. Внедрение технологии СХТЭ в Казахстане может значительно повлиять на устойчивость энергоснабжения и качество воздуха. В результате, проект не только отвечает современным экологическим вызовам, но и создает предпосылки для более рационального использования ресурсов, что имеет стратегическое значение для будущего страны.

Аннотация содержит краткое описание цели проекта, проблем, на исследование которой она направлена, основных подходов к проведению исследований, ожидаемых результатов, степени влияния результатов исследований на научно-технический (в том числе – кадровый) потенциал и конкурентоспособность научных организаций и их коллективов, ученых, практической значимости результатов исследований, то есть степень их готовности для коммерциализации или применения в ином качестве для решения актуальных задач социально-экономического и научно-технического развития Республики Казахстан. Объем аннотации не должен превышать 600 слов. Проект направлен на повышение производительности малодебитных нефтяных скважин за счет внедрения новых технологий бурения дополнительных стволов с использованием ударно-гидравлической системы и отклонителей. Проблема малой продуктивности скважин, особенно в слабопроницаемых пластах, является одной из ключевых задач для нефтегазовой промышленности Республики Казахстан. Применение существующих технологий бурения зачастую связано с высоким уровнем затрат и сложностями при вскрытии продуктивных пластов. Проект ориентирован на разработку инновационных решений, направленных на снижение издержек и повышение эффективности добычи. Основной целью проекта является разработка и создание методов бурения дополнительных стволов с использованием ударно-гидравлической системы и отклонителей через вырезы в обсадных колоннах. Важнейшим компонентом проекта является изучение различных типов ударно-гидравлической системы и стационарных отклонителей для бурения в интервале сплошных вырезов в колоннах. Предполагается, что применение таких технологий позволит значительно сократить количество спускоподъемных операций и улучшить качество вскрытия продуктивных пластов, что, в свою очередь, приведет к увеличению дренирующей поверхности скважин и повышению их производительности. Применение ударно-гидравлической системы для бурения через вырезы в обсадных колоннах представляет собой перспективное решение для многозабойного бурения. Использование ударно-гидравлической системы позволяет создавать вырезы в колоннах, обеспечивая бурение дополнительных стволов на значительной глубине без необходимости проведения множества спускоподъемных операций. Это особенно актуально для скважин, расположенных в сложных геологических условиях, где традиционные методы бурения часто оказываются недостаточно эффективными. В рамках проекта будут исследованы и протестированы различные конструкции ударно-гидравлической системы и отклонителей, чтобы выбрать наиболее эффективные для применения в нефтяной промышленности Казахстана. Проект включает несколько ключевых этапов. Во-первых, будет проведен анализ существующих технологий бурения дополнительных стволов и изучены различные типы ударно-гидравлической системы и отклонителей. Данный этап предполагает сбор данных о применении подобных технологий в мировой практике, а также выявление недостатков существующих методов. Во-вторых, будет разработан новый метод бурения с применением ударно-гидравлической системы, ориентированный на снижение эксплуатационных затрат и улучшение вскрытия продуктивных пластов. Важной частью проекта станет проведение лабораторных испытаний новых методов с целью проверки их эффективности в реальных условиях. Ожидается, что лабораторные исследования подтвердят возможность применения разработанного решения на практике. В-третьих, на основе полученных данных будут подготовлены рекомендации для внедрения новой технологии на предприятиях нефтегазовой отрасли.