Tso метод концевого экранирования реферат

Обновлено: 05.07.2024

Целью данной работы является организация использования средств межсетевого экранирования на примере информационной системы ИББ и анализ их эффективности.
Для достижения цели в дипломной работе решаются следующие задачи:
анализ роли и места средств межсетевого экранирования в общей СЗИ;
провести моделирование информационной системы ИББ;
провести выбор МЭ на основе их классификации и анализа;
разработать рекомендации по использованию средств межсетевого экранирования в СЗИ ;
обосновать затраты на систему защиты , основанную на средствах межсетевого экранирования.

Вложенные файлы: 1 файл

379017.docx

Увеличение потоков информации, передаваемых по Интернету компаниями и частными пользователями, а также потребность в организации удаленного доступа к корпоративным сетям являются причинами постоянного совершенствования технологий подключения корпоративных сетей к Интернету.

Следует отметить, что в настоящее время ни одна из технологий подключения, обладая высокими характеристиками по производительности, в стандартной конфигурации не может обеспечить полнофункциональной защиты корпоративной сети. Решение данной задачи становится возможным только при использовании технологии межсетевых экранов, организующей безопасное взаимодействие с внешней средой. Также межсетевые экраны позволяют организовать комплексную защиту корпоративной сети от несанкционированного доступа, основанную как на традиционной (IP–пакетной) фильтрации контролируемых потоков данных, осуществляемой большинством ОС семейства Windows и UNIX, так и на семантической (контентной), доступной только коммерческим специальным решениям.

Постановка задачи обеспечения безопасности информационной системы учебного назначения с использованием средств межсетевого экранирования

Для обеспечения безопасности ИС учебного назначения с использованием средств межсетевого экранирования, необходимо разработать комплекс мер, по защите от проникновения злоумышленника. Для решения задачи обеспечения защиты периметра информационной сети хозяйствующего субъекта, необходимо провести анализ существующих методов и средств защиты периметра ИС, выбрать наиболее приемлемое средство защиты, т.е. провести сравнительный анализ средств выбранной группы, выбрать наиболее подходящий.

Уровень защиты должен достигаться с учетом последующих пунктов:

масштаба ХС и топологии и размера его корпоративной сети;
циркулирующей в сети информации, ее цене и ценности для ХС;
построенной модели нарушителя, а так же возможного ущерба, который нарушитель может нанести ИС.
выделенных средств, на организацию такой системы.

Для разработки рекомендаций по организации и обеспечению защиты безопасности ИС учебного назначения с использованием средств межсетевого экранирования, необходимо:

провести моделирование информационной системы (п.2.2);
составить классификацию выбранных средств межсетевого экранирования (п.3.1);
обосновать показатели и критерии выбора таких средств (п.3.1);
провести сравнительный анализ средств (п.3.1);
разработать комплекс организационно–технических мероприятий по организации безопасности (п.3.2);
обосновать затраты на защиту (п.3.3).

Все эти критерии будут рассмотрены в последующих разделах данной дипломной работы.

Выводы по первой главе

В рамках анализа роли и места средств межсетевого экранирования в СЗИ были рассмотрены выполняемые функции МЭ сетей, с учетом их типовых особенностей, это позволит выделить наиболее полную и эффективную модель МЭ для защиты . В дальнейшем, в рамках данной работы, будет рассматриваться сравнительный анализ и выбор средств межсетевого экранирования.

В первой главе проводился анализ угроз безопасности информационной системы ВУЗа, в данном случае Института безопасности бизнеса. Были идентифицированы основные типы угроз, факторов, способствующих их проявлению (уязвимостей) на информационные ресурсы сети, как внешние, так и внутренние. Анализ угроз ИБ является одним из ключевых моментов политики безопасности любой ИС. Так же в первой главе были рассмотрены роль и место, выполняемые функции и проанализировано использование средств межсетевого экранирования в СЗИ. Это позволит организовать внутреннюю политику безопасности сети ХС. В соответствии с политикой реализации межсетевых экранов определяются правила доступа к ресурсам внутренней сети. Так же были рассмотрены различные категории, виды МЭ и требования к ним.

Задачи, которые были описаны в первой главе, показывают, что необходимо разработать комплекс мер по защите от проникновения нарушителя извне и по защите от внутренних угроз, что позволит разработать рекомендации по организации и обеспечению безопасности информационной системы учебного назначения, путем обоснования требований к системе защиты информации, проведения классификации средств межсетевого экранирования по основным показателям, обоснования показателей и критериев сравнения, по которым будет проводится выбор средства, а так же сравнительного анализа отобранных средств защиты информационной системы. Кроме этого в данной главе была выполнена постановка задачи обеспечения защищенности корпоративной информационной сети.

Глава 2. Моделирование информационной системы ИББ

Под информационной системой понимается – совокупность технического, программного и организационного обеспечения, а также персонала, предназначенная для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей информацией [6]. Также информационной системой называют только подмножество компонентов ИС в широком смысле, включающее базы данных, СУБД и специализированные прикладные программы.

Модель сети это описание совокупности составляющих сеть аппаратно–программных средств и протоколов обмена данными между ее элементами, обеспечивающих ее функционирование, и в достаточной степени повторяющие свойства реальной сети, существенные для отражения процессов в сети [8].

В лабораторию ПАЗИ необходимо внедрение и использование небольшой информационной сети, к которой не будут предъявляться особые требования к ее функционированию. В сети такого масштаба решаются задачи получения доступа к файлам соседних компьютеров, распечатка документов на общем принтере и подключения компьютеров к Интернет. Именно при подключении локальной сети к Интернет встает задача защиты периметра. Однако выбор средств защиты будет напрямую зависеть от топологии сети. При построении сети масштаба малого предприятия обычно используются 2 вида сетей:

одноранговая сеть;
сеть с централизованным управлением.

Одноранговой сетью сегодня уже никто не пользуется, она является не актуальной, поэтому рассмотрим только сеть с централизованным управлением.

Сеть с централизованным управлением – это локальная вычислительная сеть, в которой сетевые устройства централизованы и управляются одним или несколькими серверами.

Рабочие станции или клиенты обращаются к ресурсам сети через сервер. Сети на основе сервера применяются в тех случаях, когда в сеть должно быть объединено много рабочих станций, либо необходимо уделить особое внимание вопросам безопасности сети малого предприятия. В этих случаях возможностей одноранговой сети не хватит.

С этой целью в корпоративную информационную сеть хозяйствующего субъекта включается специализированный компьютер – сервер, который обслуживает только сеть и не решает никаких других задач.

Сервер – логический или физический узел сети, обслуживающий запросы к одному адресу или доменному имени, и состоящий из одного или нескольких аппаратных серверов, на котором выполняются один или система серверных программ [9].

Программное обеспечение, управляющее работой ЛВС с централизованным управлением, состоит из двух частей:

сетевой операционной системы, устанавливаемой на сервере;
программного обеспечения на рабочей станции, представляющего набор программ, работающих под управлением операционной системы, которая установлена на рабочей станции.

Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что в ПАЗИ необходима организация централизованной системы защиты периметра, которая позволяет вести централизованную настройку средств защиты, вовремя и адекватно реагировать на атаки, производящиеся извне на корпоративную сеть, что не позволит злоумышленникам узнать внутреннюю топологию сети.

2.1 Анализ требований к системе защиты информации

Периметр защищаемой системы – лучшее место для раннего обнаружения вторжения. Вредоносные объекты в первую очередь взаимодействует с периметром, производя преодоление системы защиты, они создают возмущения, которые регистрируются специальными средствам. Сеть периметра – компьютерная сеть логически находящаяся между ЛВС и сетью Интернет и предназначенная для концентрации средств защиты информации с целью защиты ИТ-инфраструктуры предприятия от вредоносных воздействий из сети Интернет. Таким образом, системы защиты периметра являются наиболее эффективными средствами защиты от несанкционированного доступа в ИС, поскольку могут выдавать тревожный сигнал до того, как злоумышленник реализует атаку.

В данной области нет единых подходов к организации такой защиты. Однако в данной работе нами проводится обобщение основных требований, предъявляемых системам защиты периметра ИС.

К системам защиты периметра предъявляются следующие требования:

отсутствие возможности управлять системой извне – например системы, встроенные в операционные системы такие, как Windows, Unix. Они обладают одним очень существенным недостатком – гипотетической возможностью удаленного управления, что очень существенно сказывается на защищенности этих систем;
скрытый характер функционирования системы – система защиты периметра не должна обнаруживать свое функционирование как для соединений извне, так и поступающих соединений из внутренней сети. Это не позволит злоумышленнику определить характеристики средства защиты;
отсутствие известных уязвимостей – компания–производитель системы защиты периметра должна обеспечивать всестороннюю поддержку своего продукта и своевременно устранять обнаруженные уязвимости системы. Данное требование возможно при официальном обновлении продукта;
постоянная отчётность о ошибках и работоспособности – любые события связанные с нарушением работоспособности системы и отсутствием подключения к внешней или внутренней сети должны быть доведены до ответственного за обеспечение защиты периметра специалиста по защите информации или администратора. Например, в случае, если внутреннюю сеть попытались физически переключить напрямую к внешней сети в обход системы защиты периметра.
наличие автономного питания системы – системы защиты периметра должны быть независимыми от электросети, ввиду возможных перебоев с электроснабжением. Система должна работать постоянно;

Кроме того, системы защиты периметра должны обладать максимально высокой чувствительностью, чтобы обнаружить даже самого опытного нарушителя, но, в то же время, должны обеспечивать низкую вероятность ложных срабатываний. Для этого необходимо сделать оптимизацию настроек системы защиты.

При осуществлении защиты периметра информационной сети ПАЗИ, могут возникнуть определенные сложности с организацией такой системы, обусловленные [5]:

нечеткостью границ системы. Если у физического объекта есть видимая граница или такую границу не сложно провести, то у информационной сети такая граница не очевидна;
сложностью обнаружения злоумышленника. Если, при защите периметра физического объекта, можно зафиксировать злоумышленника, преодолевающего систему защиты, визуально или с помощью специальных датчиков и извещателей, то при защите информационной сети это затруднительно;
скрытость ошибок в программном обеспечении и технических средствах защиты и функционирования сети. Данные ошибки можно сравнить с дырами в заборе, которые хорошо видны и легко устраняемы при физической защите. Однако в ИС такие дыры не всегда заметны для службы защиты, но о них могут знать злоумышленники.

В системе защиты информационной системы также возможна разработка и использование отдельных модулей защиты, однако эффективность такой системы будет очень низкой из–за децентрализации, плохой совместимости и повышающейся вероятности появления ошибки.

Существует комплексная система, позволяющая обеспечить все требования по защите периметра ИС, реализующая в себе все средства, с помощью которых достигается защищенность периметра. Эта система может оповещать администратора безопасности о попытках взлома системы, о попытках преодоления системы, о попытках вывода из строя системы, кто, куда и как пытается войти, а так же о действиях персонала компании по доступу к ресурсам сети с оповещением о превышении ими полномочий, попытках несанкционированного доступа к ресурсу. Из чего следует, что данная система реализует защиту сети не только извне, но и изнутри. Такой системой может служить – межсетевой экран. Однако не стоит полагать, что задачу защиты периметра МЭ в состоянии решить полностью, необходим комплексный подход к решению данной задачи, путем внедрения системы обнаружения вторжения и системы мониторинга информационной безопасности. Но в рамках данной работы будут рассмотрены возможности по защите периметра межсетевыми экранами.

Межсетевой экран в ПАЗИ это аппаратное или программное средство первой необходимости при подключении локальной сети к Интернету. Межсетевые экраны способны анализировать входящий и выходящий трафик и принимать решения о его пропуске или блокировании. При выборе типа приобретаемого или создаваемого МЭ прежде всего следует проанализировать существующую политику безопасности и определить службы, к которым пользователи должны получить доступ после подключения к сети. С помощью политики безопасности можно будет разработать стратегию МЭ и использовать маршрутизаторы и другие методы для обеспечения безопасности сети [10].

Добрый день коллеги, прошу помочь вот в каком вопросе. Хотелось бы узнать о новейших методах и технологиях ГРП,применяемых в мире. По возможности дать ссылку на описание или скинуть литературку.Заранее благодарен.

Контекст

Кто знает, как интерпретировать Net pressure match и стоит ли ему доверять?

Народ слышал о ГРП с пименением AquaCon и TSO,можт у кого-нить есть информация?

TSO это Tip Screen-Out, делалось уже с незапамятных времен. В русском эквиваленте - концевое экранирование трещины. По технологии - как будто бы развитие трещины вглубь пласта можно предотвратить при большем расходе, надлежащих свойствах геля (хорошо образующего корку фильтрата) и быстрой набивкой конца трещины проппантом. Трещина должна получаться "короче" и "шире".

Может, что не вспомнил - погуглите или по SPE-йте

Народ, есть у кого инфа, насколько развито сегодня концевое экранирование. Ну, например, в процентах от общего количества ГРП?

Концевое экранирование - это Tip Screen out?

Если да, то его насколько я понимаю используеют в осовном для высокпроницаемых пластов, где при бурении производится значительное загрязнение призабойной области. Основная цель удалить скин, задействовав этой короткой и относительно толстой трещиной не загрязненную призабойную зону.

Сравнивать с популярностью относительно обычно ГРП было бы некорретно, так эта операция применяется длля разных типов коллекторов. Но если в количественном выражении, то думаю, что операций ГРП проводится больше чем TSO.

Volvlad, поддерживаю! TSO предназначено для пластов с высокой проницаемостью, но мы понимаем, что чем больше ширина (до определенного момента), тем лучше - связано с тем, что со временем проппантная набивка вдавливается, разрушается и от 3-6мм уже ничего не остается. Сервис не заинтересован в проведении TSO так, как это может привести к преждевременной остановке закачки т.е СТОП, а это тех.совет, вымыв за свой счет и т.д.

Подниму топик столетней давности.

интересует наш и зарубежный опыт в проведении многостадийного ГРП на углеводородной основе.

Я в своё время в Шлюме делал 99%фраков TSO, на месторождениях с низкопроницаемым коллектором.TSO дает хорошую упаковку трещины, и, как следствие,хороший последующий дебит. Шлюм никогда не отказывался от TSO. Халы отказывались. читайте Экономидиса, если вы работаете на офшоре. А если на земле скважины - Мейера надо читать.

Коллеги. нужна инфа по ГРП на УВ основе. Кто где делал? после аварии трайкана запрещено или разрешено делать на дизеле? какая нормативка в России по этому поводу? есть спецы на форуме? али нет?

Ничего про аварию трайкана не знаю. На жидкостях на углеводородной основе ГРП делать разрешено (нормативка в файле). Присутствовал при ГРП на жидкостях на углеводородной основе (технологической нефти) ЗАО "Мекаминефть", нормально, только пропант тогда во взвешанном состоянии не находился давно было. Сейчас может и есть гели на углеводородной основе. Специалисты считают, что это очень хлопотно и разрыв получается в разы хуже, с точки зрения закрепления трещин.

rastvory_na_uglevodorodnoy_osnove.doc

"Сейчас может и есть гели на углеводородной основе". вот из просторов инета, думаю у бонз ГРП тоже есть наработки, например Трайкан. Гидроразрыв пласта на основе углеводородов (нефосфорный)
Распространенной проблемой для нефтеперерабатывающих заводов является засорение очистных башен фосфором, связанное с использованием жидкости для гидроразрыва на углеводородной основе. В результате нефть, содержащую больше допустимого количества летучего фосфора, не разрешается перевозить в нефтеперерабатывающие заводы (в Канаде). Система Catalyst Frac разрешила эту проблему, полностью устранив фосфор из химической структуры, но при этом сохраняя отличную вязкость, восстановление проницаемости и низкие потери давления при трении. Она также идеально подходит для использования в чувствительных к воде пластам.

Рассмотрим процесс экранирования электромагнитного поля при падении плоской волны на бесконечно протяженную металлическую пластину толщиной d, находящуюся в воздухе (рис. 34). В этом случае на границе раздела двух сред с различными электрофизическими характеристиками (воздух—металл и металл—воздух) волна претерпевает отражение и преломление, а в толще экрана, ввиду его проводящих свойств, происходит частичное поглощение энергии электромагнитного поля. Таким образом, электромагнитная волна при взаимодействии с экраном отражается от его поверхности, частично проникает в стенку экрана, претерпевает поглощение в материале экрана, многократно отражается от стенок экрана и, в конечном счете, частично проникает в экранируемую область. В результате общая эффективность экранирования (величина потерь энергии электромагнитной волны) металлической пластиной определяется суммой потерь за счет поглощения (затухания) энергии в толще материала А_погл , отражения энергии от границ раздела внешняя среда—металл и металл—экранируемая область А_отр и многократных внутренних отражений в стенках экрана А_мотр :

(1)

Потери на поглощение связаны с поверхностным эффектом в проводниках, приводящим к экспоненциальному уменьшению амплитуды проникающих в металлический экран электрических и магнитных полей.

Это обусловлено тем, что токи, индуцируемые в металле, вызывают омические потери и, следовательно, нагрев экрана.

Рис. 1. Экранирование электромагнитного поля металлическим экраном

Глубина проникновения d определяется как величина, обратная коэффициенту затухания и зависит от частоты: чем больше частота, тем меньше глубина проникновения. В СВЧ диапазоне глубина проникновения d в металлах имеет малую величину и тем меньше, чем больше проводимость металла и его магнитная проницаемость.

(2)

где m — абсолютная магнитная проницаемость материала экрана; f — частота электромагнитного поля; s — удельная проводимость материала экрана.

Выражение для определения потерь на поглощение экраном толщиной d может быть представлено в следующем виде:

(3)

Таким образом, потери на поглощение растут пропорционально толщине экрана, магнитной проницаемости и удельной проводимости его материала, а также частоте электромагнитного поля.

Потери на отражение на границе раздела двух сред связаны с различными значениями полных характеристических сопротивлений этих сред. При прохождении волны через экран она встречает на своем пути две границы раздела — воздух—металл и металл—воздух.

Хотя электрическое и магнитное поля отражаются от каждой границы по-разному, суммарный эффект после прохождения обеих границ одинаков для обеих составляющих поля. При этом наибольшее отражение при входе волны в экран (на первой границе раздела) испытывает электрическая составляющая поля, а при выходе из экрана (на второй границе раздела) наибольшее отражение испытывает магнитная составляющая поля. Для металлических экранов потери на отражение определяются выражением:

(4)

Откуда следует, что потери на отражение велики у экрана, изготовленного из материала с высокой проводимостью и малой магнитной проницаемостью.

Потери на многократные отражения в стенках экрана связаны с волновыми процессами в толще экрана и в основном определяются отражением от его границ. Для электрических полей почти вся энергия падающей волны отражается от первой границы (воздух—металл) и только небольшая ее часть проникает в экран. Поэтому многократными отражениями внутри экрана для электрических полей можно пренебречь.

Для магнитных полей большая часть падающей волны проходит в экран, в основном отражаясь только на второй границе (металл—воздух), тем самым, создавая предпосылки к многократным отражениям между стенками экрана. Корректирующий коэффициент А_мотр многократного отражения для магнитных полей в экране с толщиной стенки d при глубине проникновения d равен:

(5)

Величина А_мотр имеет отрицательное значение, т.е. многократные отражения в толще экрана ухудшают эффективность экранирования. С уменьшением эффективности можно не считаться в случаях, когда на данной частоте выполняется условие d>d, но им нельзя пренебрегать при применении тонких экранов, когда толщина экрана меньше глубины проникновения.

Экранирование высокочастотных катушек и контуров

При экранировании высокочастотных катушек и контуров аппаратуры необходимо учитывать не только эффективность экранирования соответствующего экрана, но и возможность ухудшения основных электрических параметров экранируемых элементов уменьшение индуктивности, увеличение сопротивления и собственной емкости. Вносимые экраном потери возрастают с увеличением удельного сопротивления материала экрана и с уменьшением расстояния между экраном экранируемой катушкой. В тех случаях, когда эквивалентное затухание контура определяется в основном затуханием катушки и необходимо иметь малое затухание, следует в качестве материала экрана применять немагнитные металлы (медь, латунь, алюминий), а размеры экрана выбирать по возможности большими.

При конструировании экранов следует располагать стыки, швы, щели в экране в направлении вихревых токов, определяющих эффективность экранирования. Экранирование электрического поля обеспечивается при наличии хорошего электрического контакта экрана с корпусом аппаратуры.

Экранирование низкочастотных трансформаторов и дросселей

В трансформаторах питания и низкочастотных трансформаторах, а также в дросселях питания основной рабочий магнитный поток проходит по магнитопроводу. Только небольшая его часть в виде потока рассеяния выходит за пределы магнитопровода, замыкаясь в окружающем пространстве. Магнитный поток рассеяния является причиной нежелательных наводок. Потенциально источниками наиболее интенсивных магнитных полей являются дроссели фильтров питания. Интенсивность полей рассеяния у всех типов трансформаторов растет с увеличением мощности, уменьшением сечения магнитопровода и высоты катушек, а также с ухудшением магнитных свойств магнитопровода.

Улучшение качества магнитопровода, достигаемое применением материалов с высокой относительной магнитной проницаемостью и уменьшением воздушных зазоров, приводит к уменьшению уровней нежелательных наводок.

Эффективное снижение уровней магнитных полей рассеяния трансформаторов и дросселей достигается экранированием. В диапазоне 50—4000 Гц эффективно действует экран из пермаллоя и других специальных сортов ферромагнитных материалов с высокой магнитной проницаемостью и малым удельным сопротивлением. Экранирующая коробка не должна плотно прилегать к сердечнику трансформатора. При зазоре примерно в 3 мм эффективность экранирования увеличивается на 15 дБ.

Контактные соединения и устройства экранов

При конструировании составных экранов, а также контактных элементов, предназначенных для соединения экранов, крышек, панелей, кронштейнов к общему корпусу или шасси аппаратуры, необходимо обеспечивать выполнение требований:

— электрическое сопротивление контактов должно быть минимальным и стабильным;

— контактные соединения должны иметь высокую коррозионную стойкость, длительный срок службы.

По своему назначению контактные соединения могут быть неразборными (неразъемными), разборными (разъемными), скользящими и т.д.

Неразъемные контактные соединения предназначены для постоянного соединения частей и элементов экрана. Эти соединения обычно бывают сварными или паяными. В контактных соединениях, осуществляемых сваркой (сплошные сварные швы), практически не происходит увеличения электрического сопротивления в месте сварки по сравнению с сопротивлением сплошного металла.

При пайке металлов припой, соединяясь с основными металлами, связывает их механически и электрически. Большое значение для качества паяного соединения имеет выбор припоя и зазора между металлами. Качество сварки и пайки после очистки должно тщательно проверяться с целью обнаружения несваренных или непропаянных поверхностей, прожогов и других дефектов. Неразъемное контактное соединение может быть выполнено и несварным, при осуществлении неразъемного контакта с помощью винтов, болтов, заклепок с определенным шагом образуются физически неоднородные стыки между соединяемыми поверхностями. В этих случаях между стыкуемыми поверхностями неизбежно существуют неровности, создающие щели, в результате чего эффективность экранирования ухудшается.

При механическом креплении элементов экрана эффективность экранирования повышается за счет более частого расположения крепежных деталей. Для уменьшения рассеяния отверстия в стационарных соединениях заделываются проводящей пастой.

Надежная работа разъемных контактных соединений обеспечивается их конструкцией, тщательностью изготовления, правильным выбором покрытий материалов и контактным нажатием. При значительных нажатиях контакты сравнительно хорошо обеспечивают малое сопротивление в месте контакта, а при слабых нажатиях даже покрытия из благородных металлов и большие контактные поверхности не гарантируют сохранения этого сопротивления в пределах требуемых значений.

В разъемных контактных соединениях для повышения эффективности экранирования аппаратуры следует применять электромагнитные уплотняющие прокладки, которые должны обеспечивать электрогерметичность соединения. Прокладки используют для уплотнения плохо пригнанных соединений.

Надежный электрический контакт между двумя и более металлическими поверхностями обеспечивается с помощью токопроводящих смол. Например, эпоксидные смолы с серебряным наполнителем заменяют пайку. Если соединяемые поверхности сжаты, но между ними имеется щель, то ее можно заполнить такой токопроводящей смолой. С помощью заполнения на основе токопроводящих смол уплотняют защитные электромагнитные экраны, улучшают экранирующие свойства корпусов радиоэлектронной аппаратуры, ремонтируют электромагнитные прокладки и т.д.

Малое электрическое сопротивление контакта между трущимися поверхностями обеспечивается с помощью токопроводящей смазки, например, на основе серебряно-силиконового масла без углеродистого наполнения. Смазка сохраняет высокие электрические и механические свойства в широких диапазонах температуры и влажности, устойчива к химическим воздействиям. Смазка обладает высокой влагостойкостью и хорошими антикоррозийными свойствами.

Выбор материала экрана проводится исхода из обеспечения требуемой эффективности экранирования в заданном диапазоне частот при определенных ограничениях. Эти ограничения связаны с массогабаритными характерными экрана, его влиянием на экранируемый объект, с механической прочностью и устойчивостью экрана против коррозии, с технологичностью его конструкции и т.д.

Металлические материалы

Применяются для экранирования, изготавливаются в виде листов, сеток и фольги (сталь, медь, алюминий, цинк, латунь). Все эти материалы удовлетворяют требованию устойчивости против коррозии при использовании соответствующих защитных покрытий.

Наиболее технологичными являются конструкции экранов из стали, так как при их изготовлении и монтаже можно широко использовать сварку. Толщина стали выбирается исходя из назначения конструкции экрана и условий его сборки, а также из возможности обеспечения сплошных сварных швов при изготовлении.

Сетчатые экраны проще в изготовлении, удобны для сборки и эксплуатации, обеспечивают облегченный тепловой режим радиоэлектронной температуры. Для защиты от коррозии сетки целесообразно покрывать антикоррозийным лаком. К недостаткам сетчатых экранов следует отнести невысокую механическую прочность и меньшую эффективность экранирования по сравнению с листовыми экранами.

Монтаж экранов из фольги достаточно прост, крепление фольги к основе экрана проводится чаще всего с помощью клея.

Диэлектрики

Сами по себе диэлектрики не могут экранировать электромагнитные поля. Поэтому они чаще всего встречаются в сочетании либо с проводящими включениями, либо с дополнительными металлическими элементами и конструкциями.

Экраны из композиционных материалов представляют собой сложные образования, содержащие в своей основе проводящие или полупроводящие включения, в которых связующим звеном выступают аморфные диэлектрики полимеры, в совокупности образующие упорядоченные цепочечные плоские или объемные структуры.

На практике для улучшения экранирующих свойств диэлектрических экранов без существенного изменения их массы и конструкционных характеристик применяют проводящее покрытие экранов напылением металлов в виде тонких пленок или оклеивание проводящей фольгой.

Для улучшения защитных свойств диэлектрических экранов наряду с применением проводящих покрытий используют армирование диэлектрических экранов тонкой металлической сеткой.

Если у сетки размер ячейки , то сетчатый экран по своим защитным свойствам близок к однородному металлическому экрану, но с несколько меньшим значением удельной проводимости материала экрана.

Стекла с токопроводящим покрытием

Должны обеспечивать требуемую эффективность экранирования при ухудшении их оптических характеристик не ниже заданных граничных значений. Электрические и оптические свойства стекол с токопроводящим покрытием зависят от природы окислов, составляющих пленку, условий и методов ее нанесения и свойств самого стекла. Наибольшее распространение получили пленки на основе оксида олова, оксида индия — олова и золота, так как они обеспечивают наибольшую механическую прочность, химически устойчивы и плотно соединяются со стеклянной подложкой.

Специальные ткани

Содержат в своей структуре металлические нити, наличие которых приводит к отражению электромагнитных волн. Такие ткани предназначены для защиты от электромагнитного поля в диапазоне сверхвысоких частот. Они могут также быть использованы для изготовления специальных костюмов для индивидуальной биологической защиты.

Токопроводящие краски

Создаются на основе диэлектрического пленкообразующего материала с добавлением в него проводящих компонентов, пластификатора и отвердителя. В качестве токопроводящих составляющих используются графит, сажа, коллоидное серебро, окиси металлов, порошковая медь, алюминий.

Электропроводный клей

Создается на основе эпоксидной смолы, заполняемой металлическими порошками (железо, кобальт, никель и др.). Электропроводный клей обладает высокой прочностью на отрыв, высокой удельной электропроводностью, химической стойкостью к влаге и различным агрессивным средам, обеспечивает незначительную усадку после отвердения. Электропроводный клей применяется наряду с пайкой, сваркой и болтовым соединением, а также в целях электромагнитного экранирования.

Радиопоглощающие материалы

Могут применяться в качестве покрытий различных поверхностей с целью уменьшения отражения от этих поверхностей электромагнитных волн. Принцип действия таких материалов заключается в том, что падающая на них электромагнитная волна преобразуется внутри их структуры в другие виды энергии. При этом имеют место явления рассеяния, поглощения, интерференции, а в ряде покрытий и дифракции электромагнитных волн. В зависимости от свойств радиопоглощающие материалы — покрытия могут быть широкодиапазонными и узкодиапазонными.

Структуру широкодиапазонных радиопоглощающих материалов образуют частицы ферромагнетика, введенные в слой изоляционного материала из немагнитного диэлектрика. Узкодиапазонные покрытия изготавливают из различных пластмасс и каучука. Чтобы такие покрытия обладали поглощающими свойствами, в их состав вводят ферромагнетики с примесями сажи или порошка графита в качестве поглотителя.

Радиопоглощающие материалы, используемые в качестве покрытий, могут быть однослойными, многослойными с переменными от слоя к слою параметрами, а также структурно неоднородными, т.е. с включением в состав материала различного рода структур, например дифракционных решеток.

Эффективность таких материалов достаточно высока. Коэффициент отражения большинства современных радиопоглощающих покрытий не превышает единиц процентов.

1. Ярочкин В.И. Информационная безопасность: Учеб. для ВУЗов. Изд. 2. Минск: Академический проект, 2005. – 544 с.

2. Бузов Г.А., Калинин С.В., Кондратьев А.В. Защита от утечки информации по техническим каналам: Учеб. пособие для подготовки экспертов системы Гостехкомиссии России. М.: Горячая линия - Телеком, 2005. – 416 с.

3. Деднев М.А. Защита информации в банковском деле и электронном бизнесе. М.: Кудиц-образ, 2004. – 512 с.

4. Конеев И.Р. Информационная безопасность предприятия. СПб.: БХВ‑Петербург, 2003. – 752 с.

решение проблемы снижения проницаемости призабойной зоны скважины, возникшего в результате воздействия физических или химических факторов (солеотложения, засорение пор призабойной зоны пласта мехпримесями из раствора глушения, проникновение бурового раствора в пласт, образование АСПО и т.д.); улучшение сообщаемости ствола скважины с призабойной зоной; миниминизация напряжений в пласте;

снижение скоростей, минимизация миграции тонкодисперсных фракций.

_п Проппант набивается в дальнюю границу трещины

Проппант

Потеря жидкости

При производстве ГРП должны быть решены следующие задачи:
создание трещи
ны гидроразрыва
путем закачки
специально подо
бранной жидко- А
сти ГРП;
удержание тре
щины в раскры
том состоянии
путем добавления
в жидкость гид
роразрыва проп- в
панта с зернами
определенного
размера и опреде
ленной прочнос
ти;

Проппант заполняет трещину

удаление жидко
сти гидроразрыва с
для восстановле
ния высоких
фильтрационных
характеристик
призабойной
зоны скважины.
повышение про
дуктивности пла
ста.---------------------------------------

На месторожде- Рис. 8.2.2. Технология концевого экранирования

ниях ОАО "Томскнефть" для увеличения производительности скважин применяется метод создания в высокопроницаемых пропласт-ках коротких и широких трещин, проникающих за пределы зоны загрязнения, который называется технологией концевого экранирования (TSO).

Технология концевого экранирования (рис. 8.2.2) является модификацией операции гидроразрыва, при которой создаются короткие трещины (несколько десятков метров) шириной до 30 мм. Это достигается путем контролируемого распространения трещины до запланированной длины и последующего ее закрепления проппантом, закачиваемым с рабочей жидкостью. Благодаря фильтрационным утечкам рабочей жидкости через поверхности трещины, концентрация проппанта возрастает на фронте закачки, что приводит к образованию проппантных пробок вблизи конца трещины, которые препятствуют ее дальнейшему распространению. Закачка проппанта, продолжаемая после остановки трещины, позволяет повысить давление внутри трещины, увеличивая тем самым ее раскрытие. При такой технологии ГРП уменьшаются затраты на проведение работ за счет уменьшения объемов закачиваемой жидкости и проппанта и сокращения времени проведения операций.

Эффект образования перемычек и повышенной упаковки проппанта в конце трещины считался одним из серьезных осложнений при проведении ГРП, сопровождающихся преждевременным выпадением проппанта и остановкой распространения трещин, но закачка могла быть продолжена и после этого еще некоторое время. Инженерное решение состояло в использовании данного эффекта для решения задач управления распространением трещин и оптимизации их раскрытия. Процесс образования перемычек и повышенной упаковки проппанта в конце трещины можно успешно использовать для создания коротких и широких трещин в высокопроницаемых пластах-коллекторах. Увеличение раскрытия закрепленной трещины ведет к увеличению ее проводимости. Значение безразмерного параметра гидравлической проводимости С позволяет оценить продуктивность скважины после ГРП методом подстановки в формулу Дюпюи эффективного радиуса скважины вместо фактического. Эффективный радиус скважины пропорционален длине трещины, умноженной на функцию гидравлической проводимости трещины:

где W— раскрытие трещины, k_prop — проницаемость проппантной набивки, х — полудлина трещины, kj-_onn — проницаемость пласта.

Для месторождений Западной Сибири безразмерная проводимость трещины Снаходится в пределах от 0,5 до 1,5.

Особенности технологии TSO:

— предотвращает нежелательное распространение трещины после
прекращения закачки. При использовании традиционных техно
логий ГРП после закрытия скважины большой объем буферной
жидкости обычно остается перед рабочей жидкостью ГРП с проп-
пантом, и поэтому трещина может продолжать распространяться,
что может уменьшить проводимость трещины;

- возможность предотвращения выноса проппанта за счет достиже
ния более равномерного распределения напряжений по упаковке
проппанта.

Трещины, созданные с использованием традиционных методов, смыкаются дольше, позволяя некоторому количеству проппанта осесть, что создает более высокие концентрации проппанта в нижней части трещины. В результате увеличивается вероятность локального каналообразования или формирования "карманов" в проппан-тной упаковке с низким сжимающим трещину напряжением, что облегчает вынос проппанта при добыче. Технология TSO, в которой фильтрационные утечки рабочей жидкости подавляются в меньшей мере для создания высоких концентраций проппанта на фронте закачки, обеспечивает более быстрое смыкание трещин и позволяет, тем самым, минимизировать вынос проппанта.

^ C = p)/form)

0,5

1,5

Рис. 8.2.3. Проводимость трещины

Вертикальная трещина F1 > F2> F3 Горизонтальная трещина F2 >F1 > F3

Рис. 8.2.4. Направление трещины при ГРП

ffiraEfane ffeneflraflbo (jn)

Образование трещин гидроразрыва и направление их развития

ИМ И+-НЦ Перемычки

По мере заполнения скважины жидкостью и создания на поверхности давления, давление жидкости в порах породы возрастает и действует равномерно во всех направлениях.

Рис. 8.2.5. Направление трещины при ГРП в реальных условиях

При повышении давления жидкости до момента, когда разрывающая сила жидкости, действующая на породу, превысит силы сцепления этой породы, скала расколется и произойдет разрыв. Трещины могут быть горизонтальными, вертикальными и наклонными. Пространственная ориентация трещины определяется напряженным состоянием горных пород в зоне скважины и изменениями, обусловленными распределением напряжений. Напряжения формируются, главным образом, под действием гравитационных сил.

Для песчаников и известняков коэффициент бокового распора составляет 0,25—0,4; для глин - около 1.

Принято считать, что на глубине свыше 300 м вертикальное напряжение гораздо выше двух других составляющих. Поэтому трещина всегда должна быть вертикальной, в силу того, что образование трещины происходит в направлении, перпендикулярном наименьшей из нагрузок.

На самом деле реальная картина несколько сложней. В зависимости от местных особенностей и строения пластов (микротрещины, наличие псевдопластических характеристик пород, разгрузка продуктивного пласта в зоне скважины и т.д.) при ГРП могут возникать как горизонтальные, так и вертикальные трещины (рис. 8.2.4,8.2.5). В случае образования вертикальных трещин, азимут трещины определяется амплитудой двух минимальных горизонтальных напряжений.

Ограничение трещины по высоте и ее геометрия тесно связаны со свойствами породы пласта, напряженным состоянием пород, изло-мостойкостью породы и плотностными свойствами проппанта.

Если образующаяся при гидроразрыве трещина приближается к поверхности раздела слоев и породы ограничивающих горизонтов обладают более высокими прочностными характеристиками, чем обрабатываемый пласт, то теоретически рост трещины по вертикали будет приостановлен (если поверхность раздела не пересекают ранее образовавшиеся трещины). Примером этого может служить пласт песчаника с выше- и нижезалегающими глинистыми пропластками, работающими как перемычки. Минимальное напряжение у песчаников ниже, значит дальнейший рост трещины будет сдерживаться.

Таким образом, рост трещины по высоте — сложная функция реологии жидкости, объемной скорости закачки, давления, создаваемого в трещине, и проявление сдерживания механизмов развития трещины в вертикальном направлении. Первые три фактора — регулируемые параметры обработки, а последний определяется механикой горных пород, в том числе поведением пласта и трещины. Определены следующие механизмы сдерживания трещин по высоте:

- различие напряжений в обрабатываемом и смежных с ним пластах;

- различие упругих свойств обрабатываемого и смежных с ним пластов.

Прочность обрабатываемого и смежных с ним пластов измеряется коэффициентом интенсивности напряжения, который зависит от геометрии трещины, свойств жидкости разрыва, объемной скорости закачки и давления обработки при гидроразрыве пласта. Этот показатель определяет распространение трещины в вертикальном и гори-

Рис. 8.2.6. Формирование барьеров при ТРИ

зонтальном направлениях. Коэффициент интенсивности напряжения снижается, когда трещина достигает высокопластичного или ма-лопроницаемого пласта. Если отсутствуют барьеры, ограничивающие распространение трещины по вертикали (контраст напряжений не достаточно высок), то возможно образование неограниченной трещины, имеющей радиальную форму.

Одним из наиболее важных факторов ограничения трещины по вертикали является сопротивление течению в узких зонах у верхнего и нижнего краев трещины (рис. 8.2.6). Расклинивающий агент с высокой концентрацией отлагается в узких зонах в верхней и нижней частях трещины и снижает проводимость и проницаемость этих участков. Жидкость, которая течет в широком центральном канале, может не проникать ни в верхний, ни в нижний забитые расклинивающим материалом узкие края трещины. Это способствует формированию верхнего и нижнего барьеров, которые исключат дальнейшее развитие трещины в вертикальном направлении.

Благодаря воздействию вышеуказанных факторов, ограничивающих вертикальное развитие трещины, при поддержании правильного расхода жидкости можно получить высокопроводимую трещину желаемой длины.

Давление гидроразрыва пласта определяется из условия, что гидродинамический напор на забое скважины должен преодолеть давление вышележащей толщи пород (геостатическое давление) и предел прочности продуктивной породы на разрыв, т.е.

где р_с — забойное давление разрыва пласта; q - горное давление; s_p -прочность породы обрабатываемого пласта на разрыв.

Давление нагнетания на устье скважины вычисляется по формуле: Pyd = 9 + s_p + p_mp-p_wl,

(8.2.3) где р_уд — устьевое давление разрыва; р_тр -потери давления в трубах и в зоне перфорации;/^ - пластовое давление.

Создаваемое избыточное давление дол- Рис - 8 - 2 - 7 - Развитие трещины жно обеспечивать осуществление трех этапов роста трещины:

- увеличение трещины до достижения барьеров;

- рост трещины в длину в рамках барьеров, ограничивающих вертикальный рост;

- рост трещины по высоте, когда давление достигает предела разрыва.

где Р_с - давление смыкания трещины; P_h — гидростатическое давление; Ptf— общие потери давления на трение; Р^ет~ чистое давление; Рлет = ?w~ Ро ?w~ избыточное давление, Р_с - давление смыкания. При P_NET О трещина будет оставаться открытой.

Читайте также: