模拟月壤螺旋钻进力载特性分析.pdf

节选段落一：
模拟月壤螺旋钻进力载特性分析
谭松成1，2，段隆臣3，黄 帆3，高 辉3
( 1． 渤海钻探工程有限公司，天津 300457; 2． 西南石油大学，四川 成都 610500; 3． 中国地质大学〈武汉〉，湖北 武汉
430074)
摘 要: 月球钻探取样具有钻进对象松散、钻机功率小、质量轻、钻进过程无冲洗介质等难点，螺旋钻进因其连续排
屑和干式回转钻进的能力，成为最具可行性的月球钻探取样方式之一。为确保在设备能力和月表环境限制下实现
深层月壤钻探取样目的，针对月壤 /模拟月壤物理力学特性，对螺旋钻探取样过程进行力载特性分析。


节选段落二：
月球表面具有高真空、低重应力、强辐射、昼夜
温差悬殊，以及地形环境复杂等特点，相对地球钻探
而言主要存在以下难点［2］: ( 1 ) 受火箭搭载能力的
影响，钻具所能提供的功率和扭矩小; ( 2) 月表无法
提供地面正常钻进所需的冲洗介质; ( 3 ) 月表处于
低重应力环境，需考虑额外钻进压力; ( 4) 需要考虑
如何实现松散地层钻进取心和返回。因此，根据月
182014 年第 41 卷第 9 期 探矿工程( 岩土钻掘工程)
壤 /模拟月壤特性，对钻探取样过程进行力载特性分
析，对确保在设备能力有限的条件下实现深层钻探
取样目的，具有理论参考价值。


节选段落三：
P1 = KΔh = K( 60v) / ( nnb )
K = γHNq + cNc
Nq = tan
2 ( 45 + φ /2) eπtanφ
Nc = ( Nq － 1) cotφ
式中: K———切削比阻力，N /m2，对于松散无胶结的
模拟月壤，可以取 K 为模拟月壤的极 限 承 载 力;
γ———模拟月壤的重度，N /m3，γ = ρg; ρ———模拟月
壤密度，kg /m3 ; H———钻头切削处的钻孔深度，m，H
= vt; Nq、Nc———承载力系数，是材料内摩擦角的函
数; c———模拟月壤粘聚力，Pa; v———钻头的垂直向
下给进速度，m/s; t———钻进时间，s;