模拟月壤螺旋钻进力载特性分析

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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～。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。分析表明，
２０１４年第４１卷第９期
探矿工程（岩土钻掘工程）
８ｌ
模拟月壤螺旋钻进力载特性分析
谭松成，段隆臣，黄
４３００７４）
帆，高辉
（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
ｗｅｌｌａｓｎｏｌｕｆｓｈｉｎｇｍｅｄｉｕｍｄｕｉｎｒｇｄｉｌｒｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ．Ｓｉｎｃｅａｕｇｅｒｄｒｉｌｌｉｎｇｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｕｔｔｉｎｇｓｃｏｎｔｉｎｕ —
ｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈｅｎｇｄｕＳｉｃｈｕａｎ６１０５００，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００７４，
ｃｈｅｎ，ＨＵＡＮＧＦａｎ，ＧＡＯＨｕｉ（１．ＣＮＰＣＢｏｈａｉＤｒｉｌｌｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００４５７，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｏｕｔｈ —
中图分类号：Ｐ６３４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２— ７４２８（２０１４）０９— ００８１ — ０４
ＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｏｗｅｒＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｕｇｅｒＤｒｉｌｌｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＳｉｍｕｌａｔｅｄＬｕｎａｒＳｏｉｌ￣ＴＡＮＳｏｎｇ — ｃｈｅｎｇ，ＤＵＡＮＬｏｇ— ｎ
Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｕｎａｒｓａｍｐｌｉｎｇｄｉｒｌｌｉｎｇｈａｓｄｉｉｃｆｕｌｔｉｅｓｏｆｌｏｏｓｅｄｒｉｌｌｉｎｇｏｂｊｅｃｔ，ｓｍａｌｌｐｏｗｅｒａｎｄｌｉｇｈｔｑｕａｌｉｔｙｏｆｄｉｒｌｌｉｎｇｔｏｏｌｓ，ａ用钻屑颗粒模式求得临界回转速度，然后选择合理的钻进
工艺。螺旋钻进功耗包括钻头切削月壤的功耗和钻进排屑功耗，可根据功耗模型研究各变量对功率的影响规律，从而为钻具结构优化和钻进参数优选提供理论指导。关键词：月球钻探；螺旋钻具；动力学分析；功耗模型
ｏｕｓｌｙａｎｄｄｉｒｌｌｉｎｇｗｉｔｈｏｕｔｄｉｒｌｌｉｎｇｌｆｕｉｄ，ｉｔｂｅｃｏｍｅｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｌｕｎａｒｄｉｒｌｌｉｎｇ．Ｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｄｅｅｐｌｕｎａｒｓａｍｐｌｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｕｎｄｅｒｌｉｍｉｔｅｄｃａｐａｃｉｔｙｏｆｄｉｒｌｌｉｎｇｔｏｏｌｓａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｌｕｎａｒｓｕｒｆａｃｅ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｐｏｗｅｒｍｏｄｅｌｓｄｕｉｒｎｇａｕｇｅｒｓａｍｐｌｉｎｇｄｉｒｌｌｉｎｇａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃｓｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆｌｕｎａｒ