月球月壤钻孔孔外取芯装置

摘要

本发明月球月壤钻孔孔外取芯装置，属月球松散月壤取样设备领域，本装置之螺杆钻头为实心钻头，其下部圆周面为钻头叶片，上部配合装有轴承，连接套与轴承固接；采集器为中空套筒，内部为环空斜面，其下端口与取芯管口配合连接，其上端口与连接套配合连接而套装在螺杆钻头外围，采集器底部有导砂口，该导砂口与装芯软管连接，随着钻头的钻进，松散的砂粒上升到一定的高度进入采集器，砂粒在重力和离心力的作用下，通过采集器的导砂口即可流入孔外的装芯软管中，本发明装置创造性解决了在无人操作条件下，钻取月球松散的月壤的难题，高效、便捷地完成月球月壤钻孔取芯的岩芯封装和转移，特别为探月地质研究提供了切实可行的优良装备。

权利要求

1.月球月壤钻孔孔外取芯装置，由螺杆钻头、连接套、取芯管、采集器和装芯软管组成，螺杆钻头是实心钻头，其下部圆周面为钻头叶片，上部阶梯式轴承座配合连接有轴承，连接套与轴承固定连接；采集器为中空套筒，内部为环空斜面，采集器环空斜面的高度低于钻头叶片段的高度，其下端口与取芯管管口配合连接，其上端口与连接套配合连接而套装在螺杆钻头外围，采集器底部设有导砂口，导砂口与装芯软管连接。

2.根据权利要求1所述的月球月壤钻孔孔外取芯装置，其特征是采集器环空斜面的斜度为30°～60°。

3.根据权利要求1所述的月球月壤钻孔孔外取芯装置，其特征是在轴承下端设有轴承盖。

说明书

月球月壤钻孔孔外取芯装置

技术领域

[0001] 本发明月球月壤钻孔孔外取芯装置，属月球松散月壤取样设备领域。

背景技术

[0002] 目前，公知的月球月壤钻孔取芯装置，由取芯钻头、岩芯管和卡芯组成，其取芯钻头是有内外径的中空钻头，随着钻头旋转往下钻进，岩芯从钻头内径进入其内，钻头上方装有岩芯管，然后利用卡芯装置将进入岩芯管的岩芯锁紧在岩芯管内而提出地面获取岩芯。这种装置取芯必须将整个岩芯管提出孔外，在月球无人操作的条件下，这给岩芯的封装和转移造成极大的困难。鄢泰宁等在《地质科技情报》，VOL.23，NO.4，P12-14所描述的在钻头体和岩芯管加上外螺旋，即属此类。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种月球月壤钻孔孔外取芯装置，使钻进过程中松散月壤顺利进入装芯软管，以便于无人操作条件下岩芯的封装和转移。

[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：本月球月壤钻孔孔外取芯装置，由螺杆钻头、连接套、取芯管、采集器和装芯软管组成，螺杆钻头是实心钻头，下部圆周面为钻头叶片，上部阶梯式轴承座配合连接有轴承，连接套与轴承固定连接；采集器为中空套筒，内部为环空斜面，其下端口与取芯管口配合连接，其上端口与连接套配合连接而套装在螺杆钻头外围，采集器底部设有导砂口，导砂口与装芯软管连接。

[0005] 采集器内部环空斜面的斜度为30°～60°，采集器环空斜面的高度低于钻头叶片段的高度。

[0006] 本发明装置是针对月球极为干燥松散的月壤的具体状况而设计，由螺杆钻头、连接套、取芯管、采集器和装芯软管组成，根据本发明，当钻头旋转钻进时，仅螺杆钻头独自旋转，而取芯管和采集器只前移不旋转，随着钻头的旋转钻进，松散的砂粒上升到一定的高度进入采集器，砂粒在重力和离心力的作用下，通过采集器的导砂口即可流入孔外的装芯软管中。本发明装置，创造性解决了在无人操作条件下，钻取月球松散的月壤的难题，高效、便捷地完成月球月壤钻孔取芯的岩芯封装和转移，特别为探月地质研究提供了切实可行的优良装备。

附图说明

[0007] 图1本发明装置示意图

[0008] 图2本发明装置之螺杆钻头示意图

[0009] 图3本发明装置之连接套示意图

[0010] 图4本发明装置之采集器主视图

[0011] 图5本发明装置之采集器俯视图

[0012] 图6本发明装置之取芯管主视图

[0013] 图7本发明装置之取芯管俯视图

具体实施方式

[0014] 以下结合附图，进一步说明本发明是如何实施的。

[0015] 本发明月球月壤钻孔孔外取芯装置，由螺杆钻头5、连接套2、取芯管7、采集器4和装芯软管6组成，螺杆钻头5顶部配备有电机5-3，上部阶梯式轴承座5-2中装有两个轴承1，在两个轴承1的下端设有轴承盖3，连接套2与轴承1固定连接，螺杆钻头5下部圆周面为钻头叶片5-1；采集器4为中空套筒，其下端口4-X与取芯管7之管口配合连接，其上端口4-S与连接套2通过螺纹连接而配合套装在螺杆钻头5外围，采集器4底部设有导砂口
4-1，装芯软管6与导砂口4-1固定连接。

[0016] 采集器4内部中空为环空斜面4-2，该环空斜面斜度为30°～60°，该环空斜面4-2高度低于钻头叶片5-1段之高度。

[0017] 采用本发明装置钻取月球月壤岩芯时，螺杆钻头5在给定的转速下旋转钻进时，在一定压力作用下螺杆钻头5向下移动，岩芯沿螺杆钻头5-1叶片斜面向上移动，在钻头旋转钻进时，仅螺杆钻头独自旋转，而取芯管6和采集器4只前移，不旋转，钻头底部形成空隙，当岩芯松散的砂粒沿螺杆叶片5-1斜面上升到一定高度，在重力和离心力作用下岩芯进入采集器4，随之通过导砂口4-1进入孔外的装芯软管6内，连续钻进岩芯不断进入孔外的装芯软管6内，直到钻头钻进一定的设计深度，从而完满实现孔外取芯，方便岩芯的封装和转移。

[0018] 本发明装置采用高耐磨材料制造。