[发明专利]一种连续油管式深层月壤钻进系统

说明书

本发明涉及一种连续油管式深层月壤钻进系统，包括潜进钻头、连续油管、钻压补偿推进装置、鹅颈送管器和卷管轮盘，所述连续油管一端卷曲缠绕在所述卷管轮盘上，所述鹅颈送管器与所述卷管轮盘间隔布置，所述连续油管在所述鹅颈送管器上延展后穿过所述钻压补偿推进装置，并与所述潜进钻头连接。本发明钻压由钻压补偿推进装置进行补偿，无需拆装动力系统即可增加油管长度，从而调整钻进深度，节省了航天员月面工作时间，提升了月面工作效率。

技术领域

本发明涉及月球探测技术领域，具体涉及一种连续油管式深层月壤钻进系统，尤其涉及一种适用于月壤、月岩深部钻采的连续油管钻进系统。

背景技术

上世纪六七十年代，美国和苏联相继进行了多次月球采样和返回任务，将大量的月壤和岩石带回地球分析，为人类认识月球提供了重要的研究方法和研究依据。

近年来，我国提出了探月三步走战略，并力争在探月三期在现场分析取样的基础上，采集关键性样品返回地球，进行实验室分析研究，对月球有更加深刻的认识，由于月球上的巨大石块、岩石露头、深层月壤、月岩具有较好的产状，保存了月球火山活动、岩浆过程及热演化等诸多证据，记录了月球时间维度上的地质信息，为揭示局部地质成因和月球演化历史提供重要的证据，且深部的月壤受到宇宙射线等的影响更小，能够最大程度地保存样品的原始状态，因此是研究月球本身地质历史和形成演化不可或缺的样品。

月球自然环境较为苛刻，月面重力较低无法提供足够的钻压，昼夜温差较大，同时，受到飞船运载能力限制，月面上的钻探设备在质量、功耗和操作时间方面都会受到极大的限制，因此，设计适用于深层月壤、月岩钻探的设备难度较大。

钻杆式连续钻进系统凭借人工提供钻压，能够传递较大较为稳定的钻压，可人为控制钻进反向方向，简单可靠；但是钻杆式钻进系统的钻进深度完全依赖于钻杆长度，随着钻探深度增加，杆组数量增多，导致整体重量变大，对于飞船的运载能力提出了极高的要求；在钻采过程当中需要接管操作，增加航天员在月面上的工作负担，降低工作效率，电机与杆组频繁拆装增加了钻进系统工作的不稳定因素。

线缆式连续钻进系统在钻头系统后携带线缆钻进，线缆可弯曲伸缩，因此能够以重量相对小的整体设备实现较大的深度的钻进；由于线缆为柔性体，仅能够提供钻头与地面控制系统的控制信号传输但无法为钻头提供扭矩和钻压，因此在钻进过程中要同时搭配自主式钻潜器，集成锚定装置，具有一定的系统复杂度，增加了飞船运载负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种连续油管式深层月壤钻进系统，可适用于月壤、月岩深部钻采的连续油管钻进系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种连续油管式深层月壤钻进系统，包括潜进钻头、连续油管、钻压补偿推进装置、鹅颈送管器和卷管轮盘，所述连续油管一端卷曲缠绕在所述卷管轮盘上，所述鹅颈送管器与所述卷管轮盘间隔布置，所述连续油管在所述鹅颈送管器上延展后穿过所述钻压补偿推进装置，并与所述潜进钻头连接。

本发明的有益效果是：本发明钻压由钻压补偿推进装置进行补偿，无需拆装动力系统即可增加油管长度，从而调整钻进深度，节省了航天员月面工作时间，提升了月面工作效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述钻压补偿推进装置包括支架和两组链轮链条传动部，两组所述链轮链条传动部并排安装在所述支架上，所述连续油管位于两组所述链轮链条传动部之间，并在所述链轮链条传动部的带动下进行送管。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用链轮链条传动部，可以在月球低重力作用下，向连续油管及钻头提供钻压。

进一步，所述链轮链条传动部包括链条和两个链轮，所述链条套设在两个链轮之间，所述连续油管位于两组所述链轮链条传动部的链条之间，并在所述链条的带动下进行送管。