月壤大颗粒对钻进力载影响的仿真及实验研究

发布时间：2021-10-13 06:19

　　采用离散单元法（discrete element method,DEM）和实验方法,研究用螺旋钻具钻取月壤的过程中,月壤内部大颗粒位置和构型对钻进力载特性的影响。通过DEM方法和实验方法研究结果的对比分析,明确了DEM方法在钻取动力学中的局限性及有效性,发现钻进过程中碰到大颗粒时的典型力载特征及影响大颗粒有效拨开的关键因素是表面形态。 

【文章来源】：北京大学学报(自然科学版). 2019,55(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

钻具钻取大颗粒过程模型示意图

北京大学学报(自然科学版)第55卷第3期2019年5月400图2大颗粒在不同位置时钻头和钻杆的压力Fig.2Pressureofdrillbitanddrillpipewithlargeparticlesatdifferentpositions图3大颗粒在不同位置时钻头和钻杆的扭矩Fig.3Torqueofdrillbitanddrillpipewithlargeparticlesatdifferentpositions图4大颗粒在不同位置时钻具的压力和扭矩Fig.4Pressureandtorqueofthedrillwithlargeparticlesatdifferentpositions的影响。第一钻实验将3个颗粒放在同一钻的不同深度。颗粒均采用大块新鲜玄武岩经机械破碎得到,表面粗糙(图6)。第一颗尺寸为36mm×26mm×29mm的较圆颗粒,放置于钻头正下方0.88m处;第二颗尺寸为42mm×42mm×30mm的较圆颗粒,轴心偏移15mm放置在1150mm处;第三颗尺寸为52mm×21mm×31mm的大斜面颗粒,以与水平面75°

北京大学学报(自然科学版)第55卷第3期2019年5月400图2大颗粒在不同位置时钻头和钻杆的压力Fig.2Pressureofdrillbitanddrillpipewithlargeparticlesatdifferentpositions图3大颗粒在不同位置时钻头和钻杆的扭矩Fig.3Torqueofdrillbitanddrillpipewithlargeparticlesatdifferentpositions图4大颗粒在不同位置时钻具的压力和扭矩Fig.4Pressureandtorqueofthedrillwithlargeparticlesatdifferentpositions的影响。第一钻实验将3个颗粒放在同一钻的不同深度。颗粒均采用大块新鲜玄武岩经机械破碎得到,表面粗糙(图6)。第一颗尺寸为36mm×26mm×29mm的较圆颗粒,放置于钻头正下方0.88m处;第二颗尺寸为42mm×42mm×30mm的较圆颗粒,轴心偏移15mm放置在1150mm处;第三颗尺寸为52mm×21mm×31mm的大斜面颗粒,以与水平面75°

【参考文献】：
期刊论文
[1]大颗粒岩块对月壤钻取过程的影响分析[J]. 刘天喜,魏承,马亮,赵阳.  岩土工程学报. 2014(11)
[2]月壤的钻取采样离散元动态行为研究[J]. 谢宇明,卿启湘,汤钦卿.  工程设计学报. 2013(06)
[3]月壤钻探采样装置中的钻杆结构参数优化设计及模拟试验[J]. 田野,邓宗全,唐德威,姜生元,侯绪研.  机械工程学报. 2012(23)
[4]空心外螺旋钻杆与月壤相互作用力学模型研究[J]. 刘飞,侯绪研,全齐全,丁亮,姜生元,邓宗全.  机械制造. 2011(11)
[5]宇宙探索与钻探技术[J]. 鄢泰宁,冉恒谦,段新胜.  探矿工程(岩土钻掘工程). 2010(01)



本文编号：3434117