RU2770475C1 - Drilling rig for studying rocks on celestial bodies - Google Patents
Drilling rig for studying rocks on celestial bodies Download PDFInfo
- Publication number
- RU2770475C1 RU2770475C1 RU2021113088A RU2021113088A RU2770475C1 RU 2770475 C1 RU2770475 C1 RU 2770475C1 RU 2021113088 A RU2021113088 A RU 2021113088A RU 2021113088 A RU2021113088 A RU 2021113088A RU 2770475 C1 RU2770475 C1 RU 2770475C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lead screw
- drilling rig
- additional lead
- axis
- drive shaft
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 241001061260 Emmelichthys struhsakeri Species 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/16—Extraterrestrial cars
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/08—Apparatus for feeding the rods or cables; Apparatus for increasing or decreasing the pressure on the drilling tool; Apparatus for counterbalancing the weight of the rods
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C51/00—Apparatus for, or methods of, winning materials from extraterrestrial sources
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к космическим исследованиям и может быть использовано для выбуривания кернов горных пород на небесных телах и проведения исследований в шпурах роботизированными аппаратами.The invention relates to space research and can be used for drilling cores of rocks on celestial bodies and conducting research in boreholes with robotic devices.
Известна конструкция однодвигательной длинноходовой бурильной машины, обеспечивающей постоянство удельной подачи инструмента ([Алимов, О.Д. Бурильные машины [Текст] / О.Д. Алимов, Л. Т. Дворников. - М.: Машиностроение, 1976. - 295 с.], стр. 148, рис. IV.37.a). Бурильная машина состоит из двигателя, стационарного редуктора, винта, подвижного редуктора, бура и гаек. При этом гайки механизма подачи в бурильной машине не вращаются, а винт выполнен с продольным шлицем.The design of a single-engine long-stroke drilling machine is known, which ensures the constancy of the specific feed of the tool ([Alimov, O.D. Drilling machines [Text] / O.D. Alimov, L.T. Dvornikov. - M .: Mashinostroenie, 1976. - 295 p. ], page 148, Fig. IV.37.a). The drilling machine consists of an engine, a stationary gearbox, a screw, a movable gearbox, a drill and nuts. In this case, the nuts of the feed mechanism in the drilling machine do not rotate, and the screw is made with a longitudinal slot.
Недостатком однодвигательной длинноходовой бурильной машины является низкая скорость и значительная энергоемкость процесса бурения, обусловленные отсутствием в конструкции машины ударного механизма, обеспечивающего нанесение по буру продольных ударов.The disadvantage of a single-engine long-stroke drilling machine is the low speed and significant energy consumption of the drilling process, due to the absence of a percussion mechanism in the design of the machine, which ensures the application of longitudinal blows to the drill.
Наиболее близкой к предлагаемой, является буровая установка автоматического грунтозаборного устройства, используемая в космических аппаратах «Луна-16» и «Луна-20» ([Кемурджиан, А.Л. Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны [Текст] / А.Л. Кемурджиан, В.В. Громов, И.И. Черкасов, В.В. Шварев. - М.: «Машиностроение», 1976. - 200 с.], стр. 56). Она состоит из корпуса, электродвигателей, трехгранного ходового винта с нарезанной резьбой, системы зубчатых колес (коробки передач), вращателя (подвижного редуктора с гайками), бурового снаряда (коронки) и ударного механизма пружинного типа с кулачковым взводом.Closest to the proposed one is the drilling rig of an automatic soil intake device used in the Luna-16 and Luna-20 spacecraft ([Kemurdzhian, A.L. Automatic stations for studying the surface cover of the Moon [Text] / A.L. Kemurdzhian, V. V. Gromov, I. I. Cherkasov, V. V. Shvarev. - M.: "Engineering", 1976. - 200 p.], p. 56). It consists of a housing, electric motors, a threaded trihedral lead screw, a system of gears (gearboxes), a rotator (a movable gearbox with nuts), a drilling tool (crown bits) and a spring-type percussion mechanism with a cam cocking.
Недостатком буровой установки автоматического грунтозаборного устройства, используемой в космических аппаратах «Луна-16» и «Луна-20», является отсутствие возможности доставки в выбуренный шпур научных приборов для проведения исследований.The disadvantage of the drilling rig of an automatic soil intake device used in the Luna-16 and Luna-20 spacecraft is the inability to deliver scientific instruments for research into the drilled hole.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении функциональности буровой установки за счет конструктивного обеспечения возможности доставки бокса с научными приборами в выбуренный шпур для проведения исследований.The technical problem solved by the invention is to increase the functionality of the drilling rig due to the constructive provision of the possibility of delivering a box with scientific instruments into a drilled hole for research.
Существующая техническая проблема, решается тем, что в известной буровой установке для исследования горных пород на небесных телах, состоящей из корпуса, электродвигателя, механической коробки передач, силового ходового винта, подвижного редуктора с гайками, коронки и ударного механизма, согласно изобретению, она содержит дополнительный ходовой винт, взаимодействующий с резьбовым отверстием, выполненным вдоль оси вспомогательного ведомого зубчатого колеса механической коробки передач, находящегося в постоянном зацеплении с первым ведущим зубчатым колесом, расположенным на ведущем валу механической коробки передач и свободно вращающемся относительно него, при этом на ведущем валу механической коробки передач также расположено второе ведущее зубчатое колесо, свободно вращающееся относительно него и находящееся в постоянном зацеплении с основным ведомым зубчатым колесом, неподвижно соединенным с ведомым валом, являющимся продолжением силового ходового винта, при этом между первым и вторым ведущими зубчатыми колесами механической коробки передач расположена муфта переключения, закрепленная на ведущем валу, вращающаяся вместе с ним, свободно перемещающаяся вдоль его оси и обеспечивающая передачу крутящего момента от ведущего вала механической коробки передач первому или второму ведущим зубчатым колесам посредством их блокировки на нем, выполненная с возможностью автоматического переключения, за счет наличия на муфте переключения двух шпоночных выступов, входящих в шпоночные канавки, имеющиеся на ведущем валу, а также обеспечивающая возможность нейтрального положения относительно них, при котором первое и второе ведущие зубчатые колеса свободно вращаются относительно ведущего вала механической коробки передач, при этом на дополнительном ходовом винте со стороны электродвигателя, симметрично относительно оси дополнительного ходового винта, располагается бокс для размещения научных приборов в форме цилиндра, диаметром меньше диаметра буримого шпура, с соосно размещенным на его торце твердосплавным индентором, а со стороны коронки, на цилиндрической части конца дополнительного ходового винта расположен выступ, взаимодействующий с пазом, выполненным в корпусе буровой установки и направленным параллельно оси дополнительного ходового винта, при этом корпус буровой установки располагается на платформе, неподвижно зафиксированной относительно исследуемого участка поверхности небесного тела, и обеспечивающей возможность поворота корпуса буровой установки на угол 180 градусов с фиксацией в неподвижном положении, при угле поворота, составляющем 0 и 180 градусов, при этом поворот осуществляется относительно оси, перпендикулярной к плоскости, в которой лежат оси коронки и дополнительного ходового винта таким образом, что при повороте корпуса буровой установки на 180 градусов, оси коронки и дополнительного ходового винта меняются своим положением в пространстве.The existing technical problem is solved by the fact that in a well-known drilling rig for studying rocks on celestial bodies, consisting of a body, an electric motor, a mechanical gearbox, a power lead screw, a movable gearbox with nuts, a bit and an impact mechanism, according to the invention, it contains an additional lead screw interacting with a threaded hole made along the axis of the auxiliary driven gear of a mechanical gearbox, which is in constant engagement with the first drive gear located on the drive shaft of the mechanical gearbox and freely rotating relative to it, while on the drive shaft of the mechanical gearbox there is also a second drive gear, which rotates freely relative to it and is in constant engagement with the main driven gear, which is fixedly connected to the driven shaft, which is a continuation of the power lead screw, while between the first and second the drive gears of the mechanical gearbox are equipped with a shift clutch fixed on the drive shaft, rotating with it, moving freely along its axis and ensuring the transmission of torque from the drive shaft of the mechanical gearbox to the first or second drive gears by locking them on it, made with the possibility of automatic switching, due to the presence on the switching clutch of two key protrusions included in the key grooves on the drive shaft, and also providing the possibility of a neutral position relative to them, in which the first and second drive gears rotate freely relative to the drive shaft of the mechanical gearbox, at the same time, on the additional lead screw on the side of the electric motor, symmetrically with respect to the axis of the additional lead screw, there is a box for placing scientific instruments in the form of a cylinder, with a diameter less than the diameter of the drilled hole, with coaxially placed on its end face with a hard-alloy indenter, and from the side of the bit, on the cylindrical part of the end of the additional lead screw, there is a protrusion interacting with the groove made in the body of the drilling rig and directed parallel to the axis of the additional lead screw, while the body of the drilling rig is located on a platform that is motionlessly fixed relative to the test part of the surface of a celestial body, and providing the ability to rotate the body of the drilling rig at an angle of 180 degrees with fixation in a fixed position, with a rotation angle of 0 and 180 degrees, while the rotation is carried out relative to an axis perpendicular to the plane in which the axes of the crown and additional of the lead screw in such a way that when the body of the drilling rig is rotated by 180 degrees, the axes of the bit and the additional lead screw change their position in space.
Технический результат, получаемый при использовании заявляемого изобретения, заключается в обеспечении возможности проведения научных исследований в шпурах, выбуренных буровой установкой, посредством доставки туда научных приборов.The technical result obtained by using the claimed invention is to provide the possibility of conducting scientific research in holes drilled by a drilling rig by delivering scientific instruments there.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 приведена кинематическая схема заявляемой буровой установки, а на фиг. 2 показан принцип ее действия при работе в составе исследовательского планетохода.The present invention is illustrated in the drawings, where in Fig. 1 shows a kinematic diagram of the proposed drilling rig, and Fig. 2 shows the principle of its operation when working as part of a research planetary rover.
Буровая установка состоит из следующих деталей (фиг. 1): корпуса 1, электродвигателя 2, механической коробки передач 3, силового ходового винта 4, подвижного редуктора 5 с гайками 6, коронки 7, ударного механизма 8, дополнительного ходового винта 9, бокса 10 для размещения научных приборов, выполненного в форме цилиндра, диаметром меньше диаметра буримого шпура, с соосно размещенным на его торце твердосплавным индентором 11.The drilling rig consists of the following parts (Fig. 1):
Дополнительный ходовой винт 9 взаимодействует с резьбовым отверстием 12, выполненным вдоль оси Х-Х вспомогательного ведомого зубчатого колеса 13 механической коробки передач 3. Таким образом, ось Х-Х является как осью вспомогательного ведомого зубчатого колеса 13, так и осью дополнительного ходового винта 9.The
Вспомогательное ведомое зубчатое колесо 13 находится в постоянном зацеплении с первым ведущим зубчатым колесом 14, расположенным на ведущем валу 15 механической коробки передач 3 и свободно вращающемся относительно него. На ведущем валу 15 механической коробки передач 3 также расположено второе ведущее зубчатое колесо 16, свободно вращающееся относительно него и находящееся в постоянном зацеплении с основным ведомым зубчатым колесом 17, неподвижно соединенным с ведомым валом 18, являющимся продолжением силового ходового винта 4. Между первым 14 и вторым 16 ведущими зубчатыми колесами механической коробки передач 3 расположена муфта переключения 19, закрепленная на ведущем валу 15, вращающаяся вместе с ним и свободно перемещающаяся вдоль его оси Y-Y.Auxiliary driven
Муфта переключения 19 обеспечивает передачу крутящего момента от ведущего вала 15 первому 14 или второму 16 ведущим зубчатым колесам посредством их блокировки на нем, а также может находиться в нейтральном положении относительно них, при котором первое 14 и второе 16 ведущие зубчатые колеса свободно вращаются относительно ведущего вала 15.The
Первое 14 и второе 16 ведущие зубчатые колеса выполняются со шлицевыми венцами 20 и 21 соответственно, обращенными в сторону муфты переключения 19, которая с обеих сторон имеет соответствующие им выступы 22 и 23. Для блокировки на ведущем вале 15 первого 14 или второго 16 ведущих зубчатых колес, муфта переключения 19 перемещается в направлении, указанном стрелкой А или В соответственно. При этом образуется шлицевое соединение между выступами 22 или 23 муфты переключения 19 и шлицевым венцом 20 или 21 блокируемого зубчатого колеса (14 или 16), за счет чего ему обеспечивается передача крутящего момента от ведущего вала 15 через муфту переключения 19.The first 14 and second 16 drive gears are made with
Передача крутящего момента от ведущего вала 15 муфте переключения 19, а также ее перемещение вдоль его оси Y-Y, осуществляются за счет наличия на муфте переключения 19 двух шпоночных выступов 24, входящих в шпоночные канавки 25, имеющиеся на ведущем вале 15.The transmission of torque from the
Бокс 10 для размещения научных приборов располагается на дополнительном ходовом винте 9 со стороны электродвигателя 2, симметрично относительно оси Х-Х. Со стороны коронки 7, на цилиндрической части конца дополнительного ходового винта 9, расположен шпоночный выступ 26, входящий в шпоночную канавку 27, выполненную в корпусе 1 буровой установки и направленную параллельно оси Х-Х.
Фиксация вращающихся деталей в заявляемой буровой установке осуществляется посредством подшипниковых узлов 28. Передача крутящего момента от силового ходового винта 4 подвижному ведущему зубчатому колесу 29, а также его перемещение под действием гаек 6 вдоль оси Z-Z силового ходового винта 4, осуществляются за счет наличия на подвижном ведущем зубчатом колесе 29 двух шпоночных выступов 30. Шпоночные выступы 30 при этом входят в шпоночные канавки 31, имеющиеся на силовом ходовом винте 4. Крутящий момент с подвижного зубчатого колеса 29 передается за счет постоянного зацепления на подвижное ведомое зубчатое колесо 32, откуда поступает на коронку 7, приводя ее во вращение.The fixation of rotating parts in the inventive drilling rig is carried out by means of
Для исключения вращения подвижного редуктора 5 вместе с силовым ходовым винтом 4 в процессе работы буровой установки, на корпусе подвижного редуктора 5 имеется шпоночный выступ 33, входящий в шпоночную канавку 34, выполненную в корпусе 1 буровой установки и направленную параллельно оси Z-Z силового ходового винта 4.To prevent the rotation of the
Корпус 1 буровой установки располагается на платформе 35 (фиг. 2), установленной на манипуляторе 36 исследовательского планетохода 37. В процессе бурения платформа 35 неподвижно фиксируется относительно исследуемого участка поверхности 38 небесного тела за счет ножа 39, внедряемого в поверхность 38 небесного тела под действием массы буровой установки и манипулятора 36.The
Платформа 35 обеспечивает возможность поворота корпуса 1 буровой установки на угол 180 градусов с его фиксацией в неподвижном положении при угле поворота, составляющем 0 и 180 градусов. Поворот осуществляется относительно оси V-V (фиг. 2), перпендикулярной к плоскости, в которой лежит ось U-U коронки 7 и ось Х-Х дополнительного ходового винта 9, таким образом, что при повороте корпуса 1 буровой установки на 180 градусов, ось U-U коронки 7 и ось Х-Х дополнительного ходового винта 9 меняются своим положением в пространстве (фиг. 1). Точка С (фиг. 1) - это точка пересечения оси V-V (фиг. 2), относительно которой осуществляется поворот корпуса 1 буровой установки, и плоскости, в которой лежат оси U-U и Х-Х.The
Предлагаемая буровая установка для исследования горных пород на небесных телах работает следующим образом. Планетоход 37 доставляет буровую установку к исследуемому участку поверхности 38 небесного тела (фиг. 2а). С помощью манипулятора 36 буровая установка устанавливается вертикально относительно него и фиксируется за счет ножа 39, внедряемого в поверхность 38 под действием массы буровой установки и манипулятора 36 (фиг. 2б). После этого, автоматикой буровой установки осуществляется перемещение муфты переключения 19 в направлении, обозначенном стрелкой В, вплоть до образования шлицевого соединения между соответствующими выступами 23 муфты переключения 19 и шлицевым венцом 21 блокируемого второго ведущего зубчатого колеса 16. За счет этого ему обеспечивается передача крутящего момента от ведущего вала 15 (фиг. 1).The proposed drilling rig for the study of rocks on celestial bodies works as follows. The
При этом передача крутящего момента от ведущего вала 15 муфте переключения 19, а также ее перемещение вдоль него осуществляются за счет наличия на муфте переключения 19 двух шпоночных выступов 24, входящих в шпоночные канавки 25, имеющиеся на ведущем вале 15 (фиг. 1).In this case, the transmission of torque from the
Далее, автоматикой буровой установки производится включение электродвигателя 2. В результате этого приводится во вращение ведущий вал 15, от которого крутящий момент поступает на муфту переключения 19 и передается через шлицевое соединение второму ведущему зубчатому колесу 16, с которого далее за счет постоянного зацепления поступает на основное ведомое зубчатое колесо 17, что приводит во вращение ведомый вал 18 и силовой ходовой винт 4. Взаимодействие вращающегося силового ходового винта 4 с неподвижными гайками 6 приводит к перемещению подвижного редуктора 5 в направлении, указанном стрелкой D. Исключение вращения подвижного редуктора 5 вместе с силовым ходовым винтом 4 в процессе работы буровой установки обеспечивается за счет шпоночного выступа 33, входящего в шпоночную канавку 34, выполненную в корпусе 1 буровой установки и направленную параллельно оси Z-Z силового ходового винта 4 (фиг. 1).Further, the automation of the drilling rig turns on the
При этом крутящий момент с силового ходового винта 4 также передается на подвижное ведущее зубчатое колесо 29 за счет взаимодействия двух шпоночных выступов 30, расположенных на подвижном ведущем зубчатом колесе 29, и шпоночных канавок 31, имеющихся на силовом ходовом винте 4. Крутящий момент с подвижного ведущего зубчатого колеса 29 передается за счет постоянного зацепления на подвижное ведомое зубчатое колесо 32, откуда поступает на коронку 7, приводя ее во вращение. Перемещение подвижного редуктора 5 в направлении, указанном стрелкой D, с одновременным вращательным движением коронки 7, обеспечивает процесс бурения исследуемого участка поверхности 38 небесного тела. При необходимости бурения горных пород повышенной крепости, автоматикой буровой установки может быть включен ударный механизм 8, обеспечивающий нанесение по коронке 7 продольных ударов (фиг. 1, фиг. 2в).In this case, the torque from the
После завершения бурения исследовательского шпура 40 на заданную глубину, автоматикой буровой установки выключается ударный механизм 8, а двигатель 2 переводится в режим реверса. В результате этого ведущий вал 15, а также механически связанный с ним силовой ходовой винт 4, начинают вращаться в обратную сторону. Это приводит к перемещению подвижного редуктора 5 в обратном направлении (противоположном тому, которое обозначено стрелкой D) и извлечению коронки 7 из шпура 40 (фиг. 1, фиг. 2г).After drilling of the
После перемещения подвижного редуктора 5 в положение, предшествующее началу бурения, автоматикой буровой установки отключаются двигатель 2 и механизм фиксации буровой установки в неподвижном положении на платформе 35 (фиг. 2г). Далее производится поворот корпуса 1 буровой установки на 180 градусов в направлении стрелки L, после чего осуществляется его фиксация в неподвижном положении (фиг. 1, фиг. 2д).After moving the
Поворот осуществляется относительно оси V-V (фиг. 2), перпендикулярной к плоскости, в которой лежит ось U-U коронки 7 и ось Х-Х дополнительного ходового винта 9, таким образом, что при повороте корпуса 1 буровой установки на 180 градусов, ось U-U коронки 7 и ось Х-Х дополнительного ходового винта 9 меняются своим положением в пространстве (фиг. 1). Точка С (фиг. 1) - это точка пересечения оси V-V (фиг. 2), относительно которой осуществляется поворот корпуса 1 буровой установки, и плоскости, в которой лежат оси U-U и Х-Х. Таким образом, в результате поворота корпуса 1 буровой установки, ось Х-Х дополнительного ходового винта 9, являющаяся также осью симметрии бокса 10, совпадает с осью симметрии пробуренного шпура 40 (фиг. 2д), что позволяет погружать в него бокс 10 на заданную глубину посредством дополнительного ходового винта 9.The rotation is carried out relative to the axis V-V (Fig. 2), perpendicular to the plane in which the axis U-U of the
После поворота корпуса 1, автоматикой буровой установки осуществляется перемещение муфты переключения 19 в направлении, обозначенном стрелкой А, вплоть до образования шлицевого соединения между соответствующими выступами 22 муфты переключения 19 и шлицевым венцом 20 блокируемого первого ведущего зубчатого колеса 14. За счет этого ему обеспечивается передача крутящего момента от ведущего вала 15 (фиг. 1).After turning the
Далее, автоматикой буровой установки производится включение электродвигателя 2. В результате этого приводится во вращение ведущий вал 15, от которого крутящий момент поступает на муфту переключения 19 и передается через шлицевое соединение первому ведущему зубчатому колесу 14, с которого далее за счет постоянного зацепления поступает на вспомогательное ведомое зубчатое колесо 13. Вращающееся вспомогательное ведомое зубчатое колесо 13 взаимодействует посредством резьбового отверстия 12 с дополнительным ходовым винтом 9, зафиксированным в шпоночной канавке 27 за счет шпоночного выступа 26. В результате этого осуществляется перемещение дополнительного ходового винта 9 и бокса 10 по направлению к забою шпура 40 на заданную глубину, где необходимо произвести исследования. После достижения этой глубины автоматикой буровой установки осуществляется выключение электродвигателя 2. Научные приборы, размещенные в боксе 10, производят необходимые измерения (фиг. 1, фиг. 2е).Further, the automation of the drilling rig turns on the
Наличие твердосплавного индентора 11, соосно размещенного на торце бокса 10, позволяет определять прочностные свойства исследуемой горной породы посредством корреляционной зависимости между ними и усилием, необходимым для внедрения твердосплавного индентора 11 в забой шпура 40 на заданную глубину. Для этого автоматикой буровой установки производится включение электродвигателя 2 и перемещение дополнительного ходового винта 9 с боксом 10 в шпуре 40 вплоть до внедрения твердосплавного индентора 11 в забой шпура 40 на требуемую глубину. Использование при этом винтового механизма подачи, реализованного посредством дополнительного ходового винта 9, позволяет осуществлять перемещение твердосплавного индентора 11 на постоянную величину за один оборот вспомогательного ведомого зубчатого колеса 13, определяемую шагом резьбы, нарезанной на дополнительном ходовом винте 9. Фиксация усилия, необходимого для внедрения твердосплавного индентора 11, при этом может быть осуществлена на основании величины тока электродвигателя 2 (фиг. 1, фиг. 2е).The presence of a hard-
После завершения научных измерений электродвигатель 2 переводится автоматикой буровой установки в режим реверса. Это приводит к перемещению дополнительного ходового винта 9 с размещенным на нем боксом 10 по направлению к устью шпура 40, в результате чего бокс 10 извлекается из шпура 40 (фиг. 1, фиг. 2е).After the completion of scientific measurements, the
Положительные результаты заявляемого изобретения заключаются в обеспечении возможности доставки бокса с научными приборами в выбуренный шпур для проведения исследований, а также в реализации дистанционного определения прочностных свойств исследуемых горных пород на небесных телах посредством вдавливания твердосплавного индентора в забой выбуренного шпура.The positive results of the claimed invention consist in providing the possibility of delivering a box with scientific instruments into a drilled hole for conducting research, as well as in implementing remote determination of the strength properties of the studied rocks on celestial bodies by pressing a hard-alloy indenter into the bottom of a drilled hole.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021113088A RU2770475C1 (en) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Drilling rig for studying rocks on celestial bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021113088A RU2770475C1 (en) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Drilling rig for studying rocks on celestial bodies |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2770475C1 true RU2770475C1 (en) | 2022-04-18 |
Family
ID=81212650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021113088A RU2770475C1 (en) | 2021-05-04 | 2021-05-04 | Drilling rig for studying rocks on celestial bodies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2770475C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230121022A1 (en) * | 2021-10-19 | 2023-04-20 | Lunar Outpost Inc. | Extendable conductor for thermal management |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0656100A (en) * | 1992-08-12 | 1994-03-01 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Geology sampling device in celestial body except earth |
| CN202325523U (en) * | 2011-11-28 | 2012-07-11 | 中国地质大学（武汉） | Miniature automatic sampling drilling machine |
| RU2501952C1 (en) * | 2012-07-09 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) | Drag head |
| CN105350969A (en) * | 2014-08-18 | 2016-02-24 | 郝成武 | Moon shallow-layer drilling sampling recovering device |
| RU180696U1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-06-21 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Geological exploration mobile robotic planet rover |
| CN111485884A (en) * | 2020-03-31 | 2020-08-04 | 哈尔滨工业大学 | Multistage flexible sampling device that gets that bores |
-
2021
- 2021-05-04 RU RU2021113088A patent/RU2770475C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0656100A (en) * | 1992-08-12 | 1994-03-01 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Geology sampling device in celestial body except earth |
| CN202325523U (en) * | 2011-11-28 | 2012-07-11 | 中国地质大学（武汉） | Miniature automatic sampling drilling machine |
| RU2501952C1 (en) * | 2012-07-09 | 2013-12-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) | Drag head |
| CN105350969A (en) * | 2014-08-18 | 2016-02-24 | 郝成武 | Moon shallow-layer drilling sampling recovering device |
| RU180696U1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-06-21 | Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики" (ЦНИИ РТК) | Geological exploration mobile robotic planet rover |
| CN111485884A (en) * | 2020-03-31 | 2020-08-04 | 哈尔滨工业大学 | Multistage flexible sampling device that gets that bores |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Буровая на астероиде: Добыча внеземного грунта. Журнал Популярная Механика. N11(97), 2010. * |
| КЕМУРДЖИАН А.Л. Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны. М.: "Машиностроение". 1976, всего 200 с., с. 55-59. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230121022A1 (en) * | 2021-10-19 | 2023-04-20 | Lunar Outpost Inc. | Extendable conductor for thermal management |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102271869B (en) | Be there is the toolroom machine of the main shaft driven by drive unit | |
| RU2770475C1 (en) | Drilling rig for studying rocks on celestial bodies | |
| CN110907216B (en) | Multipoint repeated sampling actuating mechanism suitable for frozen soil extraterrestrial star soil | |
| CN1199338C (en) | Improved coring drill motor and method for obtaining core sample of matter | |
| CN109470507A (en) | The vibration penetration type lunar soil coring apparatus of spiral auxiliary dive | |
| US4266619A (en) | Down hole cycloidal drill drive | |
| CN115012836A (en) | Drilling device for geotechnical engineering construction | |
| CN108547569B (en) | Drill bit speed increaser and drilling device | |
| CN113188831B (en) | Soil sampling device for water and soil migration and weak soil deformation research | |
| KR100620340B1 (en) | Drilling apparatus and method for introducing a drilling element into the soil | |
| CN215213389U (en) | Core drill drilling device capable of pushing core | |
| JP2002115482A (en) | Excavation apparatus | |
| CN210264605U (en) | Twist-off power assisting device for extracting drill core | |
| CN110919775A (en) | Manual drilling tool | |
| CN1076761A (en) | Vibration anchoring-bolt drill | |
| SU1504322A2 (en) | Drilling rig | |
| GB1162656A (en) | Rotary Percussion Apparatus | |
| SU1434096A1 (en) | Rotative-percussive drilling head | |
| RU5614U1 (en) | DRILLING MACHINE FOR DRILLING WELLS IN SOIL AND CONSTRUCTION STRUCTURAL MATERIALS | |
| CN208084284U (en) | Power tool | |
| SU1615353A1 (en) | Lateral core taker | |
| SU1161700A1 (en) | Apparatus for taking core from borehole walls | |
| CN202645424U (en) | Quick drilling machine | |
| JP2002322888A (en) | Ground boring device and its boring method | |
| SU1609934A1 (en) | Borehole drilling device |