[发明专利]一种用于月基连续取芯的护壁、装备以及方法

说明书

本发明公开了一种用于月基连续取芯的护壁、装备以及方法，其中用于月基连续取芯的护壁包括：多个护壁套筒，多个所述护壁套筒从内到外依次套设；紧固机构，所述紧固机构设置在所述护壁套筒的下端，且用于与另一位于内侧的护壁套管的上端进行固定连接。通过多个护壁套筒进行套接后，当对深度较大的月球土壤层进行取样时，通过拼接的护壁套筒保护钻孔所形成的孔壁，使孔壁不易塌陷。本护壁使用简单，可结合控制系统实现远程操控，采用逐段拼接的形式，节约了空间；使用简单的结构，其零件少，可以控制总重量，能在保证完成月球深孔护壁的情况下，极大程度地减轻运载负荷，进而为月岩物理化学性质研究及矿产资源勘探奠定基础。

技术领域

本发明涉及月球探测应用技术领域，尤其涉及的是一种用于月基连续取芯的护壁、装备以及方法。

背景技术

月球资源丰富，是解决地球能源危机的理想之地。月球取芯为月球资源勘探评估提供了基础，不仅可以获得保存了数百万年的岩芯或粉末样品，而且可为热流探头和中子能谱仪等原位科学仪器提供实验样品。因此，月壤采集具有重大战略意义。

但是现有取芯仍存在技术壁垒，特别是松散月壤环境下的孔壁稳定性等问题亟需攻关。各国月球探矿计划取芯很难突破月球表土层,未能取得真正月球样品，尤其是月球深部岩石样品，如Apollo15钻至150cm后扭矩剧增，Apollo16在72～80cm段无样品，取样最深的Apollo17月基取芯最深为3.05m。其主要原因之一是孔壁稳定性问题。而NASA正在构想实施的下一轮美国探月计划，将实现10米深的月基钻探。先进的月基护壁技术是确保我国开发月球资源、建设月球基地的重要技术保障。护壁是一种通过一定方法修复钻孔、隔离漏失、防止缩径、破碎、掉块、坍塌等的技术手段。常规护壁技术如泥浆护壁是采用泥浆作为冲洗液，钻进过程中，在钻孔孔壁上形成一层薄薄的泥皮，防止冲洗液中的水分向钻孔孔壁不断渗透，引起地层的膨胀或垮塌。

但针对月球特殊环境，可用资源极度匮乏，现有的泥浆护壁在月基上使用时，松散的土质难以提供恒定的泵压及原料，因此，现有的护壁技术不能用于月基取芯中。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于月基连续取芯的护壁、装备以及方法，解决现有技术中的护壁技术不能用于月基取芯中的问题。

本发明的技术方案如下：

一种用于月基连续取芯的护壁，包括：多个护壁套筒，多个护壁套筒从内到外依次套设；

紧固机构，紧固机构设置在护壁套筒的下端，且用于与另一位于内侧的护壁套管的上端进行固定连接。

进一步，护壁套筒的下部内壁上开设有安装槽，以及贯通护壁套筒的内壁的按压孔，按压孔与安装槽相通；

紧固机构包括：按压块，按压块可活动设置在按压孔内，且部分凸出于按压孔的外侧开口；

铰接杆，铰接杆铰接在安装槽的槽壁上，且一端活动连接在按压块上；

紧固部，紧固部活动部分凸出于安装槽的内开口并沿径向可滑移设置，且铰接杆的另一端活动连接紧固部；

弹性件，弹性件一端连接紧固部，另一端连接安装槽朝向外侧的内壁上。

进一步，紧固部朝向内的侧面设置为斜面，斜面沿从上至下的方向逐渐靠近中轴线延伸设置；

紧固部朝向外的侧面上设置有导向柱，安装槽朝向外侧的内壁上开设有导向孔，导向柱嵌于导向孔内；

弹性件为弹簧，弹簧套设在导向柱上。

进一步，铰接杆的上端开设有第一条形槽，按压块上设置有第一连接柱，第一连接柱位于第一条形槽内滑移；