[发明专利]一种月面环境下钻具测试装置

摘要

本发明公开一种月面环境下钻具测试装置，由上至下依次由钻具光轴、光轴接头、密封接头、引线接头、复合力传感器、传感器接头、钻杆接头、钻杆、钻头同轴连接。导电滑环套接在钻具光轴上；温度传感器周向均布于钻杆内壁；另4个温度传感器安装于钻头上4个测温点处，分别为钻头与钻杆接触点位置，钻进对象与钻头的钻孔壁面接触点位置，钻头外壁与钻进对象接触点位置，钻头的切削刃与钻进对象接触点位置。上述温度传感器与复合力传感器的信号线均通过导电滑环引出。本发明的优点为可实时的测量钻具在真空热环境下的钻进压力、扭矩及温升情况；可以全方位的反应钻具的温升情况；且成功的避免钻具转动过程中，信号线会缠绕在钻具光轴上的问题。

主权项

一种月面环境下钻具测试装置，其特征在于：包括导电滑环、钻具光轴、光轴接头、密封接头、引线接头、复合力传感器、传感器接头、钻杆接头、钻杆、钻头、热电偶温度传感器；其中，导电滑环同轴套接在钻具光轴上；钻具光轴底端与光轴接头、密封接头、引线接头、复合力传感器、传感器接头、钻杆接头依次同轴连接；所述复合力传感器具有钻杆压力测量与扭矩测量功能；上述钻杆内部周向均布有热电偶温度传感器；钻头上安装有4个热电偶温度传感器，4个热电偶温度传感器分别位于钻头上4个测温点处，令4个测温点分别为1～4号测温点，则：1号测温点位于钻头与钻杆接触点位置；2号测温点位于钻进对象与钻头的钻孔壁面接触点位置；3号测温点位于钻头外壁与钻进对象接触点位置；4号测温点位于钻头的切削刃与钻进对象接触点位置；上述热电偶温度传感器与复合力传感器的信号线均通过导电滑环引出；上述光轴接头、密封接头与引线接头间通过如下方式实现对接：密封接头上端面上同轴设计有圆形凹槽，在圆形凹槽外围设计有环形凹槽；光轴密封圈压入环形凹槽；光轴接头为筒状接头，下端面上同轴设计有环形凸起；装配时使环形突起与圆形凹槽周向配合，并使环形突起的端面与圆形凹槽底面接触；同时，光轴接头下端面与密封接头上端面接触，由光轴接头下端面将环形凹槽密封，且将光轴密封圈压紧在环形凹槽内；密封接头下端面同轴设计有圆形凸台A；引线接头上端面内圈同轴设计有定位凹槽；装配时使圆形凸台A与定位凹槽周向配合，并使圆形凸台A端面与定位凹槽底面接触；同时，密封接头下端面与引线接头上端面接触，可有效的保证密封接头和引线接头的同轴度；光轴接头、密封接头、引线接头周向上对应位置均布有法兰开孔；紧固螺栓穿过光轴接头、密封接头与引线接头上的法兰开孔，实现光轴接头、密封接头与引线接头间的对接锁紧；上述钻杆接头、传感器接头与复合力传感器间通过如下方式实现对接：传感器接头中心上端面同轴设计有圆柱凸起B；复合力传感器外围均布有通孔B，传感器接头外围对应位置周向均布有通孔C；钻杆接头外围对应位置周向上均布有螺纹孔B；传感器接头的下端面有圆形凸台B，钻杆接头上端面具有凹进台阶；装配时，使圆柱凸起B与复合力传感器的中心孔插接，并使钻杆接头上端面与复合力传感器的下端面贴合；传感器接头上的圆形凸台B与钻杆接头上的凹进台阶周向配合，并使圆形凸台B端面与凹进台阶底面接触；同时，使传感器接头下端面与钻杆接头上端面接触；随后通过紧固螺钉依次穿过复合力传感器与传感器接头上的通孔B、通孔C后，与钻杆接头上的螺纹孔B螺纹拧紧固定，将钻杆接头、传感器接头与复合力传感器间锁紧。