摘要:对月壤形成过程和物质组成进行了介绍，并将实际月壤基本物理力学指标与CUG-1型模拟月壤和普通干砂进行对比，认为在月球钻探取样过程中可能遇到具有一定胶结强度的硬质团块。我国探月工程三期的核心任务是实现月球钻探取样和返回，并明确要采用钻孔取样方式来获取能保持原始层理结构的较深层月壤样品。月表处于无水、高真空、微重力、日夜温差悬殊的极端环境，因此月球钻探取样采用的钻孔取心机具应结构简单，以减少钻进故障几率和拓宽对所钻月壤层的适应性。针对模拟月壤，分别对传统钻孔取心钻具、孔内取心钻具、孔外取心钻具、软袋翻转取心钻具、内外管联合（内管、外管）取心钻具进行了试验研究。试验研究结果表明，内外管联合取心钻具能更好地满足我国月球钻探取样返回的要求。

摘要:对月壤形成过程和物质组成进行了介绍，并将实际月壤基本物理力学指标与CUG-1型模拟月壤和普通干砂进行对比，认为在月球钻探取样过程中可能遇到具有一定胶结强度的硬质团块。为保证钻探取样顺利进行，需要研制月球钻探用特种取心PDC钻头。基于PDC钻头的碎岩机理，对钻头的负前角、旁通角、出露高度、钻头保径和PDC切削齿的钎焊工艺分别进行了设计，并对钻杆和钻头装配体在钻进过程中的受力过程进行有限元分析。最后，采用所设计的特种取心PDC钻头进行岩石干钻试验，试验结果表明，该钻头能钻进可钻性级别小于或等于6级的岩石，能满足月球钻探需要。