冰架结构和底部冻融过程直接影响冰架稳定性和运动状态，然而目前全球气候变化对冰架下海洋环流、冰架稳定性及冰架底部冻融过程、冰盖-冰架系统底部向海洋的物质输送等的影响尚不清楚。基于此，南大洋科学委员会将南极冰架与海洋水团和环流的相互作用列入了科学前沿研究计划，冰架-海洋相互作用研究成为全球变化研究的热点问题。热水钻探技术是研究冰架-海洋相互作用的前提和基础。

为了发展热水钻探技术，实现南极埃默里冰架探测，中国极地研究中心牵头承担了“冰架热水钻机关键技术与系统研发”项目，旨在开发出一套性能稳定可靠的热水钻探技术系统，满足南极地区冰架-海洋相互作用观测的需求，为在南极地区开展冰架下大洋水团运动机理与模型、冰架运动及其稳定性、冰盖物质平衡等方面的研究奠定基础。吉林大学为参与单位。

    经过6年攻关，最终形成了钻深能力2200m的热水钻机，主要包括钻进系统、绞盘系统、水体加热系统、水循环利用系统、测控系统和辅助系统六大子系统，热水加热能力达到兆瓦以上，满足将流速不小于 200L/min 的连续冷水加热到 80℃-90℃。软管为水电一体复合管，配合钻具内的随钻参数检测系统，可实现井下钻进数据的实时监控。

冰架热水钻机原理示意图 

2016-2017年冬季，研发的热水钻系统在吉林大学极地研究中心低温冰井实验室进行了联调联试，测试了整套系统耐低温能力、冰层钻进能力、热水循环加热加压能力和系统除水性能，验证了热水钻总体系统的运行状态和主要功能参数。

冰架热水钻机在吉林大学进行联调联试

冰架热水钻机主绞车和软管

冰架热水钻机联调联试合影