采用近底部热水循环的冰钻系统可用于许多研究冰原、冰川和冰下环境的具有挑战性的科学任务。这些系统使用直接在井底加热的水射流来融化冰,从而可以取消使用长而重的软管和地面泵。为了研究钻头形状和喷嘴直径对钻削过程的影响,我们设计并测试了一个简化的钻探实验样机。井下电加热器的额定功率为5.5 千瓦。两组共测试了6个熔尖:3个具有不同高度/角度的锥形熔尖和3个具有不同聚焦参数的抛物线形熔尖。一般来说,锥形尖端提供了更稳定的钻进过程。实验结果表明,当热端的比载荷为0.5Ncm-2或钻机原型总重量的30% 时,钻进率(ROP)最高。喷嘴直径为3.0 mm(流速为3.0 L min−1)时, ROP最高可达2.5–3.1 mh-1。同时,流速越高,钻进速度越快。