干熱巖等深部硬巖地層鉆進(jìn)時的鉆頭磨損大，機(jī)械鉆速低，采用常規(guī)鉆具鉆進(jìn)時鉆速為1.0～2.0 m/h，使用壽命約50～60 h。為此，德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)、BAUER機(jī)械有限公司、Thomas Werner工業(yè)公司、BITSZ電子工業(yè)有限公司和Baker Hughes INTEQ公司合作研發(fā)了井下電脈沖輔助破巖鉆井技術(shù)(EIT)，以提高深部硬地層的鉆井速度。該技術(shù)的關(guān)鍵在于獲取最優(yōu)脈沖參數(shù)，包括在120～150 ms時間內(nèi)產(chǎn)生高達(dá)600 kV的瞬變電壓。

為了在常規(guī)鉆機(jī)中應(yīng)用EIT，開發(fā)了一套能夠整合到現(xiàn)有鉆井/井下工具組件系統(tǒng)的井下脈沖發(fā)生裝置。由于EIT鉆井系統(tǒng)的部署方式與常規(guī)鉆頭相同，所以鉆機(jī)不需要任何調(diào)整或額外設(shè)備。EIT鉆井系統(tǒng)由鉆井泵為系統(tǒng)提供電力，為產(chǎn)生電脈沖提供所需的電能；通過變壓器和整流器為電極充電，再由觸發(fā)器控制產(chǎn)生高壓脈沖。

在可行性研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了可用于φ310.5mm井眼的鉆頭，包括一個沖擊電壓電源和電極。室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，鉆速為0.5～1.0 m/h，如果能夠更有效地清除鉆屑，可以進(jìn)一步提高鉆速。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，預(yù)計該系統(tǒng)的壽命可達(dá)350 h。分析認(rèn)為，因?yàn)樵撓到y(tǒng)與常規(guī)鉆頭相比減少了更換井下工具的次數(shù)，所以工具使用壽命大幅度延長；與現(xiàn)有機(jī)械鉆進(jìn)工具相比，預(yù)計可節(jié)約成本20%～309%。另外，EIT與常規(guī)鉆井系統(tǒng)有良好的兼容性，在不需要改變鉆機(jī)操作的情況下能更好地應(yīng)對地下鉆井條件，因此利用EIT還能夠提高破巖效率。