水井鉆機(jī)通過(guò)鉆具的回轉(zhuǎn)或沖擊運(yùn)動(dòng)破碎巖層，配合循環(huán)系統(tǒng)排出巖屑以完成鉆孔作業(yè)，其工作原理可根據(jù)鉆進(jìn)方式分為以下三類：

　　一、回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)原理

　　核心機(jī)制：依靠鉆頭旋轉(zhuǎn)對(duì)地層進(jìn)行切削、擠壓和研磨破碎，同時(shí)通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)攜帶巖屑。

　　動(dòng)力傳輸

　　動(dòng)力頭（或轉(zhuǎn)盤(pán)）驅(qū)動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鉆頭以30-120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速破碎巖層。

　　循環(huán)系統(tǒng)

　　正循環(huán)：泥漿泵將泥漿壓入鉆桿，經(jīng)鉆頭噴出后攜帶巖屑沿井壁與鉆桿的環(huán)形空間上升，返回沉淀池。

　　反循環(huán)：泥漿從井口流入井底，攜帶巖屑的泥漿通過(guò)鉆桿內(nèi)腔被砂石泵抽吸至地面，形成更高的上升流速，排屑效率更高，適用于松散地層（如砂層、卵石層）。

　　氣舉反循環(huán)：用壓縮空氣代替泥漿，通過(guò)氣水混合液上返攜帶巖屑，適用于干旱地區(qū)或凍土層。

　　液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī)：通過(guò)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鉆桿，鉆進(jìn)速度提升20%-40%，如SL1100多功能水井鉆機(jī)。

　　二、沖擊式鉆進(jìn)原理

　　核心機(jī)制：通過(guò)鉆具的垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使鉆頭沖擊井底以破碎巖層，適用于硬地層或淺井。

　　沖抓錐

　　鉆具下端為可張合的尖角形抓瓣，沖擊地層后閉合抓取巖屑，提出井口卸出。

　　鉆井深度通常為40-50米，較深可達(dá)150米。

　　鋼絲繩沖擊式鉆機(jī)

　　桅桿頂端的提升滑輪通過(guò)鋼絲繩連接鉆具，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)沖擊機(jī)構(gòu)使鉆具上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

　　鉆頭沖程為0.5-1米，沖擊頻率30-60次/分鐘，巖屑由抽砂筒清出地面。

　　缺點(diǎn)：鉆進(jìn)效率低，對(duì)含水層保護(hù)作用差，已逐漸被淘汰。

　　三、復(fù)合式鉆進(jìn)原理

　　核心機(jī)制：結(jié)合回轉(zhuǎn)與沖擊運(yùn)動(dòng)，提高鉆進(jìn)效率和適應(yīng)性，適用于復(fù)雜地層。

　　沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)

　　在鉆頭承受靜載荷的基礎(chǔ)上，通過(guò)縱向沖擊力（如潛孔錘）和回轉(zhuǎn)切削力共同破碎巖石。

　　空氣潛孔錘鉆進(jìn)：壓縮空氣既作為沖洗介質(zhì)，又作為碎巖能量，適用于深孔（如700米深井）和缺水地區(qū)。

　　空氣泡沫潛孔錘鉆進(jìn)：在高壓氣路中增加泡沫混合裝置，解決粉塵大、攜帶巖屑能力弱的問(wèn)題。