公元前2世紀,中國已有用人力并借助竹弓彈力使錐形鉆頭沖擊地層而鉆進的原始沖擊式鉆機，后曾在中國農(nóng)村中長期使用。直至20世紀50年代，才從國外引進鋼絲繩沖擊式鉆機，60年代初開始發(fā)展大、小鍋錐、沖抓錐等簡易水井鉆機。1966年前后開始研制正循環(huán)轉(zhuǎn)盤式鉆機，1974年前后研制成功反循環(huán)轉(zhuǎn)盤式鉆機和復(fù)合式鉆機，70年代末創(chuàng)制了潛孔振動回轉(zhuǎn)式鉆機。歐美各國在19世紀主要使用鋼絲繩沖擊式鉆機，19世紀60年代，法國首先使用轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)式鉆機，以后傳入美國并得到迅速發(fā)展。20世紀50年代，開始發(fā)展反循環(huán)轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)式鉆機，以后又出現(xiàn)了用壓縮空氣代替泥漿作為洗井介質(zhì)的轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)式鉆機，至70年代發(fā)展了液壓動力頭回轉(zhuǎn)式鉆機。

有的轉(zhuǎn)盤式鉆機同時備有泥漿泵和空氣壓縮機，可根據(jù)情況選用不同的洗井方式。

液壓動力頭式鉆機 回轉(zhuǎn)式鉆機的一種。由液壓馬達通過減速器驅(qū)動，并以沿塔架上下移動的動力頭代替轉(zhuǎn)盤式鉆機上的轉(zhuǎn)盤和水，驅(qū)動鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)切削巖層?？捎弥睆竭_1米的大型鉆頭鉆鑿大口徑水井,其特點是鉆進速度快，鉆具的裝卸和下井管較簡便，接長鉆桿時無需提升鉆具，簡免了卷揚機、提升滑車、轉(zhuǎn)盤、水、方鉆桿等一系列部件。潛孔振動回轉(zhuǎn)式鉆機 是以振動和回轉(zhuǎn)運動相結(jié)合的方式鉆進巖層的一種回轉(zhuǎn)式鉆機。鉆具由鉆頭、振動器、消振器和導(dǎo)向筒等組成(圖3)。振動器產(chǎn)生的激振力使整個鉆具作錐擺運動。鉆頭通過摩擦圈套裝在振動器外殼的外面，一方面隨振動器作頻率約為1000轉(zhuǎn)/分、振幅約9毫米的水平圓周振動；另一方面又繞振動器軸線作3～12轉(zhuǎn)/分的低速旋轉(zhuǎn)運動以破碎巖層，而鉆桿則不轉(zhuǎn)，并借消振器避免將振動傳給鉆桿。采用壓縮空氣反循環(huán)方式洗井，使巖屑通過位于振動器中心的導(dǎo)管和鉆桿內(nèi)腔排出井外。這種鉆機結(jié)構(gòu)簡單，鉆進效率高。井孔直徑為600毫米左右,鉆進深度可達150米。

鉆孔的功用：

地質(zhì)鉆孔

地質(zhì)鉆孔

①獲取手地下地質(zhì)實物資料，即從鉆孔取出巖心、礦心、巖屑或液、氣態(tài)樣品，必要時從孔壁補取側(cè)壁巖樣礦樣；

②作為地球物理測井的通道，獲取巖礦層各種地球物理信息；

③作為人工通道觀測地下水層水文地質(zhì)動態(tài)；

④有的鉆孔可探采結(jié)合，開采地下水、地熱、油氣等。

鉆探工程已廣泛用于國民經(jīng)濟許多部門，按用途，鉆孔可分為如下幾類：

①地質(zhì)普查或勘探鉆孔，用于了解地質(zhì)構(gòu)造、找礦或探明礦產(chǎn)儲量；

②水文地質(zhì)鉆孔，勘察地下水文地質(zhì)情況；

③水井，為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防及生活而開發(fā)利用或補給地下水資源并有充實水文地質(zhì)資料作用；

地質(zhì)鉆孔

地質(zhì)鉆孔

④工程地質(zhì)鉆孔，勘察或為建筑廠基、壩址、水庫、橋梁及道路等探明工程基礎(chǔ)狀況；

⑤石油鉆井，勘查和開發(fā)石油、天然氣；

⑥地熱鉆孔，勘探和開發(fā)地下熱水與蒸氣資源；

⑦工程基礎(chǔ)施工鉆孔，為加固處理建筑工程基礎(chǔ)而應(yīng)用的基礎(chǔ)樁或管樁所施工的鉆孔；

⑧開發(fā)鉆孔，開采地下鹵水、溶解巖鹽、硫磺、燃燒氣化地下煤炭等；

⑨采礦或隧道等工程的輔助鉆孔，采礦或隧道施工時為通風、排水、探水、探氣、凍結(jié)、運輸以及建筑和通訊安裝管線、爆破、取樣、灌漿等所施工的鉆孔。

⒈鉆頭轉(zhuǎn)速高。

⒉摩擦嚴重、散熱困難、熱量多、切削溫度高。

⒊切削量大、排屑困難、易產(chǎn)生振動。

⒋鉆頭的剛性和精度都較差，故鉆削加工精度低，一般尺寸精度為IT11～IT10，粗糙度為Ra100～25。