公元前2世紀(jì),中國(guó)已有用人力并借助竹弓彈力使錐形鉆頭沖擊地層而鉆進(jìn)的原始沖擊式鉆機(jī)，后曾在中國(guó)農(nóng)村中長(zhǎng)期使用。直至20世紀(jì)50年代，才從國(guó)外引進(jìn)鋼絲繩沖擊式鉆機(jī)，60年代初開始發(fā)展大、小鍋錐、沖抓錐等簡(jiǎn)易水井鉆機(jī)。1966年前后開始研制正循環(huán)轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)，1974年前后研制成功反循環(huán)轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)和復(fù)合式鉆機(jī)，70年代末創(chuàng)制了潛孔振動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。歐美各國(guó)在19世紀(jì)主要使用鋼絲繩沖擊式鉆機(jī)，19世紀(jì)60年代，法國(guó)首先使用轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)，以后傳入美國(guó)并得到迅速發(fā)展。20世紀(jì)50年代，開始發(fā)展反循環(huán)轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)，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(jī)，至70年代發(fā)展了液壓動(dòng)力頭回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。
有的轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)同時(shí)備有泥漿泵和空氣壓縮機(jī)，可根據(jù)情況選用不同的洗井方式。
液壓動(dòng)力頭式鉆機(jī) 回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)的一種。由液壓馬達(dá)通過減速器驅(qū)動(dòng)，并以沿塔架上下移動(dòng)的動(dòng)力頭代替轉(zhuǎn)盤式鉆機(jī)上的轉(zhuǎn)盤和水，驅(qū)動(dòng)鉆桿和鉆頭旋轉(zhuǎn)切削巖層?？捎弥睆竭_(dá)1米的大型鉆頭鉆鑿大口徑水井,其特點(diǎn)是鉆進(jìn)速度快，鉆具的裝卸和下井管較簡(jiǎn)便，接長(zhǎng)鉆桿時(shí)無需提升鉆具，簡(jiǎn)免了卷揚(yáng)機(jī)、提升滑車、轉(zhuǎn)盤、水、方鉆桿等一系列部件。潛孔振動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆機(jī) 是以振動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的方式鉆進(jìn)巖層的一種回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。鉆具由鉆頭、振動(dòng)器、消振器和導(dǎo)向筒等組成(圖3)。振動(dòng)器產(chǎn)生的激振力使整個(gè)鉆具作錐擺運(yùn)動(dòng)。鉆頭通過摩擦圈套裝在振動(dòng)器外殼的外面，一方面隨振動(dòng)器作頻率約為1000轉(zhuǎn)/分、振幅約9毫米的水平圓周振動(dòng)；另一方面又繞振動(dòng)器軸線作3～12轉(zhuǎn)/分的低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以破碎巖層，而鉆桿則不轉(zhuǎn)，并借消振器避免將振動(dòng)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(dòng)器中心的導(dǎo)管和鉆桿內(nèi)腔排出井外。這種鉆機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鉆進(jìn)效率高。井孔直徑為600毫米左右,鉆進(jìn)深度可達(dá)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(shí)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(shí)從孔壁補(bǔ)取側(cè)壁巖樣礦樣；
②作為地球物理測(cè)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(cè)地下水層水文地質(zhì)動(dòng)態(tài)；
④有的鉆孔可探采結(jié)合，開采地下水、地?zé)帷⒂蜌獾取?
鉆探工程已廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(chǔ)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(guó)防及生活而開發(fā)利用或補(bǔ)給地下水資源并有充實(shí)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?yàn)榻ㄖS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?zé)徙@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(shí)為通風(fēng)、排水、探水、探氣、凍結(jié)、運(yùn)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(yán)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(dòng)。
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～I(xiàn)T10，粗糙度為Ra100～25。